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Repair Mechanism of Jianpi Huogu Prescription on Vascular Injury in Alcohol-induced Osteonecrosis of Femoral Head Based on VEGF/VEGFR2/PI3K/Akt Signaling Pathway
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 29, Issue 8, Pages: 186-194(2023)
- 作者机构：
1.承德医学院，河北 承德 067000
2.中国中医科学院 中药研究所，北京 100700
- 作者简介：
- 基金信息：
DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20230506
CLC： R2-0;R22;R285.5;R289;R33Published：20 April 2023，
Published Online：13 February 2023，
Received：29 December 2022，
- 稿件说明：
扫 描 看 全 文
方罗昌婷,汪倩倩,孙丛丛等.基于VEGF/VEGFR2/PI3K/Akt信号通路研究健脾活骨方对酒精性股骨头坏死血管损伤的修复作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(08):186-194.
FANG-LUO Changting,WANG Qianqian,SUN Congcong,et al.Repair Mechanism of Jianpi Huogu Prescription on Vascular Injury in Alcohol-induced Osteonecrosis of Femoral Head Based on VEGF/VEGFR2/PI3K/Akt Signaling Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(08):186-194.
方罗昌婷,汪倩倩,孙丛丛等.基于VEGF/VEGFR2/PI3K/Akt信号通路研究健脾活骨方对酒精性股骨头坏死血管损伤的修复作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(08):186-194. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230506.
FANG-LUO Changting,WANG Qianqian,SUN Congcong,et al.Repair Mechanism of Jianpi Huogu Prescription on Vascular Injury in Alcohol-induced Osteonecrosis of Femoral Head Based on VEGF/VEGFR2/PI3K/Akt Signaling Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(08):186-194. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230506.
摘要
目的
2
本研究旨在观察健脾活骨方（JPHGP）对实验性酒精性股骨头坏死（AONFH）血管损伤的修复作用，并基于血管内皮细胞生长因子（VEGF）/血管内皮细胞生长因子受体2（VEGFR2）/磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路探索其作用机制。
方法
2
实验采用46%酒精度红星二锅头10 mL·kg
-1
·d
-1
灌胃建立AONFH大鼠模型，观察JPHGP不同剂量组（2.5、5.0、10.0 g·kg
-1
）的干预作用，选择健骨生丸（JGS，1.5 g·kg
-1
）为阳性药物；给药8周后，Micro-CT扫描分析股骨头骨计量学，墨汁灌注观察股骨头骨髓内微血管面积，苏木素-伊红（HE）染色法观察病理学改变程度，免疫组化和蛋白免疫印迹法（Western blot）检测股骨头中血小板-内皮细胞黏附分子31（CD31）、VEGF、VEGFR2、PI3K、磷酸化蛋白激酶B（p-Akt）和抑癌基因（PTEN）的蛋白表达水平。
结果
2
与正常组比较，模型组大鼠股骨头骨小梁断裂变细，空骨陷窝增多，脂肪细胞数量明显增多和直径显著变大（
P
<
0.01），Micro-CT影像学结果显示骨密度（BMD）、骨体积分数（BV/TV）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁数量（Tb.N）均明显降低（
P
<
0.05，
P
<
0.01），骨表面积体积比（BS/BV）和骨小梁分离度（Tb.Sp）均显著升高（
P
<
0.01），墨汁灌注结果表明股骨头髓腔内微血管面积显著减少（
P
<
0.01）；与模型组比较，JPHGP作用后能降低AONFH大鼠股骨头的空骨陷窝率、脂肪细胞面积和直径，Micro-CT影像学结果显示JPHGP低剂量组BV/TV、Tb.Th、Tb.N均明显升高（
P
<
0.05，
P
<
0.01），BS/BV显著降低（
P
<
0.01），BMD呈升高趋势，Tb.Sp呈下降趋势，但差异均无统计学意义，JPHGP中、高剂量组的BMD、BV/TV、Tb.Th、Tb.N均明显升高（
P
<
0.05，
P
<
0.01），BS/BV、Tb.Sp明显降低（
P
<
0.05，
P
<
0.01），并明显升高股骨头髓腔内微血管面积（
P
<
0.05，
P
<
0.01），扩大股骨头髓腔内微血管面积；与正常组比较，模型组大鼠均显著下调CD31、VEGF、VEGFR2、PI3K、p-Akt和上调PTEN的表达含量（
P
<
0.01），与模型组比较，JPHGP作用后中、高剂量组显著升高大鼠股骨头CD31、PI3K、p-Akt表达含量（
P
<
0.01），降低PTEN蛋白的表达水平（
P
<
0.01），同时JPHGP作用后上调VEGF、VEGFR2表达含量（
P
<
0.05，
P
<
0.01）。
结论
2
JPHGP对AONFH股骨头血管损伤具有修复作用，其机制可能与激活VEGF/VEGFR2/PI3K/Akt信号通路有关，相关研究结果将为JPHGP的临床应用提供一定科学依据和参考。
Abstract
Method
2
In the experiment， 46% vol Red Star Erguotou （10 mL·kg·d
-1
） was used to establish the AONFH rat model， and the intervention effect of JPHGP at different doses （2.5， 5.0， 10.0 g·kg
-1
） was observed. Jiangusheng pill （JGS， 1.53 g·kg
-1
） was selected as the positive control. After 8 weeks of administration， the bone histomorphometry of the femoral head was analyzed by Micro-CT imaging， and the area of medullary microvessels in the femoral head was detected by ink perfusion. The pathological change was observed by hematoxylin and eosin （HE） staining. The protein expressions of Platelet endothelial cell adhesion molecule-1 （CD31）， VEGF， VEGFR2， PI3K， phosphor-Akt （p-Akt） and phosphatase and Tensin homologue deleted on chromosome 10 （PTEN） in the femoral head were determined by immunohistochemistry and Western blot.
Result
2
Compared with normal group， the model group presented the fracture and thinning of trabeculae in the femoral head， increased empty bone lacunae， and elevated number and diameter of adipocytes （
P
<
0.01）. Micro-CT imaging revealed a decrease in bone mineral density （BMD）， bone volume fraction （BV/TV）， trabecular thickness （Tb.Th） and trabecular number （Tb.N） （
P
<
0.05，
P
<
0.01） while an increase in bone surface-to-volume ratio （BS/BV） and trabecular separation （Tb.Sp） （
P
<
0.01）. The results of ink perfusion showed that the area of medullary microvessels in the femoral head was reduced （
P
<
0.01）. Compared with model group， JPHGP lowered the empty bone lacunae rate as well as the number and diameter of adipocytes in the femoral head of AONFH rats. Micro-CT imaging indicated that JPHGP low-dose group had elevated BV/TV， Tb.Th and Tb.N （
P
<
0.05，
P
<
0.01） while decreased BS/BV （
P
<
0.01）， and there was an upward trend in BMD while a downward trend in Tb.Sp， but without statistical difference. In addition， JPHGP medium- and high-dose groups had a rise in BMD， BV/TV， Tb.Th and Tb.N （
P
<
0.05，
P
<
0.01）， a decrease in BS/BV and Tb.Sp （
P
<
0.05，
P
<
0.01） and enlarged area of medullary microvessels in the femoral head （
P
<
0.05，
P
<
0.01）. The expressions of CD31， VEGF， VEGFR2， PI3K， p-Akt in the model group were lower than those in the normal group （
P
<
0.01）， and after medium and high doses of JPHGP treatment， the expressions of CD31， PI3K and p-Akt in the femoral head of rats were up-regulated （
P
<
0.01） while the protein expression of PTEN was down-regulated （
P
<
0.01）. Moreover， JPHGP up-regulated the expressions of VEGF and VEGFR2 （
P
<
0.05，
P
<
0.01）.
Conclusion
2
JPHGP can repair the vascular injury in AONFH， and its mechanism may be related to the activation of VEGF/VEGFR2/PI3K/Akt signaling pathway. This study provides certain scientific basis and reference for the clinical application of JPHGP.
Objecctive
2
To observe the repair effect of Jianpi Huogu prescription （JPHGP） on vascular injury in experimental alcohol-induced osteonecrosis of femoral head （AONFH）， and to explore its mechanism based on vascular endothelial growth factor （VEGF）/VEGFR2/phosphoinositide 3-kinase （PI3K）/protein kinase B （Akt） signaling pathway.
关键词
健脾活骨方酒精性股骨头坏死（AONFH）血管内皮细胞生长因子（VEGF）/血管内皮细胞生长因子受体2（VEGFR2）/磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路
Keywords
Jianpi Hguogu prescriptionalcohol-induced osteonecrosis of the femoral head （AONFH）vascular endothelial growth factor（VEGF）/VEGFR2/phosphoinositide 3-kinase （PI3K）/protein kinase B （Akt） signaling pathway
references
汤朔，侯德才.股骨头坏死动物模型构建：如何更接近临床应用［J］.中国组织工程研究，2021，25（29）：4691-4696.
陈志伟，王振涛，李泰贤，等.酒精相关性股骨头坏死的发病特征分析［J］.中医正骨，2017，29（12）：23-25，30.
周占国，郭浩山，关涛，等.股骨头坏死病因的相关因素分析［J］.中医正骨，2020，32（1）：7-10.
谢斌，张小磊，王荣田，等.酒精性股骨头坏死的发病特点分析［J］.中国医刊，2015，50（11）：48-50.
陈卫衡，林娜，王胜，等.非创伤性股骨头坏死与激素、酒精的相关性研究［J］.中国医药导报，2006，3（32）：16-18.
熊智超.调身通痹汤联合体外冲击波治疗早中期酒精性股骨头坏死临床研究［D］.南宁：广西中医药大学，2019.
陈财，曾平，刘金富，等.酒精性股骨头坏死的发病机制及其气滞血瘀型中医药治疗的研究进展［J］.广西医学，2022，44（4）：438-442.
卫穗转，张小磊，谢斌，等.酒精性股骨头坏死与血脂代谢的关系［J］.中国临床研究，2016，29（12）：1597-1600.
武汀.三七总皂苷对缺血致内皮紧密连接损伤及血管功能障碍的改善作用［D］.北京：北京中医药大学，2016.
HE L，LIU C，SUN C，et al.Wu-Tou decoction inhibits angiogenesis in experimental arthritis by targeting VEGFR2 signaling pathway［J］.Rejuvenation Res，2018，21（5）：442-455.
YANG C，WANG J，CHEN L，et al.Tongluo Shenggu capsule promotes angiogenesis to ameliorate glucocorticoid-induced femoral head necrosis via upregulating VEGF signaling pathway［J］.Phytomedicine，2023，110：154629.
陈卫衡，周宇，何海军，等.健脾活骨方治疗早中期非创伤性股骨头坏死临床回顾性研究［J］.中国中西医结合杂志，2013，33（8）：1054-1058.
陈卫衡，周宇，何海军，等.健脾活骨方治疗早中期非创伤性股骨头坏死的前瞻性临床研究［J］.中华关节外科杂志：电子版，2013，7（3）：287-293.
KONG X，LI X，ZHANG C，et al.Ethyl acetate fraction of Huogu formula inhibits adipogenic differentiation of bone marrow stromal cells via the BMP and Wnt signaling pathways［J］.Int J Biol Sci，2017，13（4）：480-491.
KONG X，LI X，ZHANG C，et al.Aqueous fraction of Huogu formula promotes osteogenic differentiation of bone marrow stromal cells through the BMP and Wnt signaling pathways［J］.Rejuvenation Res，2016，19（6）：509-520.
JIANG Y，LIU D，KONG X，et al.Huogu Ⅰ formula prevents steroid-induced osteonecrosis in rats by down-regulating PPARgamma expression and activating wnt/LRP5/ beta-catenin signaling［J］.J Tradit Chin Med，2014，34（3）：342-350.
CHEN W H，KONG X Y，WAN R，et al.Effects of huogu Ⅰ formula （Ⅰ） on correlated factors of bone regeneration in chickens with steroid-induced necrosis of femoral head［J］.Chin J Integr Med，2012，18（5）：378-384.
OKAZAKI S，NAGOYA S，TATEDA K，et al.Experimental rat model for alcohol-induced osteonecrosis of the femoral head［J］.Int J Exp Pathol，2013，94（5）：312-319.
彭普基，龙林生，彭昊.酒精性股骨头坏死的发病机制及治疗进展［J］.医学综述，2021，27（4）：637-642.
李明明，李海永，杨寿涛，等.激素性和酒精性股骨头坏死组织形态学的对比分析［J］.中国骨与关节损伤杂志，2015，30（2）：124-126.
MELONI M C，HOEDEMAEKER W R，FORNASIER V.Failed vascularized fibular graft in treatment of osteonecrosis of the femoral head. A histopathological analysis［J］.Joints，2016，4（1）：24-30.
岳永彬.黄芪苷Ⅱ促成骨机制及对股骨头坏死兔脂联素、促黑素的影响［D］.广州：广州中医药大学，2019.
杨埜.Dkk-1/Wnt/β-catenin信号轴在酒精性股骨头坏死中的作用和机制研究［D］.百色：右江民族医学院，2020
陈涛. 大鼠酒精性股骨头坏死模型中骨细胞程序性坏死的研究［D］.海口：海南医学院，2022.
喻灿明. 不同酒精摄入量与股骨头缺血性坏死的相关性研究［D］.福州：福建中医学院，2004.
马慧，薛光辉，宋丽佳，等.酒精性股骨头坏死动物模型的建立和观察［J］.中外医疗，2013，32（8）：29-30.
WANG Y，YIN L，LI Y，et al.Preventive effects of puerarin on alcohol-induced osteonecrosis［J］.Clin Orthop Relat Res，2008，466（5）：1059-1067.
IKEMURA S，YAMAMOTO T，MOTOMURA G，et al.Lipid metabolism abnormalities in alcohol-treated rabbits：A morphometric and haematologic study comparing high and low alcohol doses［J］.Int J Exp Pathol，2011，92（4）：290-295.
LIU D，LI X，LI J，et al.Knee loading protects against osteonecrosis of the femoral head by enhancing vessel remodeling and bone healing［J］.Bone，2015，81：620-631.
KONDO T，TAKAHASHI M，YAMASAKI G，et al.Immunohistochemical analysis of CD31 expression in myocardial tissues from autopsies of patients with ischemic heart disease［J］.Leg Med （Tokyo），2022，59：102127.
刘春芳，王靖霞，何莲花，等.风湿祛痛胶囊对Ⅱ型胶原诱导性关节炎大鼠滑膜血管新生的影响［J］.中国中药杂志，2019，44（7）：1457-1463.
李聪翀，张彦琼，李玮婕，等.从VEGF/VEGFR2/PI3K/Akt信号轴所介导的血管新生调控网络探索白虎加桂枝汤干预类风湿关节炎热证的作用及其机制［J］.药学学报，2022，57（4）：1044-1053.
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