黃芩素緩解糖尿病引起的骨丟失中的骨髓間充質基質細胞衰老_abio生物試劑品牌網
文獻信息
四川大學華西醫院神經內科、精神疾病研究所、腦科學與腦啟發技術研究所等團隊的研究成果“Scutellarin Alleviates Bone Marrow Mesenchymal Stromal Cellular Senescence via the Ezh2-Nrf2 Signalling Axis in Diabetes-Induced Bone Loss”（黃芩素通過Ezh2-Nrf2信號軸緩解糖尿病引起的骨丟失中的骨髓間充質基質細胞衰老）在學術期刊《CELL PROLIFERATION》上發表。平生公司的小動物離活一體Micro CT（型號：NEMO）產品在論文中提供了重要的小鼠骨骼CT圖像和定量分析。
該研究的通訊作者為洪楨教授。第一作者為王田田。
文獻摘要
目前，糖尿病性骨質疏松癥（DOP）尚無特效治療方法。作者的研究確定了糖尿病誘導的細胞衰老，其特征是衰老相關β-半乳糖苷酶活性升高。針對衰老細胞有望治療骨質疏松癥。作者證明，野黃芩苷（SCU）有效減輕了DOP小鼠的骨丟失，與SCU聯合治療顯著降低了糖尿病誘導的LepR+MSCs衰老。此外，作者的研究強調了Nrf2在SCU對骨骼的抗衰老作用中的作用。Nrf2的缺失削弱了SCU緩解DOP的能力。從機制上講，SCU增強了Ezh2的表達，并增加了Keap1啟動子區域的H3K27me3活性，導致Keap1抑制和增強的Nrf2-ARE信號傳導。此外，SCU顯著抑制了細胞衰老和糖尿病相關的骨質疏松癥，這些作用在Ezh2LepRcre條件敲除模型中顯著降低。這些發現表明，在這種情況下，Ezh2-Nrf2信號軸對于介導SCU的有益作用至關重要。總的來說，作者的發現為深入了解DOP的機制提供了見解，并為這種情況提出了潛在的預防策略。
實驗方法
Micro-CT分析
處死動物后，將股骨固定在4°C的4%多聚甲醛中。隨后，使用來自平生醫療科技有限公司的NMC-100掃描儀進行了微計算機斷層掃描（Micro-CT）分析。掃描參數設置為90 kV和0.06 mA，像素大小為0.015×0.015×0.01mm。為了確定干骺端的骨小梁參數，使用了重建圖像重建軟件和Avatar數據分析軟件。通過持續獲得100張層間距為8μm的微CT圖像進行小梁測量。
為了對海綿狀骨進行三維組織形態計量分析，獲得了股骨遠端的橫截面圖像。感興趣的區域被定義為生長板下方1至1.5毫米。分析了以下參數：骨體積分數（BV/TV）、Tb.N、Tb.Th和Tb.Sp。對股骨骨干中段的切片進行皮質形態計量學分析，以確定皮質參數。
實驗結果
為了探索補充SCU如何緩解DOP，作者分析了治療小鼠的細胞衰老和SASP，如圖1所示。在補充SCU的小鼠的骨組織中，作者觀察到與載體處理的小鼠相比，細胞衰老標志物和SASP顯著降低。
圖1 SCU緩解了糖尿病引起的骨量減少和骨形成受損。（A） 股骨遠端的典型顯微CT圖像。（B-E）小梁骨體積分數（BV/TV）、小梁骨數量（Tb.N）、小梁骨厚度（Tb.Th）和小梁間距（Tb.Sp）的量化。
圖4 阻斷Nrf2會損害SCU介導的DOP緩解。將Nrf2wt小鼠和Nrf2-/-小鼠分為溶媒組（DOP小鼠）和SCU組（DOP+SCU）。（A） 股骨遠端的代表性顯微CT圖像。（B-E）小梁骨體積分數（BV/TV）、小梁骨數量（Tb.N）、小梁骨厚度（Tb.Th）和小梁間距（Tb.Sp）的定量分析。
為了進一步探索Ezh2/H3K27me3在SCU體內抗衰老作用中的作用，作者制備了Ezh2LepRcre小鼠，在LepR+MSCs中特異性刪除了Ezh2。作者的研究結果表明，SCU顯著增加了BV/TV和Tb.N在Ezh2wt DOP小鼠中，但在Ezh2 KO小鼠中沒有（圖6A-C），表明Ezh2起著關鍵作用。這種模式在Tb.Th和骨小梁分離度中也很明顯（圖6D），SCU可以在Ezh2wt小鼠中逆轉，但不能在Ezh2 KO小鼠中逆轉（圖6E）。
圖6 LepR+MSCs中Ezh2的缺失損害了SCU緩解衰老的能力。將Ezh2wt小鼠和Ezh2LepR-cre DOP小鼠分為溶媒組和SCU組。（A） 股骨遠端的代表性顯微CT圖像。（B-E）小梁骨體積分數（BV/TV）、小梁骨數量（Tb.N）、小梁骨厚度（Tb.Th）和小梁間距（Tb.Sp）的定量分析。
使用結論
這項研究的結果表明，SCU提高了Ezh2水平，促進了Keap1啟動子處的H3K27me3活性，導致Keap1抑制和Nrf2-ARE信號傳導改善。SCU激活Nrf2有助于消除衰老的LepR+MSCs，從而預防DOP。鑒于SCU被廣泛認為是各種健康狀況的安全補充劑，它為解決DOP等與年齡相關的問題提供了一種有前景的選擇，對人類受試者的進一步研究對于探索SCU在這一領域的潛在益處至關重要。
Micro CT (型號：NEMO) (平生醫療科技)
影像軟件：Avatar（平生醫療科技）
