柔毛淫羊藿對去卵巢小鼠骨密度、破骨細胞和 IL-1 β的影響

韓小東 張正祥 任光友 張貴林 延安大學醫(yī)學院臨床系 (延安 716000)

骨質(zhì)疏松癥(Osteoporosis,OP)的病因病理復雜,目前臨床應用的各種防治骨質(zhì)疏松的藥物均不能達到理想的治療效果。淫羊藿具有溫腎壯陽,強筋骨,祛風濕的功效。其復方制劑被廣泛用于抗 OP的治療。淫羊藿品種繁多,柔毛淫羊藿(Epimedium pubescens Maxim.EPM)為《中國藥典》收載的正品藥材[1]。單純 EPM抗 O P作用研究尚未見報道。本課題觀察了 EPM去卵巢小鼠骨密度、破骨細胞和 IL-1β的影響,為 EPM的開發(fā)利用提供了一定的實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 動物與藥物 昆明種小鼠,雌性,體重 20～ 22g,由貴陽醫(yī)學院動物中心提供。柔毛淫羊藿,07年 7月采自四川省中江縣,由中國醫(yī)學科學院藥用植物研究所鑒定。1g浸膏相當于生藥量 6.28g。己烯雌酚(DES):合肥久聯(lián)制藥有限公司。兔抗鼠 IL-1 β多克隆抗體 (IL-1β),購于武漢博士德生物工程有限公司。

1.2 模型制備與實驗分組 用 0.4%戊巴比妥鈉按 40mg? kg-1體重腹腔注射麻醉小鼠,相對無菌條件下摘除雙側(cè)卵巢,關閉腹腔。對照組動物同法摘除卵巢旁同樣大小的脂肪組織。實驗動物共分為 6組:對照組 (蒸餾水 10mL? kg-1)、模型組(蒸餾水 10mL? kg-1)、DES組 (2mg? kg-1)、 EPM 高 劑量 組(200mg? kg-1)、EPM 中劑量組(100mg? kg-1)、EPM低劑量組(50mg? kg-1),每組 14只。造模后 45d,各組動物按上述劑量灌胃給藥,每日 1次,連續(xù) 60d。

1.3 觀察指標及檢驗方法 停藥次日,以戊巴比妥鈉麻醉小鼠,用密度儀測 BM D。用 BI-2000醫(yī)學圖像分析系統(tǒng)進行骨組織破骨細胞數(shù)及免疫組織化學結果進行分析,IL-1β染色陽性以單核巨噬細胞和破骨細胞胞質(zhì)呈現(xiàn)棕黃色顆粒狀染色為標準。每個標本隨機選取 9個視野,取其均值。

2 結 果 2.1 EPM對 OP小鼠 BMD的影響 與對照組比較,模型組動物的脊柱 BMD和全身骨密度明顯降低(P＜0.05,P＜0.01),與模型組比較,EPM高、中、低劑量組小鼠脊柱和全身骨密度均明顯升高 (P＜0.05,P＜0.01),見表 1。

表1 EPM對 O P小鼠 BMD的影響(±s,n=14)

表1 EPM對 O P小鼠 BMD的影響(±s,n=14)

與對照組組比較 △P＜0.05,▲ P＜0.01;與模型組比較? P＜0.05,▲ P ＜ 0.01(下同 )。

組別 劑量(mg/kg) 脊柱骨密度(g?cm-2)全身骨密度(g?cm-2)對照 — 0.087± 0.005 0.243±0.089模型 — 0.076±0.004△0.149± 0.026▲DES 2 0.097± 0.008▲ 0.199± 0.048▲EPM 高劑 量 200 0.087± 0.007▲ 0.241± 0.129?EPM中劑量 100 0.086± 0.007▲ 0.236± 0.077▲EPM低劑量 50 0.090± 0.021? 0.233± 0.095▲

2.2 EPM對 OP小鼠骨組織破骨細胞數(shù)的影響

與對照組比較,模型組動物的破骨細胞數(shù)明顯增加(P＜0.05,P＜0.01);與模型組比較 ,EPM高、中、低劑量組動物的破骨細胞數(shù)明顯減少(P＜0.05,P＜0.01),見表 2。

表2 EPM對 OP小鼠骨組織破骨細胞數(shù)的影響(± s、n=14)

表2 EPM對 OP小鼠骨組織破骨細胞數(shù)的影響(± s、n=14)

組別 對照 模型 DES EM P高劑量 EMP中劑量 EM P低劑量劑量(mg/kg) — — 2 200 100 50 OC數(shù) (個 /0.4nm2) 1.6± 0.7 3.4± 1.6△ 1.1± 0.5▲ 1.9± 1.003? 0.9± 0.6▲ 0.8±0.4▲

2.3 對 IL-1β的影響

與對照組比較 ,模型組動物的 IL-1 β表達明顯增加(P＜0.01);與模型組比較,EPM 高、中、低劑量組動物的 IL-1β表達明顯降低(P＜0.05,P＜0.01),見表 3。

表3 EPM對 IL-1β的影響

3 討 論 去卵巢復制 OP的模型與絕經(jīng)后和切除卵巢的 OP患者之病理過程極為相近[2]。在骨重建過程中,骨的吸收和骨的形成都要受到多種因素的調(diào)控,以保持二者的平衡[3]。破骨細胞在骨重建過程中,扮演了骨吸收的重要角色。它來源于骨髓造血干細胞[4,5],是負責骨吸收的功能細胞,一些抑制骨吸收的因子如雌激素等,能夠誘導破骨細胞(OC)的凋亡[6,7]。破骨細胞在骨基質(zhì)上的水平提高,會使得骨吸收大于骨形成,從而導致 OP。EPM使破骨細胞數(shù)降低,成骨細胞及骨細胞數(shù)明顯增加,使骨重建過程中的骨形成大于骨吸收,有益于 OP的治療。IL-1是雌激素缺乏時骨丟失的重要的誘發(fā)因子之一[8],IL-1的含量在骨髓局部微環(huán)境中的升高以及活性增加,會刺激骨髓單核細胞向破骨細胞轉(zhuǎn)化,使破骨細胞的數(shù)目增多,骨吸收活性增強[8～10]。 OP發(fā)生后,骨微環(huán)境中白介素 1β的相對穩(wěn)定狀態(tài)被破壞,打破骨改建活動的內(nèi)在平衡,引起骨代謝活動的紊亂導致 O P[11]。試驗中,IL-1 β主要表達于去卵巢小鼠骨髓基質(zhì)的單核細胞及巨噬細胞中,這與鄧廉夫等[12,13]的報道一致。EPM使骨組織中 IL-1的表達降低。

[1] 國家藥典委員會.中國藥典[S].北京:化學工業(yè)出版社,2005:1.

[2] Nakamuta H.The ovariectomized animal model of postmenopausal bone loss[J].Nippon Rinsho,2004,62(Suppl 2):759-763.

[3] 王 軍,年老性骨質(zhì)疏松的危險因素、發(fā)病機制及防治 [J].中國老年學雜志,2008,28(18):1869-1879.

[4] Young R,Cell proliferation and specializatin during endochondral osteogenesis in young rats[J].J Cell Biol,1962,14:357-370.

[5] Jordan HE,The experimentalproduction of osteoelasts in the frog piem[J].Anat Res.1925.30:107-121.

[6] Zecchi-Orlandini S,Formigli L,Tani A,et al.17beta.es.tradiol induces apoptosis in the preosteoclastic FLG29.1cel line[J].Biochemical&Biophysical Research Com.munications,1999,255:680-685.

[7] Chen JR,Plotkin LI,Agn irre JI,et al.Transient versus sustained phosphorylation an d nuclear accumulation of ERKs underlie anti-versus Pro-Apoptotic Efects of Estrogens[J].J Biol Chem,2005,280:4632-4638.

[8] Zheng M H,Wood DJ,Papadimitrion JM.What′s new in therole ofcytokines on osteoblastproliferation and differentiation[J].Pathol Res Pract,1992,188:1104.

[9] Jane BJ,Gary SS.Osteoblast biology.In:Robert M,Davd F,Jennifer K.eds.Osteoporosis[J].San Diego,California,U.S.A:Academic Press,1996.23-59.

[10] Roodman GD.Advances in bone biology: the osteoclast[J].Endocr Rev,1996,17:308.

[11] 安貴峰,屠冠軍,骨質(zhì)疏松模型骨組織中 IL-6,IL-1β,TNF-α的表達特征 [J],中國醫(yī)科大學,2005,34(2):97-99.

[12] 鄧廉夫,何 濤.骨質(zhì)疏松癥破骨細胞的形成與骨吸收活性的研究[J].江蘇醫(yī)藥雜志,2002,28:563-565.

[13] 郭世紱.骨質(zhì)疏松基礎與臨床[M].天津科技出版社,2001:129.