天麻素通过Nrf2/Keapl信号通路促进成骨细胞分化和抑制骨质疏松作用

摘要

目的研究天麻素调控核因子E2相关因子2(Nrf2)/Kelch样ECH相关蛋白1(Keap1)信号通路促进成骨细胞分化和抑制骨质疏松的作用机制。方法将新提取的新生(出生24 h内)SD大鼠颅盖骨制成的原代成骨细胞分为4组:对照组、模型组、低、高剂量实验组,低、高剂量实验组细胞预先给予1,5μmol·L-1天麻素预处理,之后和模型组一起,加入100μmol·L-1地塞米松处理;用细胞增殖/毒性检测(CCK-8)法、Hoechst 33258染色法检测各组成骨细胞生物学行为;JC-1线粒体膜电位检测及ATP生成实验证实Nrf2/Keapl信号通路的作用机制;茜素红染色观察细胞成骨分化的功能性保护作用;蛋白质印迹法(Western blot)检测线粒体凋亡途径关键蛋白、Nrf2/Keapl信号通路关键因子的表达水平。结果对照组、模型组、低、高剂量实验组原代成骨细胞的增殖率分别为(513.35±28.67)%,(231.67±15.32)%,(337.62±21.37)%和(418.14±20.96)%;凋亡率分别为(11.53±3.71)%,(77.26±10.52)%,(52.37±6.31)%和(24.91±4.69)%;原代成骨细胞的中红绿光信号比率分别为0.23±0.03,1.93±0.52,1.01±0.26和0.77±0.22;成骨结节相对形成率分别为(100.00±0.05)%,(25.00±0.05)%,(51.00±1.24)%和(65.00±3.22)%;Nrf2的表达量分别为1.07±0.08,0.51±0.03,0.78±0.04和0.92±0.08;Keap1的表达量分别为0.19±0.05,0.96±0.09,0.69±0.05和0.57±0.05;NQO1的表达量分别为0.81±0.07,0.36±0.02,0.53±0.04和0.75±0.05;HO-1的表达量分别为1.02±0.06,0.46±0.02,0.58±0.06和0.78±0.06。以上指标,低、高剂量实验组分别与模型组比较,差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论天麻素可能通过提高原代成骨细胞增殖活性,激活Nrf2/Keapl信号通路降低线粒体氧化应激损伤,维持线粒体膜电位稳态及ATP正常生成来抑制细胞凋亡,同时促进成骨钙结节形成来促进成骨分化从而改善骨质疏松。