中科院1区: 福建中医药大学以多组学结合网药分析健骨颗粒纠正骨稳态失衡改善绝经后骨质疏松症

【写在前面】：本期推荐的是由福建中医药大学中西医结合学院等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF7.9）的一篇文章，揭示健骨颗粒通过纠正骨稳态失衡改善绝经后骨质疏松症：基于多组学验证的网络药理学分析。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

Jiangu granules ameliorate postmenopausal osteoporosis via rectifying bone homeostasis imbalance: A network pharmacology analysis based on multi-omics validation

背景

绝经后骨质疏松症（PMOP）是由老年妇女雌激素缺乏介导的骨稳态失调引起的一系列反应。健骨颗粒作为一种中药配方，已被证明是治疗PMOP的有效方法，其复杂的调节机制尚需进一步研究。

目的

本研究旨在确定健骨颗粒治疗PMOP的假定靶点和调节机制。

方法

我们利用NHANES数据库来比较正常人群和PMOP患者的临床信息。结合转录组学和蛋白质组学数据，我们鉴定了PMOP相关基因，并用生物信息学方法（包括预后模型）对其进行了进一步研究。应用网络药理学方法确定健骨颗粒对PMOP的作用靶点。我们验证了健骨颗粒治疗PMOP的安全性和有效性，并在大鼠中验证了我们的假设。

结果

我们发现PMOP患者的单核细胞数高于正常女性。此外，转录组学和蛋白质组学分析表明，PMOP相关基因表达的失调与单核细胞有关，而Notch通路是代表骨稳态失衡的关键靶点，与PMOP的发生高度相关。我们还确定了网络药理学结果，进一步揭示了健骨颗粒可能通过恢复上述骨稳态失衡来治疗PMOP。在体内实验中，我们证实了其高效性，这主要是由于在大鼠模型中通过恢复与单核细胞、Notch和类固醇途径相关的PMOP相关基因的正常表达来减轻骨稳态失衡的功能。

结论

我们的发现强调了健骨颗粒治疗PMOP的临床潜力，并丰富了对相关致病和治疗机制的理解。

图文摘要

【前言】

绝经后骨质疏松症（PMOP）是一种系统代谢性骨病，由绝经后骨质流失引起，与雌激素缺乏有关。PMOP的发病率很高，几乎影响了超过30%的50岁以上女性，导致全身骨痛、骨结构变形和病理性骨折。在疾病过程中，激素产生的变化导致成骨活性降低，破骨细胞活性升高，破坏了成骨和骨溶解之间的平衡。除了类固醇激素直接带来的高骨转换外，骨骼和免疫细胞之间的相互作用也被认为是PMOP的基础。T细胞、B细胞和改变的巨噬细胞已被确定为通过多种细胞因子参与骨质减少和骨质疏松症发展的积极参与者。目前的文献已经证明了免疫失调、骨骼和激素戒断之间的关系，然而，这些系统交叉调节的详细机制有待进一步探索。激素替代疗法在治疗PMOP方面是有效的，但其缺陷，包括副作用、高经济负担、致癌风险和药物依赖，是不可避免的。双磷酸盐和降钙素等非激素药物治疗也受到缺陷的限制，这些缺陷包括肾毒性风险、依从性低、各种副作用和高成本。因此，目前，如何在未使用的PMOP机制的基础上开发一种更安全、更实惠、更容易获得的方法至关重要，而中医药是一个有趣的竞争者。

中医药因其治疗疾病的疗效和很少的副作用而越来越受欢迎。天然中药此前已成功用于治疗各种骨科疾病，包括骨质疏松症、骨折和风湿病。阴阳火、骨碎补、党参等“补阳”中药在中医观念中是预防骨质疏松症的广泛而传统的自然疗法。根据广泛的临床和动物试验，“补阳”草药具有恢复骨骼微结构、增强骨量、促进骨骼生理特性的潜力。在这些“补阳”草药和其他治疗成分的基础上，研制出了一种经典的中药复方健骨颗粒，并证明其对PMOP具有很高的疗效。在中医看来，阴阳火，补肝肾，养精养血，是这个配方的主要成分。本方用山茱萸、枸杞子、鹿衔草、补骨脂，补肾养精，祛风湿，强筋壮骨。党参和山药是健脾益气的两种药材；这六味药材是助手，有助于主子补肾益骨，健脾益气；西红花、干姜活血化瘀、温经；陈皮健脾理气。这三种草药一起用作佐剂和信使。然而，目前的研究主要集中在健骨颗粒介导PMOP治疗的独特机制上，忽视了中药复方的多途径、多靶向作用模式。

【结果部分】

1.总离子色谱指纹图谱。

ACQUITY UHPLC I-Class系统与Xevo XS四极飞行时间质谱仪（Waters，Milford，MA，USA）耦合，用于表征JG配方指纹中的化学成分。色谱分离在45°C的Waters CORTECS C18柱（2.1 mm×100 mm；1.6μm）上进行，以水中乙腈为流动相a，0.1%甲酸为流动相B。梯度洗脱如下：5%−5%a 0–0.5分钟，5%−15%a 0.5–10分钟，15%−30%a 10–18分钟，30%–35%a 18–25分钟。流速为0.25 ml/min。质谱条件优化如下：ESI阴性和阳性模式，解吸剂气体温度，500°C；毛细管电压，2.5kV；源温度，150°C；解吸剂气体流量，800 l/h；锥形气体流量为50升/小时。MS扫描范围为m/z 50–1500，碰撞能量设置为10–55 eV。

选择并购买了5种化合物（纯度均大于98%）。在相同的LC-MS条件下，获得了浓度为8.1、18.4、4.9、0.6、2.8μg/ml的picrocrocin、柚皮苷、番红花苷I、番红花素II和姜黄素的混合标准溶液，以进一步证实检测结果。

2.健骨颗粒剂量选择及毒理学分析结果。

3.健骨颗粒治疗绝经后骨质疏松症有效。

4.蛋白质组学和GEO数据集的差异分析。

5.PMOP相关基因的功能与单核细胞有关。

6.PMOP患者根据PMOP相关基因分为两种亚型。

7.PMOP保护相关基因（PPGs）和PMOP伤害相关基因（PHGs）的不平衡导致了PMOP。

8.富集分析确定了与PMOP保护相关基因（PPGs）和PMOP伤害相关基因（PHGs）相关的通路。

9.健骨颗粒可恢复骨稳态失衡。

10.流程图。

【结论与讨论】

在本研究中，我们整合了蛋白质组学数据和GEO数据集，以确定与单核细胞相关的PMOP相关基因，以及使用健骨颗粒治疗PMOP的相关途径。通过重新建立PPGs和PHGs之间的平衡，修复骨稳态失衡，我们证明了健骨颗粒对去卵巢大鼠PMOP模型的潜在治疗作用。总之，我们的研究强调了健骨颗粒作为PMOP有效治疗剂的临床潜力，丰富了我们对该病发病机制的理解。此外，它为未来的许多研究途径奠定了基础，如研究骨稳态复杂失衡的分子机制，以及比较健骨颗粒治疗PMOP的临床疗效。

注：本文原创表明为原创编译，非声张版权，侵删！

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