Mechanism of Youguiwan Regulating BMP-2/Smad Signaling Pathway to Promote Bone Formation in Postmenopausal Rats with Osteoporosis

MENG Feifei; GAO Zhili; WANG Jiayun; LI Na; WANG Huaxin

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20231203

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Mechanism of Youguiwan Regulating BMP-2/Smad Signaling Pathway to Promote Bone Formation in Postmenopausal Rats with Osteoporosis

更新时间：2024-01-15

- Mechanism of Youguiwan Regulating BMP-2/Smad Signaling Pathway to Promote Bone Formation in Postmenopausal Rats with Osteoporosis
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 30, Issue 4, Pages: 100-106(2024)
- 作者机构：
  
  1.山东中医药大学，济南 250355
  2.山东省中医经典名方协同创新中心，济南 250355
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20231203
  CLC： R2-0;R22;R285.5;R289;R33
- Received：15 April 2023，
  
  Published Online：13 July 2023，
  
  Published：20 February 2024
- 稿件说明：
移动端阅览
孟菲菲,高志礼,王嘉昀等.右归丸调控BMP-2/Smad信号通路促进绝经后骨质疏松症大鼠骨形成[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(04):100-106.

MENG Feifei,GAO Zhili,WANG Jiayun,et al.Mechanism of Youguiwan Regulating BMP-2/Smad Signaling Pathway to Promote Bone Formation in Postmenopausal Rats with Osteoporosis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(04):100-106.
孟菲菲,高志礼,王嘉昀等.右归丸调控BMP-2/Smad信号通路促进绝经后骨质疏松症大鼠骨形成[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(04):100-106. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20231203.

MENG Feifei,GAO Zhili,WANG Jiayun,et al.Mechanism of Youguiwan Regulating BMP-2/Smad Signaling Pathway to Promote Bone Formation in Postmenopausal Rats with Osteoporosis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(04):100-106. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20231203.

摘要

目的

观察右归丸对去卵巢骨质疏松大鼠的骨代谢及骨形态发生蛋白-2（BMP-2）/Smad信号通路的影响，研究右归丸防治骨质疏松症的作用机制。

方法

采用双侧卵巢摘除法，制备绝经后骨质疏松症大鼠模型，将40只SD雌性大鼠随机分为5组，分别为假手术组、模型组、阿仑膦酸钠组（0.1 mg·kg

-1

）、右归丸高、低剂量组（5.36、2.68 g·kg

-1

）。造模7 d后给药，连续12周，每日1次。给药结束后，采用微计算机断层扫描技术（micro-CT）观察大鼠股骨组织结构变化，包括骨密度（BMD）、骨体积/总体积（BV/TV）、骨小梁数（Tb.N）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨表面/骨体积（BS/BV）和骨小梁分离度（Tb.Sp）。番红-固绿染色观察成骨情况。酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测血清中骨代谢标志物水平，包括骨碱性磷酸酶（BALP）、骨钙素（BGP）、Ⅰ型前胶原氨基端原肽（PINP）和抗酒石酸酸性磷酸酶-5b（TRACP-5b）。实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）和蛋白免疫印迹法（Western blot）检测大鼠股骨中Runt相关转录因子2（Runx2）、BMP-2和Smad1 mRNA及蛋白表达水平。

结果

与假手术组比较，模型组大鼠骨小梁变稀疏，BMD、BV/TV、Tb.N及Tb.Th下降（

0.05，

0.01），BS/BV（

0.05）及Tb.Sp上升；血清中BGP、BALP、PINP和TRACP-5b含量显著升高（

0.01）；大鼠股骨中Runx2、BMP-2和Smad1的mRNA及蛋白表达明显降低（

0.05，

0.01）；与模型组比较，右归丸高剂量组与右归丸低剂量组骨小梁数目增加，骨微结构得到改善，BMD、BV/TV、Tb.N及Tb.Th均明显增加（

0.05，

0.01），BS/BV及Tb.Sp有上升趋势；骨代谢标志物含量下降（

0.05，

0.01），骨组织中Runx2、BMP-2和Smad1 mRNA和蛋白水平明显升高（

0.05，

0.01）。

结论

右归丸对绝经后骨质疏松症具有一定的防治作用，其作用机制可能与调控BMP-2/Smad信号通路促进骨形成有关。

Abstract

Objective

To observe the effects of Youguiwan on bone metabolism and bone morphogenetic protein-2 （BMP-2）/Smad signaling pathway in ovaries-removed rats with osteoporosis and study the mechanism of Youguiwan in the prevention and treatment of osteoporosis.

Method

A postmenopausal rat model of osteoporosis was prepared by bilateral ovariectomy. The 40 female SD rats were randomly divided into five groups， including sham operation group， model group， alendronate sodium group （0.1 mg·kg

-1

）， and high-dose and low-dose （5.36 and 2.68 g·kg

-1

）

groups of Youguiwan. The drug was given seven days after modeling， once a day for 12 weeks. After the treatment， the changes in femur tissue structure were observed by micro-CT， including bone mineral density （BMD）， bone volume/total volume （BV/TV）， trabecular number （Tb.N）， trabecular thickness （Tb.Th）， bone surface/bone volume （BS/BV）， and trabecular separation （Tb.Sp）. Ossification was observed by saffrane-solid green staining， and serum levels of bone metabolism markers， including bone alkaline phosphatase （BALP）， osteocalcin （BGP）， type Ⅰ procollagen amino terminal propeptide （PINP）， and tartrate-resistant acid phosphatase 5b （TRACP-5b）， were determined by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. The protein and mRNA expression levels of Runx2， BMP-2， and Smad1 in rat femur were detected by Western blot and Real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction （Real-time PCR）.

Result

Compared with the sham operation group， bone trabecula in the model group was sparse. BMD， BV/TV， Tb.N， and Tb.Th were decreased （

0.05，

0.01）. BS/BV （

0.05） and Tb.Sp were increased. The content of BGP， BALP， PINP， and TRACP-5b in serum was significantly increased （

0.01）. The mRNA and protein expressions of Runx2， BMP-2， and Smad1 in rat femur were significantly decreased （

0.05，

0.01）. Compared with the model group， the number of bone trabeculae in the high-dose and low-dose groups of Youguiwan was increased， and the bone microstructure was improved. BMD， BV/TV， Tb.N， and Tb.Th were increased significantly （

0.05，

0.01）， and BS/BV and Tb.Sp were increased. The content of bone metabolic markers decreased （

0.05，

0.01）.

Conclusion

Youguiwan has certain preventive and therapeutic effects on postmenopausal osteoporosis， and its mechanism may be related to promoting bone formation by regulating the BMP-2/Smad signaling pathway.

关键词

Keywords

references

柴波，冯皓宇，常强，等 . 中国各地区绝经后骨质疏松症患病率及骨密度测量检出率分析［J］. 实用骨科杂志， 2020 ， 26 （ 9 ）： 792 - 796 .

易生辉，招文华，任辉等 . 中西医治疗绝经后骨质疏松症的研究进展［J］. 中国实验方剂学杂志， 2022 ， 28 （ 5 ）： 274 - 282 .

王晓琴 . 骨质疏松性骨折患者生化指标的检验——评《临床生化检验学》［J］. 中国实验方剂学杂志， 2022 ， 28 （ 2 ）： 207 .

康庆，韦娜，王琳，等 . 左归丸联合钙尔奇D治疗绝经后骨质疏松肾阴虚证的疗效评估［J］. 中国中医基础医学杂志， 2020 ， 26 （ 10 ）： 1518 - 1520，1525 .

PASCHALIS E P ， GAMSJAEGER S ， HASSLER N ， et al . Vitamin D and calcium supplementation for three years in postmenopausal osteoporosis significantly alters bone mineral and organic matrix quality ［J］. Bone ， 2017 ， 95 ： 41 - 46 .

葛心慈，徐岩，任艳玲 . 左归丸、右归丸及其拆方对去卵巢大鼠骨髓间充质干细胞成脂诱导的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2016 ， 22 （ 21 ）： 99 - 103 .

张文达，胡美思，任艳玲 . 基于AMPK/mTOR信号通路探讨左、右归丸对绝经后骨质疏松症大鼠骨吸收的影响［J］. 中华中医药杂志， 2021 ， 36 （ 03 ）： 1379 - 1383 .

章建华，邢婧，范连霞，等 . 骨质疏松肾阳虚、肾阴虚证型下右归丸含药血清对大鼠成骨细胞ERK1/2、Wnt/ β -catenin信号通路的影响［J］. 中华中医药杂志， 2018 ， 33 （ 7 ）： 3018 - 3022 .

谢犇，杨杜斌，王勇平 . 骨髓间充质干细胞成骨分化机制研究进展［J］. 中国骨与关节杂志， 2022 ， 11 （ 6 ）： 454 - 460 .

杨莹，胡晶，刘海霞，等 . 二仙汤对去卵巢大鼠干预作用的LC-MS血清代谢组学分析［J］. 中国实验方剂学杂志， 2023 ， 29 （ 20 ）： 118 - 125 .

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 （ 6 ）： 15 - 22 .

LIANG H ， LIU L W ， MA Y C ， et al . Origin and relationship of medicine tropism，guiding medicinal，extra conductive ingredient，and fFormula tropism ［J］. Acta Chin Med Pharmacol ， 2018 ， 46 （ 1 ）： 103 - 108 .

LIU H ， ZHU R ， LIU C ， et al . Evaluation of decalcification techniques for rat femurs using HE and immunohistochemical staining ［J］. BioMed research international ， 2017 ， doi： 10.1155/2017/9050754 http://dx.doi.org/10.1155/2017/9050754 .

中华中医药学会 . 绝经后骨质疏松症（骨痿）中医药诊疗指南（2019年版）［J］. 中医正骨， 2020 ， 32 （ 2 ）： 1 - 13 .

刘莉，蔡晓晴，韩亮，等 . 右归丸药理作用研究进展［J］. 中国中医药信息杂志， 2021 ， 28 （ 8 ）： 137 - 140 .

魏小晶，段恒，唐立明，等 . 右归丸通过调节CXCL8/CXCR1/2信号通路及Ang-1，Ang-2表达促进大鼠卵巢血管生成的作用［J］. 中国实验方剂学杂志， 2022 ， 28 （ 1 ）： 50 - 57 .

杨永菊，任艳玲，郑曲，等 . 右归丸治疗膝骨性关节炎作用机制的研究进展［J］. 中华中医药学刊， 2022 ， 40 （ 7 ）： 59 - 62 .

孙娜，张丽妍，徐钢，等 . 中药活性成分靶向激活AMPK防治骨质疏松症的研究进展［J］. 中国骨质疏松杂志， 2020 ， 26 （ 11 ）： 1704 - 1707，1712 .

陈世海，谢兴文，李建国，等 . Wnt/ β -catenin信号通路在补肾中药靶向治疗骨质疏松症中应用的研究进展［J］. 中国骨质疏松杂志， 2019 ， 25 （ 4 ）： 559 - 563 .

孟菲菲，杨长伟，高志礼，等 . 外泌体miRNA在骨质疏松中的调控作用及中医药干预研究［J］. 中国骨质疏松杂志， 2022 ， 28 （ 11 ）： 1711 - 1716 .

刘晨，李兴勇，姚兴璋，等 . 绝经后骨质疏松症的流行病学概况及发病机制研究进展［J］. 中医正骨， 2018 ， 30 （ 3 ）： 52 - 55，58 .

高屹，侯晓晨，唐娟 . 双能X线骨密度仪与血清B-ALP、BGP、TRACP5b在骨质疏松症中的应用价值［J］. 中国医学创新， 2022 ， 19 （ 1 ）： 158 - 161 .

吴文辉 . 逆灸不同腧穴对骨质疏松症模型大鼠骨密度与骨微结构的影响［D］. 武汉：湖北中医药大学， 2022 .

KIM J H ， KIM M ， HONG S ， et al . Albiflorin promotes osteoblast differentiation and healing of rat femoral fractures through enhancing BMP-2/Smad and Wnt/ β -catenin signaling ［J］. Front Pharmacol ， 2021 ， 12 ： 690113 .

WANG Z ， BAO H W . Cnidium lactone stimulates osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells via BMP-2/smad-signaling cascades mediated by estrogen receptor ［J］. Am J Transl Res ， 2019 ， 11 （ 8 ）： 4984 - 4991 .

李娜，代晓霞 . Runx2在骨形成中的作用及调控［J］. 国外医学：医学地理分册， 2018 ， 39 （ 4 ）： 353 - 356 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Anti-osteoporosis Effect of Isorhamnetin： A Review

Role of Bushen Zhuangjin Decoction Against Osteoporosis by Regulating OPG/RANKL/RANK Signaling Pathway

Youguiwan Reduces Airway Inflammation in COPD Rats with Syndrome of Kidney-Yang Deficiency by Inhibiting Leptin/JAK2/STAT3 Signaling Pathway

Osteoprotective Effect and Mechanisms of Taxillus chinensis from Different Hosts on Ovariectomized Osteoporotic Rats

Effect and Mechanism of Chinese Medicine in Treatment of Osteoporosis

Related Author

MENG Shilong

ZHANG Xu

XU Yawei

YU Yang

LI Wei

CAO Yanguang

SHI Xiaolin

ZHANG Wei

Related Institution

TCM Hospital Xianju of the Second Affiliated Hospital of Zhejiang Chinese Medical University

The Second Affiliated Hospital of Zhejiang Chinese Medical University

The Second School of Clinical Medicine，Zhejiang Chinese Medical University

Dongzhimen Hospital，Beijing University of Chinese Medicine

Beijing University of Chinese Medicine

AI脑图

AI问答

Postal code：100700
Tel：010-84076882 Email：syfjx_2010@188.com
Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 京ICP备11006657号-10 京公网安备11010802024621
It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.

⁰