黄芩素缓解糖尿病引起的骨丢失中的骨髓间充质基质细胞衰老_abio生物试剂品牌网

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客户论文发表 | 黄芩素通过Ezh2-Nrf2信号轴缓解糖尿病引起的骨丢失中的骨髓间充质基质细胞衰老

文献信息
四川大学华西医院神经内科、精神疾病研究所、脑科学与脑启发技术研究所等团队的研究成果“Scutellarin Alleviates Bone Marrow Mesenchymal Stromal Cellular Senescence via the Ezh2-Nrf2 Signalling Axis in Diabetes-Induced Bone Loss”（黄芩素通过Ezh2-Nrf2信号轴缓解糖尿病引起的骨丢失中的骨髓间充质基质细胞衰老）在学术期刊《CELL PROLIFERATION》上发表。平生公司的小动物离活一体Micro CT（型号：NEMO）产品在论文中提供了重要的小鼠骨骼CT图像和定量分析。

该研究的通讯作者为洪桢教授。第一作者为王田田。

文献摘要
目前，糖尿病性骨质疏松症（DOP）尚无特效治疗方法。作者的研究确定了糖尿病诱导的细胞衰老，其特征是衰老相关β-半乳糖苷酶活性升高。针对衰老细胞有望治疗骨质疏松症。作者证明，野黄芩苷（SCU）有效减轻了DOP小鼠的骨丢失，与SCU联合治疗显著降低了糖尿病诱导的LepR+MSCs衰老。此外，作者的研究强调了Nrf2在SCU对骨骼的抗衰老作用中的作用。Nrf2的缺失削弱了SCU缓解DOP的能力。从机制上讲，SCU增强了Ezh2的表达，并增加了Keap1启动子区域的H3K27me3活性，导致Keap1抑制和增强的Nrf2-ARE信号传导。此外，SCU显著抑制了细胞衰老和糖尿病相关的骨质疏松症，这些作用在Ezh2LepRcre条件敲除模型中显著降低。这些发现表明，在这种情况下，Ezh2-Nrf2信号轴对于介导SCU的有益作用至关重要。总的来说，作者的发现为深入了解DOP的机制提供了见解，并为这种情况提出了潜在的预防策略。

实验方法
Micro-CT分析
处死动物后，将股骨固定在4°C的4%多聚甲醛中。随后，使用来自平生医疗科技有限公司的NMC-100扫描仪进行了微计算机断层扫描（Micro-CT）分析。扫描参数设置为90 kV和0.06 mA，像素大小为0.015×0.015×0.01mm。为了确定干骺端的骨小梁参数，使用了重建图像重建软件和Avatar数据分析软件。通过持续获得100张层间距为8μm的微CT图像进行小梁测量。

为了对海绵状骨进行三维组织形态计量分析，获得了股骨远端的横截面图像。感兴趣的区域被定义为生长板下方1至1.5毫米。分析了以下参数：骨体积分数（BV/TV）、Tb.N、Tb.Th和Tb.Sp。对股骨骨干中段的切片进行皮质形态计量学分析，以确定皮质参数。

实验结果
为了探索补充SCU如何缓解DOP，作者分析了治疗小鼠的细胞衰老和SASP，如图1所示。在补充SCU的小鼠的骨组织中，作者观察到与载体处理的小鼠相比，细胞衰老标志物和SASP显著降低。

图1 SCU缓解了糖尿病引起的骨量减少和骨形成受损。（A）股骨远端的典型显微CT图像。（B-E）小梁骨体积分数（BV/TV）、小梁骨数量（Tb.N）、小梁骨厚度（Tb.Th）和小梁间距（Tb.Sp）的量化。

如显微CT成像所示，Nrf2 ^−/- 小鼠中SCU诱导的骨形成完全消除（图4A-E）。SA-βGal和Ki67染色证实，在这些Nrf2敲除模型中，SCU的抗衰老作用显著降低（图4F，H）。此外，在Nrf2 ^−/- 小鼠中，SCU治疗后骨膜中成骨细胞的增加有所减少（图4J，K）。这些发现强烈表明，Nrf2对于介导SCU对与糖尿病相关的OP的有益作用至关重要。

图4 阻断Nrf2会损害SCU介导的DOP缓解。将Nrf2^wt小鼠和Nrf2^-/-小鼠分为溶媒组（DOP小鼠）和SCU组（DOP+SCU）。（A）股骨远端的代表性显微CT图像。（B-E）小梁骨体积分数（BV/TV）、小梁骨数量（Tb.N）、小梁骨厚度（Tb.Th）和小梁间距（Tb.Sp）的定量分析。

为了进一步探索Ezh2/H3K27me3在SCU体内抗衰老作用中的作用，作者制备了Ezh2^LepRcre小鼠，在LepR+MSCs中特异性删除了Ezh2。作者的研究结果表明，SCU显著增加了BV/TV和Tb.N在Ezh2^wt DOP小鼠中，但在Ezh2 KO小鼠中没有（图6A-C），表明Ezh2起着关键作用。这种模式在Tb.Th和骨小梁分离度中也很明显（图6D），SCU可以在Ezh2wt小鼠中逆转，但不能在Ezh2 KO小鼠中逆转（图6E）。

图6 LepR⁺MSCs中Ezh2的缺失损害了SCU缓解衰老的能力。将Ezh2^wt小鼠和Ezh2^LepR-cre DOP小鼠分为溶媒组和SCU组。（A）股骨远端的代表性显微CT图像。（B-E）小梁骨体积分数（BV/TV）、小梁骨数量（Tb.N）、小梁骨厚度（Tb.Th）和小梁间距（Tb.Sp）的定量分析。

使用结论
这项研究的结果表明，SCU提高了Ezh2水平，促进了Keap1启动子处的H3K27me3活性，导致Keap1抑制和Nrf2-ARE信号传导改善。SCU激活Nrf2有助于消除衰老的LepR+MSCs，从而预防DOP。鉴于SCU被广泛认为是各种健康状况的安全补充剂，它为解决DOP等与年龄相关的问题提供了一种有前景的选择，对人类受试者的进一步研究对于探索SCU在这一领域的潜在益处至关重要。

使用设备

Micro CT (型号：NEMO) (平生医疗科技)
影像软件：Avatar（平生医疗科技）