汉黄芩苷通过调控Nrf2/SLC40A1信号轴抗炎性骨溶解的作用与机制研究

《Food Frontiers》:Wogonoside Modulates the Nrf2/SLC40A1 Signaling Axis to Combat Inflammatory Osteolysis

【字体: 时间:2026年02月02日 来源:Food Frontiers 6.9

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  本文系统探讨了汉黄芩苷(WG)通过激活核因子E2相关因子2(Nrf2)及其下游铁转运蛋白SLC40A1,抑制活性氧(ROS)相关的铁代谢紊乱,进而阻断丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路与活化T细胞核因子1(NFATc1)的活化,最终缓解破骨细胞(OC)分化和脂多糖(LPS)诱导的炎性骨溶解。研究为OC相关炎性骨疾病的治疗提供了新型候选药物。

  

研究背景

炎性骨溶解是一种与慢性炎症和骨吸收密切相关的骨科疾病,其特征是破骨细胞过度活化及促炎因子大量释放,可发展为类风湿性关节炎、骨质疏松等严重疾病。当前治疗药物如地舒单抗、阿仑膦酸钠等长期使用易引发不良反应,因此从天然产物中寻找安全有效的替代药物成为研究热点。汉黄芩苷是从黄芩根中提取的黄酮苷类化合物,具有抗炎和抗氧化活性,但其在炎性骨溶解中的作用尚未明确。

材料与方法

研究通过体外实验评估汉黄芩苷对RANKL和LPS诱导的小鼠骨髓来源巨噬细胞分化为破骨细胞的影响,采用TRAP染色、骨吸收陷窝实验、ROS/Fe2+/脂质过氧化检测、qPCR和Western blot等技术分析其作用机制。体内实验通过LPS诱导的小鼠颅骨骨溶解模型,结合micro-CT、组织染色及免疫组化验证汉黄芩苷的骨保护作用。

结果分析

汉黄芩苷抑制破骨细胞分化和骨吸收功能
细胞实验表明,汉黄芩苷可浓度依赖性地抑制RANKL和LPS联合诱导的破骨细胞形成,并降低炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α的基因表达。骨吸收实验显示,汉黄芩苷显著减少骨吸收陷窝面积。
汉黄芩苷调控氧化应激与铁代谢
汉黄芩苷通过激活Nrf2,降低Keap1表达,促进抗氧化酶HO-1和CAT的表达,同时上调铁转运蛋白SLC40A1、胱氨酸/谷氨酸转运体SLC7A11和谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4),抑制细胞内ROS积累、Fe2+超载和脂质过氧化,纠正铁代谢紊乱。
汉黄芩苷阻断MAPK/NFATc1信号通路
Western blot结果显示,汉黄芩苷抑制MAPK通路中ERK、JNK和p38的磷酸化,下调转录因子c-Fos和NFATc1的表达,进而减少破骨细胞功能相关基因ATP6V0D2和CTSK的表达,但对NF-κB通路无显著影响。
汉黄芩苷缓解小鼠炎性骨溶解
体内实验证实,汉黄芩苷治疗可降低血清中骨吸收标志物CTX-1和炎症因子水平,改善骨微结构参数(增加BV/TV、Tb.N,降低Tb.Sp),减少骨组织中TRAP阳性破骨细胞数量,并上调HO-1和SLC40A1的表达。

讨论与结论

本研究首次揭示汉黄芩苷通过Nrf2/SLC40A1轴调控ROS相关铁代谢异常,抑制MAPK/NFATc1通路,从而有效缓解破骨细胞介导的炎性骨溶解。汉黄芩苷在体内外均表现出良好的安全性和有效性,为治疗OC相关炎性骨疾病提供了新的候选药物策略。未来需进一步探索其对成骨细胞、软骨细胞等其他骨组织细胞的影响,以及在卵巢切除模型等其他骨丢失模型中的疗效。
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