绿茶(山茶)水提取物减轻去卵巢大鼠绝经后骨质疏松并在体外抑制RANKL诱导的破骨细胞生成

Green tea (Camellia sinensis) aqueous extract alleviates postmenopausal osteoporosis in ovariectomized rats and prevents RANKL-induced osteoclastogenesis in vitro.

作者信息Xin Wu, Chuan-Qi Xie, Qiang-Qiang Zhu, Ming-Yue Wang, Bin Sun, Yan-Ping Huang, Chang Shen, Meng-Fei An, Yun-Li Zhao, Xuan-Jun Wang, Jun Sheng
PMID30349445
发布时间2018-10
DOI10.29219/fnr.v62.1478

实验完整度

体内OVX大鼠模型结合体外RAW 264.7细胞破骨细胞生成实验,包含组织学、生物力学、基因和蛋白表达等多层级验证。

主要模型

去卵巢(OVX)雌性Wistar大鼠模型 RAW 264.7小鼠巨噬细胞系

重点核对

GTE剂量:60、120、370 mg/kg,灌胃给药,连续13周 OVX手术与假手术对照 RANKL浓度:50 ng/mL诱导破骨细胞分化 GTE处理浓度:25、50、100 μg/mL

摘要

背景:绿茶(Camellia sinensis [L.] Kuntze)属于山茶科植物,主要分布于东亚、印度次大陆和东南亚。这种植物已被证明对人体健康有益,绿茶是世界上仅次于水的第二大消费饮料。然而,到目前为止,绿茶水提取物(GTE)对绝经后骨质疏松症的作用仍不清楚。在本研究中,我们研究了GTE对雌激素缺乏引起的骨质疏松症的治疗作用,并在体内和体外探讨了可能的机制。材料与方法:去卵巢(OVX)雌性大鼠每天口服GTE,剂量为60、120和370 mg kg−1,连续13周。检测血样中生化参数、骨钙蛋白、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、雌激素、白细胞介素-1β和白细胞介素-6,并通过苏木精和伊红染色分析骨组织学变化。同时,在核因子κB配体受体激活剂(RANKL)诱导的RAW 264.7细胞中探讨了GTE对破骨细胞形成的作用机制。结果:结果表明,GTE可以增加OVX大鼠的骨量并抑制骨小梁丢失。此外,体外实验的实时定量逆转录聚合酶链反应分析也表明,GTE降低了破骨细胞相关基因如组织蛋白酶K(cath-K)、c-Fos、基质金属蛋白酶9、活化T细胞核因子胞质1(NFATc1)和抗酒石酸酸性磷酸酶的mRNA表达。此外,GTE还降低了NFATc1、c-Fos、c-src和cath-K的蛋白水平。结论:来自动物模型和体外实验的证据表明,GTE可能有效改善OVX大鼠的骨质疏松症状,并抑制RANKL诱导的破骨细胞特异性基因和蛋白表达。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
绿茶水提取物(GTE)对雌激素缺乏引起的骨质疏松症是否具有治疗作用及其可能机制。
核心机制
GTE抑制RANKL诱导的破骨细胞特异性基因和蛋白表达,如NFATc1、c-Fos、c-Src、cathepsin K和MMP-9,从而抑制破骨细胞生成。
主要证据
OVX大鼠体内实验显示GTE增加骨密度和骨小梁面积,改善生物力学性能;体外RAW 264.7细胞实验显示GTE降低破骨细胞相关基因和蛋白的表达。
研究意义
为绿茶水提取物治疗骨质疏松提供了理论基础,并提示其可能对绝经后骨质疏松患者有益。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立去卵巢骨质疏松大鼠模型

模拟绝经后骨质疏松症,评估GTE的体内疗效。

对雌性Wistar大鼠进行双侧卵巢切除术或假手术,术后恢复15天。

2

GTE给药及分组处理

比较不同剂量GTE对OVX大鼠的影响。

OVX大鼠随机分为模型组、XLGB阳性对照组、GTE低、中、高剂量组,每天灌胃给药13周。

3

血清生化及骨组织学分析

评估GTE对骨代谢指标和骨组织结构的影响。

检测血清中ALP、ACP、BGP、E2及血浆IL-1β、IL-6水平;对股骨进行H&E染色,测量皮质骨厚度和骨小梁面积。

4

骨密度和生物力学检测

评估GTE对骨质量和生物力学性能的影响。

使用双能X射线吸收法测定股骨BMD,采用三点弯曲试验测定最大挠度。

5

体外破骨细胞生成实验

验证GTE对RANKL诱导破骨细胞分化的影响。

RAW 264.7细胞用RANKL诱导破骨细胞分化,同时给予不同浓度GTE处理,通过TRAP染色鉴定成熟破骨细胞。

6

基因和蛋白表达检测

探讨GTE抑制破骨细胞生成的分子机制。

采用qRT-PCR检测破骨细胞相关基因(cath-K、c-Fos、MMP-9、NFATc1、TRAP)的mRNA表达;Western blot检测NFATc1、c-Fos、c-Src、cathepsin K的蛋白水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
仙灵骨葆胶囊Guizhou Tongjitang Pharmaceutical Co., Ltd.--
达尔伯克改良伊格尔培养基Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清Biological Industries--
碱性磷酸酶检测试剂盒Zhong-Sheng BeiKong Bio-Technology and Science--
钙检测试剂盒Zhong-Sheng BeiKong Bio-Technology and Science--
磷检测试剂盒Zhong-Sheng BeiKong Bio-Technology and Science--
骨钙蛋白放射免疫分析试剂盒Beijing North Institute of Biological Technology--
雌激素放射免疫分析试剂盒Beijing North Institute of Biological Technology--
大鼠IL-1β酶联免疫吸附测定试剂盒NeoBioscience Biological Technology Co., Ltd.R111102-07a
大鼠IL-6酶联免疫吸附测定试剂盒NeoBioscience Biological Technology Co., Ltd.R111102-06a
抗酒石酸酸性磷酸酶染色试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
酸性磷酸酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
抗NFATc1抗体Santa Cruz Biotechnology--
抗c-Src抗体Santa Cruz Biotechnology--
抗组织蛋白酶K抗体Santa Cruz Biotechnology--
抗c-Fos抗体Santa Cruz Biotechnology--
抗β-微管蛋白抗体Proteintech Group, Inc.--
辣根过氧化物酶标记二抗Thermo Fisher Scientific--
TransZol Up试剂TransGen Biotech--
PrimeScript逆转录试剂盒(含gDNA Eraser)TaKaRa Bio--
SYBR Premix Ex Taq IITaKaRa Bio--
7900HT快速实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
RIPA裂解液Solarbio--
聚偏二氟乙烯膜EMD Millipore Corporation--
Pro-light HRP化学发光试剂盒Tiangen Biotech--
FluorChem E成像系统ProteinSimple--
双能X射线吸收仪GE HealthcareLUNAR Expert #1170
生物力学测试仪Changchun Research Institute for Mechanical Science Co., Ltd.--
医学图像分析系统(BI-2000)Taimeng, Chengdu Technology 1 & Market Co., Ltd.--
RAW 264.7细胞ATCCATCC TIB-71

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
大鼠品系、年龄、手术方式(OVX或假手术)、术后恢复时间
阅读提示:Materials and methods: Animals; Group designations and treatment administration
给药方案
GTE剂量(60、120、370 mg/kg)、灌胃体积(10 mL/kg)、给药频率(每日一次)、持续时间(13周)
阅读提示:Materials and methods: Group designations and treatment administration
体外破骨细胞生成
RAW 264.7细胞密度(2×10^3 cells/well)、RANKL浓度(50 ng/mL)、GTE浓度(25、50、100 μg/mL)、处理时间(6天)
阅读提示:Materials and methods: In vitro osteoclastogenesis assay
基因表达检测
细胞密度(1.2×10^5 cells/well)、处理时间(48小时)、GTE浓度、内参基因(GAPDH)、引物序列
阅读提示:Materials and methods: Quantitative real-time reverse transcription PCR analysis; Table 1
蛋白表达检测
细胞密度(4×10^5 cells/well)、处理时间(48小时)、GTE浓度、抗体信息
阅读提示:Materials and methods: Protein preparation and Western blot analysis