2022年 6月 29日, 星期三
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佛手柑素(BM)或可被开发成预防骨质疏松症的食品成分或补充剂

骨质疏松症是最常见的骨骼疾病之一,严重影响老年人的健康和生活质量。成骨细胞分化和骨形成的减少导致骨量和微结构的变化,使骨骼容易发生骨折。佛手柑素(BM)是一种来自各种柑橘类水果的天然化合物,具有多种生物活性,包括抗脂肪生成的功能

2022年1月30日,发表于Food &Function的一篇题为Bergamottin promotes osteoblast differentiation and bone formationvia activating the Wnt/β-catenin signaling pathway 的文章证明BM作为成骨的正向调节剂,能显著促进成骨细胞的分化和骨形成。在机制上,BM激活了Wnt/β-catenin信号通路,促进了β-catenin的核转位。此外,BM极大地提高了β-catenin的表达,增强了T细胞因子7(TCF7)的转录激活,并增加了Runt相关转录因子2(Runx2)的表达。总之,这项研究表明,BM能增强成骨细胞的分化,减弱卵巢切除术(OVX)引起的骨质流失,有可能被开发成预防骨质疏松症的食品成分或补充剂。

实验过程中,研究人员使用英格恩DNA转染试剂H4000做了细胞的转染实验,英格恩H4000用量方法和lipo2000一样,转染效率更高,价格减半,重要的是,可以用含血清的培养基转染,不用在有血清和无血清之间更换,增加工作量,同时有血清转染不仅不造成细胞毒性,而且由于血清的存在,有利于细胞的状态维护,提高转染效率。

通过大量实验,研究人员最终得出以下结论:

1.   BM增加成骨基因的表达,促进成骨细胞的分化

科研人员用不同浓度的BM处理MC3T3-E1细胞,研究BM对成骨细胞的细胞毒性。结果显示,BM在低于100μM的浓度下对MC3T3-E1细胞没有明显的细胞毒性。ALP活性检测显示,BM以剂量依赖的方式增强了ALP活性。接触BM后,包括Alp、Col-1、Runx2和Ocn在内的成骨标记基因的mRNA水平明显增加,尤其是在20μM的剂量下。此外,BM处理后,成骨细胞的ALP染色强度和基质矿化也得到明显的促进。这些结果表明BM促进了成骨细胞的分化,增加了成骨基因的表达。

2. BM调节Wnt/β-catenin信号通路中的关键蛋白表达

Wnt/β-catenin信号通路在成骨细胞分化中起着关键作用。实验数据表明,BM通过增加LRP6、Wnt3a和β-catenin的表达以及减少GSK-3β的表达,在Wnt/β-catenin途径的调节中发挥了重要作用。

3. BM促使β-catenin核转位并激活下游的信号转导

首先,与对照组相比,在BM(20μM)存在的情况下,发现β-catenin(用红色染色)在细胞核中明显增加。此外,用20μM的BM处理后,β-catenin在细胞核中的表达明显上调,而在细胞质中的表达则没有明显改变。在BM(20μM)处理组中,TCF7的转录活性急剧增强。此外,经BM处理后,TCF4、TCF7和Runx2的表达增加,特别是在20μM时。这些结果表明,BM激活了成骨细胞中的Wnt/β-catenin信号,这可能与它对成骨细胞分化的积极调节密切相关。

4. BM恢复了过氧化氢(H2O2)诱导的成骨细胞分化的抑制作用

H2O2可以通过引发氧化应激来抑制成骨细胞的分化,从而诱发细胞衰老。这里研究人员进一步评估了BM对H2O2诱导的细胞衰老导致的成骨细胞分化减弱的影响。实验数据表明,BM以剂量依赖的方式改善了H2O2诱导的细胞衰老对成骨细胞分化的抑制。

5. BM对OVX诱导的骨质流失有保护作用

采用OVX诱导的骨质疏松症小鼠模型,进一步研究BM对体内骨质疏松症的治疗效果。结果表明,BM可以成为治疗骨质疏松症的一种有前途的治疗剂。

总之,本研究阐明了BM通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进成骨细胞分化,恢复成骨细胞的分化功能,并抑制OVX引起的骨质流失。这些发现证明,BM有可能被开发成治疗骨质疏松症的食品成分或食品补充剂。

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