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[目的]研究玛咖醇提取物(Maca Alcohol Extract,MAE)对去卵巢大鼠骨质疏松(Osteoporosis,OP)的抑制作用和大鼠骨髓间充质干细胞(Bone Mesenchymal Stem Cells,BMSCs)向成骨细胞分化的促进作用,并初步探讨其作用机制。[方法]1、通过醇提法制备MAE后使用高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)检测提取物中的玛咖酰胺含量。2、实验开始前通过手术摘除雌性大鼠卵巢建立去卵巢OP大鼠模型,正常饲养1周后每天灌胃MAE(100、200、400mg/kg)连续13周,实验结束时收集各组大鼠的血清、胫骨以及股骨。3、每周记录大鼠的体重,计算大鼠股骨胫骨湿重指数,使用三点弯曲实验测量大鼠胫骨的最大载荷、能量吸收以及结构刚度等骨生物力学指标;制作股骨石蜡切片进行HE染色观察骨组织的损坏程度。4、钙(Ca)测试盒以及无机磷(P)测试盒检测大鼠血清中骨代谢指标Ca、P 的含量;酶联免疫吸附测定(Enzyme Linked Immunosorbent Assay,ELISA)法检测大鼠血清中骨转换标志骨碱性磷酸酶(Bone Alkaline Phosphatase,BALP)、抗酒石酸酸性磷酸酶(Tartrate Resistant Acid Phosphatase,TRACP-5b)、骨钙素(Osteocalcin,BGP)的含量以及血清中炎症因子白细胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)以及肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis Factor-α,TNF-α)的水平。5、采用试剂盒测定大鼠血清中超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)以及过氧化氢酶(Catalase,CAT)的含量。6、通过蛋白免疫印迹法(Western Blot,WB)检测大鼠股骨组织中ERK、p38、JNK及其磷酸化蛋白表达量。7、使用全骨髓贴壁法提取原代大鼠BMSCs,流式细胞术鉴定CD45、CD44以及CD90结合观察细胞形态鉴定BMSCs。8、CCK-8法检测MAE对大鼠BMSCs的毒性影响和不同浓度MAE(0、1.25、2.5、5、10mg/mL)骨诱导液对大鼠BMSCs不同时间点增殖的影响、ALP活性及钙化结节的影响。9在培养液中加入ERK抑制剂(PD98059,25μM),p38抑制剂(SB203580,10μM)和 JNK 抑制剂(SP600125,10μM),WB 检测细胞中 ERK、p38、JNK及其磷酸化蛋白表达量。[结果]1、醇提法所制备的MAE中1g醇提取物相当于5g原黑玛咖粉,HPLC检测MAE中玛咖酰胺的含量为0.4346%。2、由大鼠生长曲线可知OP组大鼠体重增长最快,其余各组大鼠体重增长相对平缓,去卵巢后OP大鼠的股骨胫骨湿重指数、胫骨最大载荷、结构刚度以及能量吸收明显下降,MAE可明显升高大鼠股骨胫骨湿重指数、胫骨最大载荷、结构刚度以及能量吸收。3、去卵巢后大鼠股骨组织结构被破坏,骨小梁数量明显减少、结构变薄连接性差而排列错乱稀疏,骨小梁间距离增宽,骨组织中出现大面积骨小梁缺失的骨髓腔,骨髓腔中骨细胞减少,给予MAE干预后,股骨组织破坏得到一定的缓解,骨小梁数量增多、骨小梁结构增厚使间距减小,骨髓腔中骨细胞增多,骨髓腔显著扩大。4、大鼠去卵巢后使大鼠血清中骨代谢指标Ca、P的含量以及骨转换标志BALP、BGP的含量降低,TRACP-5b的含量升高;MAE可显著升高Ca、P、BALP以及BGP含量,同时降低TRACP-5b。5、大鼠去卵巢后释放大量炎症因子使血清中IL-1β、IL-6和TNF-α含量明显升高;同时,内源性抗氧化剂SOD以及CAT活性明显降低,脂质过氧化产物MDA含量明显升高,MAE可使血清中IL-1β、IL-6和TNF-α含量明显降低,升高大鼠血清中SOD、CAT活性,降低MDA含量。6、大鼠去卵巢致OP可使MAPK信号通路中ERK1/2、p38和JNK及其磷酸化蛋白表达明显上调,而MAE可以显著下调OP大鼠MAPK下游的蛋白。7、原代提取的BMSCs经形态学观察主要形态为长梭纺锤状,流式细胞术结果为 CD45:4.35%、CD44:71.4%、CD90:85.6%,符合 BMSCs 特征。8、体外细胞毒性试验显示MAE对大鼠BMSCs的半数抑制率IC50=8.445mg/mL;骨诱导液中MAE的含量为2.5mg/mL时,BMSCs增殖能力、ALP活性以及钙化能力最强。9、MAE最佳浓度作用下可上调MAPK信号通路中ERK1/2、p38和JNK及其磷酸化蛋白表达。[结论]1、黑玛咖粉经95%乙醇浸泡旋蒸后可有效提取玛咖中的活性物质,运用HPLC法在玛咖浸膏中可较好检测玛咖酰胺的含量。2、适龄雌性大鼠经手术摘除卵巢后可成功建立OP大鼠模型。3、MAE可通过明显改善去卵巢OP大鼠股骨组织的病理形态学损伤,提高胫骨骨生物力学参数,改善血清骨特异性指标,抑制炎症因子释放,增强机体抗氧化能力,抑制氧化应激反应。4、MAE抗OP作用机制为通过抑制MAPK信号通路抑制炎症反应和氧化应激,减少破骨细胞的生成。5、全骨髓贴壁法提取BMSCs的细胞状态好且纯度高。6、MAE为2.5mg/mL的骨诱导液促进BMSCs细胞增殖和成骨分化作用最为明显,此时ALP的活性以及钙化能力最强,且MAE对BMSCs的IC50=8.445mg/ml,且MAE呈剂量依赖性抑制细胞增殖,当浓度为2.5mg/mL是MAE对大鼠BMSCs作用的最佳浓度。7、MAE促进大鼠BMSCs向成骨分化其可能的机制是:通过上调MAPK信号通路下游ERK、p38、JNK磷酸化蛋白表达促进BMSCs增殖分化,升高BMSCs的ALP活性生成钙化结节并促进BMSCs向成骨细胞分化。