升麻三萜皂苷对破骨细胞形成分化的影响及机制研究

目的探究升麻三萜皂苷(Cimicifuga triterpene saponins)对破骨细胞形成分化和骨吸收功能的影响,并基于网络药理学探讨其作用机制。方法采用CCK-8法测定升麻三萜皂苷阿克特素、升麻环氧醇苷、升麻醇对骨髓巨噬细胞(bone marrow macrophages,BMMs)增殖活性的影响;抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrateresistant acid phosphatase,TRAP)染色测定破骨细胞数目;磷酸苯二钠法测定破骨细胞的TRAP活性;鬼笔环肽染色观察破骨细胞F-actin环的形成;甲苯胺蓝染色检测破骨细胞在牛皮质骨骨片上形成的骨吸收陷窝;Western blotting分析破骨细胞标志基因和蛋白的表达。采用GeneCards和DisGeNET数据库获取破骨细胞功能的靶点,应用Cytoscape 3.7.1软件,采用蛋白互作的方式,筛选升麻三萜皂苷调控破骨细胞功能的核心靶点,并采用DAVID 6.8对核心靶点进行基因本体(gene ontology,GO)功能及京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析。结果升麻三萜皂苷对BMMs增殖无显著影响,升麻三萜皂苷阿克特素、升麻环氧醇苷、升麻醇均可减少破骨细胞的数目,抑制破骨细胞TRAP活性和F-actin环的形成,显著抑制破骨细胞活化T细胞核因子1(nuclear factor of activated T cells 1,NFATc1)、原癌蛋白Fos(oncogene Fos,c-Fos)、基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP9)和组织蛋白酶(cathepsin K,CTSK)的表达(P<0.05、0.01),减少破骨细胞在骨片上形成的骨吸收陷窝的面积(P<0.01)。网络药理学分析表明升麻三萜皂苷主要通过丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)通路调控破骨细胞的骨吸收功能。结论升麻三萜皂苷通过MAPK通路抑制BMMs诱导的破骨细胞的形成分化和骨吸收,可为抗骨质疏松新药的研发提供先导化合物。