Effect of Zuoguiwan on Wnt/<italic style="font-style: italic">β</italic>-catenin Signaling Pathway in Ovariectomized Osteoporosis Model Rats

Yao-yang LI; Li-zhi SHANG; He-long SUN; Meng-di MAO; Hong-hao YAN; Chun-yu ZHOU; Guang-yuan ZHANG; Zhi-rui SUN; Zhen-yang WANG

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20210539

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Effect of Zuoguiwan on Wnt/β-catenin Signaling Pathway in Ovariectomized Osteoporosis Model Rats

Classic Prescriptions | 更新时间：2021-03-05

- Effect of Zuoguiwan on Wnt/β-catenin Signaling Pathway in Ovariectomized Osteoporosis Model Rats
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 27, Issue 6, Pages: 15-22(2021)
- 作者机构：
  
  1.河南中医药大学，郑州 450046
  2.河南省仲景方药现代研究重点实验室，郑州 450046
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20210539
  CLC： R2-0;R289;R274
- Received：20 October 2020，
  
  Published Online：11 January 2021，
  
  Published：20 March 2021
- 稿件说明：
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李耀洋,尚立芝,孙河龙等.左归丸对去势骨质疏松模型大鼠Wnt/β-catenin信号通路的影响[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(06):15-22.

LI Yao-yang,SHANG Li-zhi,SUN He-long,et al.Effect of Zuoguiwan on Wnt/β-catenin Signaling Pathway in Ovariectomized Osteoporosis Model Rats[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(06):15-22.
李耀洋,尚立芝,孙河龙等.左归丸对去势骨质疏松模型大鼠Wnt/β-catenin信号通路的影响[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(06):15-22. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20210539.

LI Yao-yang,SHANG Li-zhi,SUN He-long,et al.Effect of Zuoguiwan on Wnt/β-catenin Signaling Pathway in Ovariectomized Osteoporosis Model Rats[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(06):15-22. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20210539.

摘要

目的

观察左归丸对去势骨质疏松大鼠模型骨代谢和Wnt/

-链蛋白（

-catenin）信号通路的影响，探讨左归丸防治骨质疏松症的分子生物学机制。

方法

采用双侧卵巢切除法制备绝经后骨质疏松症大鼠模型，60只雌性SD大鼠随机分为假手术组，模型组，雌二醇组（戊酸雌二醇片0.05 mg·kg

-1

·d

-1

），左归丸低、中、高剂量组（5.5，11，22 g·kg

-1

·d

-1

）。从造模成功后（第13周）开始，每日灌胃（

）1次，共持续12周。给药结束后，采用苏木素-伊红（HE）染色法观察大鼠股骨组织结构变化；双能X射线仪检测各组大鼠股骨骨密度（BMD）和骨矿质（BMC）；MTS Acumen3型生物力学测试系统检测各组大鼠骨生物力学性能；酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血清中骨碱性磷酸酶（BALP），骨钙素（BGP），抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP），Ⅰ型前胶原氨基端前肽（PINP）等骨代谢标志物含量及雌二醇（E

）含量；蛋白免疫印迹法（Western blot）检测大鼠胫骨组织中Wnt2，

-catenin，低密度脂蛋白受体相关蛋白5（LRP5）水平及糖原合成酶激酶-3

（GSK-3

）磷酸化水平。

结果

与假手术组比较，模型组大鼠BMD，BMC，最大载荷和刚度显著降低（

0.01），血清E

和PINP含量显著降低（

0.01），BALP，BGP，TRAP含量显著升高（

0.01），骨组织中Wnt2，p-GSK-3

Ser9，LRP5和

-catenin蛋白表达水平显著降低（

0.01），股骨骨小梁稀疏变细，数量减少；与模型组比较，雌二醇组和左归丸各组BMD，BMC，最大载荷和刚度明显升高（

0.05，

0.01），血清E

和PINP含量明显升高（

0.05，

0.01），BALP，BGP，TRAP含量显著降低（

0.01），骨组织中Wnt2，p-GSK-3

Ser9，LRP5，

-catenin蛋白表达水平明显升高（

0.05，

0.01），股骨骨小梁较模型组变粗，数量增加，结构基本清晰。

结论

左归丸对去势大鼠骨质疏松症具有一定的防治作用，其机制可能与提高雌激素水平，激活Wnt/

-catenin信号通路，上调Wnt2和LRP5蛋白表达，抑制GSK-3

的活性，减少

-catenin的降解，协调骨形成与骨吸收的动态耦联平衡，纠正骨代谢紊乱，从而改善骨组织形态相关。

Abstract

Objective

To observe the effect of Zuoguiwan on bone metabolism and Wnt/

-catenin signaling pathway in ovariectomized osteoporotic rats model， and to explore the molecular biological mechanism of Zuoguiwan in the prevention and treatment of osteoporosis.

Method

The rat model of postmenopausal osteoporosis was established by bilateral ovariectomy， 60 female SD rats were randomly divided into sham operation group， model group， positive group （estradiol valerate tablet 0.05 mg·kg

-1

·d

-1

） and low， middle and high dose groups of Zuoguiwan （5.5，11，22 g·kg

-1

·d

-1

）.After successful establishment of the model in the 13

week， intragastric administration （

） was given once a day for a total of 12 weeks. After administration， the histomorphological changes of femur in rats were observed by hematoxylin-eosin （HE） staining， the bone mineral density （BMD） and bone mineral content（BMC） of femur were measured by dual energy X-ray apparatus， and the biomechanical properties of bone were measured by MTS Acumen3 biomechanical testing system. The contents of bone alkaline phosphatase （BALP）， bone glaprotein（BGP），estradiol （E

），and tartrate-resistant acid phosphatase （TRAP）， type Ⅰ procollagen N-terminal propeptide （PINP） in serum were detected by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. Western blot was used to detect the protein level of Wnt2，

-catenin，low density lipoprotein related receptor protein 5 （LRP5） and the phosphorylation level of glycogen synthase kinase-3

（GSK-3

） in rat tibia.

Result

Compared with sham operation group， the maximum load and stiffness of BMD，BMC， in the model group decreased significantly（

0.01）， the contents of E

and PINP in serum decreased significantly（

0.01）， the content of BALP，BGP，TRAP increased significantly（

0.01）， the expression levels of Wnt2，p-GSK-3

Ser9，LRP5 and

-catenin protein in bone tissue decreased significantly（

0.01）， the trabecula of femur became thinner and thinner， the number of bone trabeculae decreased. Compared with model group， the maximum load and stiffness of BMD，BMC， in estradiol group and Zuoguiwan group were significantly increased （

0.05，

0.01）， the contents of serum E

and PINP were significantly increased （

0.05，

0.01）， the content of BALP，BGP，TRAP was significantly decreased （

0.01）， and the expression level of Wnt2，p-GSK-3

Ser9，LRP5，

-catenin protein in bone tissue was significantly increased （

0.05，

0.01）， the trabeculae of femur became thicker， the number increased， the structure was basically clear.

Conclusion

Zuoguiwan has a certain preventive and therapeutic effect on osteoporosis in ovariectomized rats， and its mechanism may be related to increasing the level of estrogen， activating Wnt/

-catenin signaling pathway， up-regulating the expression of Wnt2 and LRP5 protein， inhibiting the activity of GSK-3

， reducing the degradation of

-catenin， coordinating the dynamic coupling balance between bone formation and bone resorption， correcting the disorder of bone metabolism and improving bone morphology.

关键词

Keywords

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Effect of Zuoguiwan on Wnt/β-catenin Signaling Pathway in Ovariectomized Osteoporosis Model Rats

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