大黄素甲醚通过调节RAGE/MAPK信号通路减轻糖尿病性骨质疏松损伤

目的 探究大黄素甲醚(PHY)治疗糖尿病骨质疏松(DOP)大鼠的效果及机制。方法 将大鼠分为对照组(n=15)、模型组(n=18)、PHY低剂量组(n=18)、PHY中剂量组(n=18)和PHY高剂量组(n=18)。对照组大鼠正常饲养,其他组大鼠通过高脂饮食联合链脲佐菌素(STZ)注射诱导建立DOP大鼠模型。建模成功后,PHY低、中和高剂量组大鼠分别灌胃2 ml的10,20,30 mg/kg大黄素甲醚;对照组和模型组大鼠分别灌胃2 ml 5%二甲基亚砜(DMSO)。各组大鼠均治疗12周。末次治疗24 h后,分别检测各组大鼠的空腹血糖(FPG)、空腹胰岛素(FINS)、血清脂代谢指标(TC、TG、LDL-C、HDL-C)和血清氧化应激指标(SOD、CAT、GSH-PX和MDA)水平。通过HE染色评价大鼠胫骨组织学改变。通过micro-CT测量胫骨力学参数(BMD、Tb.N和Tb.Th)。通过免疫组织化学染色和Western blot检测RAGE、p38 MAPK和p-p38 MAPK的蛋白表达。通过qRT-PCR检测成骨/破骨基因(RAGE、Runx2、OCN、OPN、ALP、BMP-2、RANK、RANKL和OPG)的转录。结果 与对照组比较,模型组大鼠中FPG和FINS水平升高,血清TC、TG和LDL-C水平升高,HDL-C水平降低,血清SOD、CAT和GSH-PX水平降低,MDA水平升高,胫骨出现明显的骨质疏松,胫骨BMD、Tb.N和Tb.Th水平降低,胫骨组织中Runx2、OCN、OPN、ALP、BMP-2和OPG的mRNA相对表达量降低,RANK和RANKL mRNA相对表达量升高,RAGE的mRNA和蛋白水平及p38 MAPK的磷酸化水平升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。与模型组比较,PHY低剂量组、PHY中剂量组和PHY高剂量组大鼠的FPG和FINS水平降低,血清TC、TG和LDL-C水平降低,HDL-C水平升高,血清SOD、CAT和GSH-PX水平升高,MDA水平降低,胫骨组织形态改善,胫骨BMD、Tb.N和Tb.Th水平升高,胫骨组织中Runx2、OCN、OPN、ALP、BMP-2和OPG的mRNA相对表达量升高,RANK和RANKL mRNA相对表达量降低,RAGE的mRNA和蛋白水平及p38 MAPK的磷酸化水平降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。与PHY低剂量组比较,PHY中剂量组和PHY高剂量组大鼠中FPG和FINS水平降低,血清TC、TG和LDL-C水平降低,HDL-C水平升高,血清SOD、CAT和GSH-PX水平升高,MDA水平降低,胫骨组织形态改善,胫骨BMD、Tb.N和Tb.Th水平升高,胫骨组织中Runx2、OCN、OPN、ALP、BMP-2和OPG的mRNA相对表达量升高,RANK和RANKL mRNA相对表达量降低,RAGE的mRNA和蛋白水平及p38 MAPK的磷酸化水平降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 大黄素甲醚治疗DOP大鼠具有良好的效果,其机制可能与促进成骨细胞分化、抑制破骨细胞分化和RAGE/MAPK信号通路有关。

芝麻素通过抑制AKT/GSK3β/NFATc1信号通路减轻2型糖尿病大鼠骨质疏松症

目的:探究芝麻素对2型糖尿病性骨质疏松症(T2DOP)的治疗作用及其可能机制。方法:将健康雄性SD大鼠分为对照组、模型组、低剂量芝麻素组(L-Ses组)和高剂量芝麻素组(H-Ses组),每组10只。模型组、L-Ses组和H-Ses组大鼠给予高脂高糖饲料喂饲4周,并一次性腹腔注射链脲佐菌素(STZ,剂量35 mg/kg)溶液建立2型糖尿病性骨质疏松症大鼠模型。造模成功后,L-Ses组和H-Ses组大鼠分别按照10 mg/kg和40 mg/kg的剂量给予芝麻素灌胃处理,每日1次,持续药物处理8周。对照组和模型组大鼠同时间段给予等量的生理盐水灌胃处理。分别检测大鼠血清中空腹血糖值(Fasting plasma glucose,FPG)、空腹胰岛素(Fasting insulin,FINS)、糖化血红蛋白(Glycosylated hemoglobin,HbA1c)、血清总胆固醇(Serum total cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(Low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(High-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的水平。采用苏木素-伊红(Hematoxylin-eosin staining,HE)染色检测大鼠股骨组织形态。μCT扫描仪分析大鼠股骨干骺端三维结构以及骨密度(Bone mineral density,BMD)、骨小梁数(Trabecular number,Tb.N)和骨小梁厚度(Trabecular thickness,Tb.Th)参数,Western blot检测骨形成指标骨碱性磷酸酶(Bone alkaline phosphate,BALP)、骨钙素(Osteocalcin,OCN)、成骨相关基因2(Runt-related transcription factor 2,Runx2),以及磷脂酰肌醇-3激酶(Phosphoinositide 3 kinase,PI3K)/蛋白激酶B(Protein kinase B,Akt)/糖原合成酶激酶3β(Glycogen synthase kinase 3β,GSK3β)/活化T细胞核因子1(Nuclear factor of activated T cells c1,NFATc1)信号通路相关蛋白的表达。结果:与对照组比较,模型组大鼠血清FPG、FINS、HBA1c、TC、TG、LDL-C和MDA水平均升高(P<0.05),HDL-C、SOD、CAT和GSH水平均降低(P<0.05);股骨组织中骨小梁断裂状态较多,排列紊乱,骨质严重流失,BMD、Tb.N和Tb.Th均降低(P<0.05),股骨组织中BALP、OCN和Runx2蛋白表达水平均降低(P<0.05),AKT和NFATc1蛋白磷酸化水平均升高(P<0.05),GSK3β蛋白磷酸化水平降低(P<0.05)。与模型组比较,L-Ses组和H-Ses组大鼠血清中FPG、FINS、HBA1c、TC、TG、LDL-C和MDA水平均降低(P<0.05),HDL-C、SOD、CAT和GSH水平均升高(P<0.05);股骨组织中骨小梁断裂状态较少,排列、形态结构和骨质流失均呈现较大改善,BMD、Tb.N和Tb.Th均升高(P<0.05),股骨组织中BALP、OCN和Runx2蛋白表达水平均升高(P<0.05),AKT和NFATc1蛋白磷酸化水平均降低(P<0.05),GSK3β蛋白磷酸化水平升高(P<0.05)。与L-Ses组比较,H-Ses组大鼠血清中FPG、FINS、HBA1c、TC、TG、LDL-C、SOD、CAT、GSH和MDA水平均降低(P<0.05),HDL-C水平升高(P<0.05);大鼠股骨组织和形态稍有缓解,BMD、Tb.N和Tb.Th均升高(P<0.05),股骨组织中BALP、OCN和Runx2蛋白表达水平均升高(P<0.05),AKT和NFATc1蛋白磷酸化水平均降低(P<0.05),GSK3β蛋白磷酸化水平升高(P<0.05)。结论:芝麻素可能通过抑制AKT/GSK3β/NFATc1信号通路,促进骨形成,进而缓解T2DOP大鼠的骨质疏松症进展。

miR-22-3p通过激活PTEN/PI3K/AKT/NF-κB信号通路加重慢性阻塞性肺疾病

目的:探索miR-22-3p对慢性阻塞性肺疾病(COPD)的影响及作用机制。方法:将7周龄(体重250~280 g)雄性SD大鼠随机分为5组(n=12):对照组(Con组)、COPD组、COPD+NC-agomir组、COPD+miR-22-3p-agomir组、COPD+NC-antagomir组和COPD+mi R-22-3p-antagomir组。Con组大鼠为正常饲养的大鼠,其他组大鼠均通过香烟烟雾(CS)和脂多糖(LPS)诱导COPD动物模型。在CS暴露当天,Con组和COPD组大鼠鼻腔内注射50μL生理盐水,COPD+NC-agomir组、COPD+miR-22-3p-agomir组、COPD+NC-antagomir组和COPD+miR-22-3p-antagomir组大鼠分别鼻腔内注射50μL 10 nmoL的NC-agomir、miR-22-3p-agomir、NC-antagomir和miR-22-3p-antagomir,每2周注射1次,共注射6次。CS暴露90 d后,检测各组大鼠的最大自主分钟通气量(MVV)、0.3 s用力呼气量(FEV0.3)、用力肺活量(FVC)和最大呼气峰流速(PEF)。通过ELISA法测定支气管肺泡灌洗液(BALF)中白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和巨噬细胞炎性蛋白-2(MIP-2)水平。通过苏木精-伊红(HE)染色评价肺组织损伤。根据试剂盒说明检测肺组织丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)水平。通过RT-PCR检测肺组织miR-22-3p、磷酸酶与张力蛋白同源物(PTEN)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、CD86、CD206和精氨酸酶1(ARG1)mRNA水平。通过Western blot检测肺组织PTEN、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、p-PI3K、蛋白激酶B(AKT)、p-AKT、核因子-κB(NF-κB)p65和p-NF-κB p65的蛋白表达水平。结果:与COPD组和COPD+NC-antagomir组相比,COPD+miR-22-3p-antagomir组大鼠的MVV、FEV0.3/FVC和PEF均升高(P<0.05);肺泡出血、肺泡壁断裂、肺泡间隔水肿和炎性细胞浸润等病变减轻;BALF中的IL-1β、TNF-α和MIP-2水平均降低(P<0.05);肺组织SOD水平升高,MDA水平降低(P<0.05);肺组织i NOS和CD86 mRNA相对表达量降低,CD206和ARG1 mRNA相对表达量升高(P<0.05);肺组织miR-22-3p相对表达量降低,PTEN mRNA和蛋白相对表达量升高(P<0.05);肺组织p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT和p-NF-κB p65/NF-κB p65的蛋白相对表达量降低(P<0.05)。结论:miR-22-3p在COPD大鼠肺组织中上调,可能通过激活PTEN/PI3K/AKT/NF-κB信号通路,促进肺组织炎症反应和氧化应激,加重大鼠肺功能障碍和肺组织结构损伤。