基于网络药理学探讨黄芪治疗骨质疏松症的分子机制

目的基于网络药理学方法探讨黄芪治疗骨质疏松症的潜在作用机制。方法通过TCMSP数据库进行黄芪潜在化学成分获取和靶点预测,运用GeneC ards及OMIM数据库预测筛选与骨质疏松症相关的基因,采用R软件进行药物靶点与疾病靶点映射匹配。通过Cytoscape软件进行药物-成分-靶点-疾病可视化网络建立,借助String数据库在线平台进行蛋白互作网络构建,采用DAVID数据库进行生物过程及通路注释。结果通过筛选共得到黄芪主要化合物20种,药物靶点218个,与骨质疏松症相关的靶点22个,主要影响转录因子活性、配受体活性、细胞因子活性、类固醇激素受体活性等生物过程,涉及类风湿关节炎通路、破骨细胞分化通路、IL-17因子通路、AGE-RAGE信号通路、雌激素通路等。结论研究结果证实黄芪具有多成分、多靶点、多过程的作用特征,不仅直接参与骨代谢,还间接通过消化系统、循环系统、内分泌系统等影响骨微环境,调节骨代谢,治疗骨质疏松症; Toll样受体信号通路、炎症性肠病、PI3K-Akt信号通路等与消化系统、脾脏相关通路的富集,可能是黄芪从脾治疗骨质疏松症的重要证据。     

调节破骨细胞功能的相关信号分子的研究进展

破骨细胞(osteoclast,OC)蚀骨能力是骨骼发育和骨骼重塑的重要细胞功能。大多数病理性骨病,如骨质疏松症,反映出破骨细胞数量、活性和骨吸收能力增加。由于破骨细胞数量和活性的增加会导致骨结构受损和骨量降低,这是骨质疏松症等骨疾病的共同特征,因此抑制破骨细胞分化是预防和/或治疗骨疾病及相关骨折的治疗策略之一。阐明破骨细胞诱导骨吸收的分子机制以及调节破骨细胞活性的信号分子,将为通过抑制骨吸收改善病理性骨疾病的药物开发提供参考。本文就破骨细胞的分化、活性和吸收功能信号分子的近期研究进展作一综述。     

Wnt信号通路在骨稳态中的作用

人体内的骨稳态是由骨形成和骨吸收活动组成的动态平衡过程。骨稳态的失衡和功能障碍是包括骨质疏松症和骨硬化症在内的多种骨骼疾病的基础。以往研究证实Wnt、BMP、PTH/PTHrP、Notch和Hedgehog等信号通路参与调控成骨细胞/破骨细胞功能及骨稳态的平衡,其中Wnt信号通路的作用尤为关键和重要。本综述以此为切入点,结合国内外最新的研究进展,在总结Wnt信号转导机制及其对成骨细胞/破骨细胞功能调控的基础上,讨论了与该信号通路功能活性变化相关的人类骨骼疾病,结合利用基因工程小鼠模型进行Wnt信号通路的研究,以深入了解关键信号分子β-catenin、Wnt配体和Wnt受体在成骨细胞分化和功能中的作用,并对于以该信号通路为靶点治疗相关低骨量骨骼疾病进行了总结和展望。     

破骨细胞分化信号传导及相关天然化合物的研究进展

破骨细胞是一种来源于单核-巨噬细胞系的造血前体细胞,是唯一具有骨吸收功能的细胞,其异常活化会引起类风湿关节炎、骨质疏松症等严重的骨溶解疾病。近年来,由于合成代谢抗骨溶解药物引起的不良反应,增加了人们对于破骨细胞分化机制的研究以及抗骨质疏松天然化合物的寻找。RANKL介导的相关信号通路对于破骨细胞分化具有重要作用,已成为治疗骨质疏松症的主要研究靶点。笔者对RANKL下游信号通路在破骨细胞分化中的作用机制,以及对该通路抗骨质疏松症天然化合物的最新研究进展作简要概述。     

破骨细胞研究新进展

破骨细胞是起源于骨髓单核细胞的多核细胞,成熟的破骨细胞位于骨小梁和骨皮质内表面。骨组织稳态受成骨细胞产生的骨形成和破骨细胞引起的骨吸收之间的平衡调节。然而在病理状态下,多种因素,包括肿瘤坏死因子超家族配体和炎性蛋白质等都促进破骨细胞的形成,使骨代谢失去平衡,导致骨组织过度吸收和过度形成。破骨细胞过度活化常见于骨质疏松症,自身免疫性关节炎等骨代谢疾病。破骨细胞功能障碍同样会导致如石骨症等疾病。因此,破骨细胞是骨代谢疾病预防和治疗方面的重要靶点。随着研究的深入,近年来有关破骨细胞的研究有了新的发现。本文就破骨细胞最新研究进展做一综述。     

Wnt信号通路与成骨细胞

经典Wnt信号通路在成骨细胞的发生及骨形成过程中扮演重要角色.研究表明上调或下调Wnt通路中相关因子的表达或改变它们的功能,通过影响成骨细胞的发育、分化、骨基质的形成和矿化,间接影响破骨细胞的发生和骨吸收等,导致骨量减少或高骨量的变化.随着Wnt通路与成骨细胞发育及分化研究的深入,一系列新靶点的发现将有助于骨质疏松的治疗.笔者综述了目前Wnt通路与骨形成及相关疾病治疗的研究进展.     

中药干预microRNAs相关信号通路防治骨质疏松症的研究进展

骨质疏松症作为一种常见的由代谢而引起的中老年疾病,主要表现为骨量丢失及脆性增加导致的骨折等并发症的形成。因此,如何延缓骨质疏松的进展及防治其并发症的形成成为现在研究者最主要关注的问题。microRNAs作为一种调节因子,对调节骨质疏松症的进展具有重要的作用。microRNAs通过调节相关信号通路的表达可延缓骨质疏松症的发生及进展。既往研究表明,骨质疏松症的形成多与机体内microRNAs相关信号通路有关。PI3K/Akt、MAPK、Wnt/β-catenin、TGF-β/BMP、Notch信号通路等作为与microRNAs相关的信号通路,通过调控这些信号通路的表达干预机体内成骨细胞的破坏及破骨细胞的过度吸收,进而抑制骨质疏松的产生及发展。研究发现,中药通过干预上述信号通路的调节,直接或间接的促进成骨细胞的形成及抑制破骨细胞的吸收,从而干预骨质疏松症的形成及进展。本文通过对中药干预microRNAs相关信号通路的研究现状进行总结,旨在为中药干预骨质疏松症进展的深入研究提供参考依据,也为中药运用于临床、减少骨质疏松症的形成提供理论依据及广阔的治疗空间。     

活性氧簇调控破骨细胞分化的研究进展

破骨细胞是影响骨重塑的关键细胞,其分化过程受包括活性氧簇(reactive oxygen species, ROS)在内的多种因子调控。ROS是氧气转化为水的过程中氧化还原反应的中间产物,可通过激活RANKL/RANK信号通路下游的NF-κB、MAPK和AKT等多条信号通路来促进破骨细胞分化。近年来,众多新型抗氧化剂显现出对破骨细胞分化成熟的靶向抑制作用,有望为骨质疏松症等溶骨亢进型疾病提供治疗新思路。本文对破骨细胞中ROS的产生与清除、ROS对于破骨细胞分化的调控作用和抗氧化剂治疗溶骨性疾病的研究进展进行综述,探讨ROS作为溶骨性疾病治疗靶点的巨大潜力。     

破骨细胞功能与形成相关调节因子研究进展

破骨细胞数量和骨吸收活性的改变是引起骨溶解疾病的重要机制,如何调节破骨细胞的形成和功能,抑制骨吸收活性是治疗骨质疏松、骨髓瘤等骨溶解疾病的关键.研究发现破骨细胞分化、形成及作用的发挥受多种细胞因子调节,如破骨细胞标志性基因之间的相互作用可调节破骨细胞分化,某些转录因子可调节破骨细胞形成,其他相关因子可对破骨细胞产生影响等.该文就相关因子对破骨细胞调节的研究进展作一简要综述.     

中药促进骨折愈合在细胞分子水平的研究进展

中药被广泛应用于治疗骨折和骨质疏松等骨科相关疾病,已有许多动物实验和临床试验证明中药,如淫羊藿、骨碎补等可刺激骨再生和抑制骨再吸收,最终促进骨折愈合。许多细胞实验证明这些中药成分可上调胞内成骨性转录因子和成骨相关基因产物表达,诱导前成骨细胞成骨分化和刺激成骨细胞增殖,促进骨结节形成和基质矿化。同时也可上调胞内破骨性转录因子和破骨相关基因产物表达,抑制前破骨细胞破骨分化和破骨细胞骨再吸收活性。此外这些中药成分还可影响胞内信号通路发挥以上相同的作用。由此发现前成骨细胞和前破骨细胞中的成骨性和破骨性转录因子、转录因子调节的基因表达和信号通路是中药促进骨折愈合的主要分子机制,也是目前中药促进骨折愈合的研究热点。