程 敏,王慶偉,劉雪英,鄧雅婷,賈 朝
(1.商洛學(xué)院生物醫(yī)藥工程系,陜西商洛 726000;2.第四軍醫(yī)大學(xué),陜西西安 710032)
女貞子為木犀科女貞屬植物女貞(Ligustrum lucidumAit.又名大葉女貞)的成熟果實(shí),其性味甘苦、涼,入肝、腎經(jīng),具有滋補(bǔ)肝腎、明目烏發(fā)之功效,用于治療眩暈耳鳴、腰膝酸軟、須發(fā)早白、目暗不明[1]等癥。女貞子中所含的齊墩果酸含量較高,而熊果酸被證實(shí)有抗骨質(zhì)疏松的活性。女貞子醇提物能明顯提高去卵巢(OVX)大鼠骨無機(jī)質(zhì)、骨鈣含量,提高鈣平衡及鈣吸收率[2-4]。體外實(shí)驗(yàn)表明,蒸女貞子經(jīng)過水提醇沉所得的提取物可以明顯促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖和分化[5]。本研究采用去卵巢大鼠骨質(zhì)疏松模型,研究女貞子治療骨質(zhì)疏松的作用。
1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及配制 戊巴比妥鈉(Bioszune美國),戊酸雌二醇(北京雙鶴藥業(yè)股份有限公司),ALP、BALP酶聯(lián)免疫檢測(cè)試劑盒(北京華英生物技術(shù)研究所),OCN、DPD ELISA檢測(cè)試劑盒(Quidel美國)。女貞子藥材購自西安中藥飲片廠,經(jīng)陜西省生物醫(yī)藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孫文基教授鑒定為Ligustrum lucidumAit.(Oleaceae)的果實(shí)。女貞子提取液制備過程如下:取1 000 g女貞子粉碎成粗粉,10倍量75%乙醇浸泡1 h,水浴80℃回流提取2 h,2次,合并提取液,減壓濃縮回收乙醇,最終將提取液濃縮至1 000 ml(每1 ml相當(dāng)于原藥材1 g),4℃儲(chǔ)藏備用。采用反相高效液相色譜法[Kromasil-C18(4.6 mm × 250 mm,5 μm),流動(dòng)相:(甲醇-乙腈(50 ∶50):0.1%H3PO4=(85 ∶15),檢測(cè)波長205 nm,柱溫25℃,流速1 ml·min-1]對(duì)女貞子粗提物中齊墩果酸和熊果酸進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果兩者含量分別為0.83%、0.21%。戊酸雌二醇用0.5%的羧甲基纖維素鈉溶液配制成40 mg·L-1的混懸液,女貞子粗提液用0.5%的羧甲基纖維素鈉溶液配制成0.45 mg·L-1.以上藥液每次配制1周藥量,4℃保存,每天灌胃前恢復(fù)至室溫,搖勻。
1.2 主要儀器 7170A型全自動(dòng)生化分析儀(HITACHI日本)、Lunar ProdigyAdvance DXA型骨密度儀(GE美國)。
1.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 60只♀未經(jīng)產(chǎn)3月齡SPF級(jí)Sprague-Dawley(SD)大鼠,體質(zhì)量(230±20)g,購自第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。動(dòng)物合格證號(hào):SCXK(軍)2007-007。飼養(yǎng)條件:開放式動(dòng)物飼養(yǎng)室,室溫控制在(23±2)℃,濕度(60±5)%,自然光源,標(biāo)準(zhǔn)營養(yǎng)顆粒飼料喂養(yǎng)(購自第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,含鈣0.9%,磷0.7%),自由飲水。
1.4 骨質(zhì)疏松模型制備及分組給藥 將大鼠隨機(jī)分為2組,偽手術(shù)組10只、其余50只為去卵巢組。大鼠在實(shí)驗(yàn)室適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d后,偽手術(shù)組大鼠行假手術(shù),其余大鼠行雙側(cè)卵巢去除術(shù)[6]。50只大鼠去卵巢手術(shù)4周后隨機(jī)分為5組。即,戊酸雌二醇組(EV,0.4 mg·kg-1·d-1),女貞子大劑量組(FLL-H,9 g·kg-1·d-1),女貞子中劑量組(FLLM,4.5·kg-1·d-1),女貞子小劑量組(FLL-L,2.25 g·kg-1·d-1)和模型組(OVX)。手術(shù)1個(gè)月后,各組每天上午灌胃給藥1次,偽手術(shù)組(Sham)和OVX組也同時(shí)給予同體積0.5%的羧甲基纖維素鈉溶液,各組每周給藥6 d,共給藥26周,每周稱量體重1次。
各組大鼠連續(xù)給藥26周后收取尿液和血液。采用7170A型全自動(dòng)生化分析儀及相應(yīng)試劑盒測(cè)定血鈣(S-Ca)、血磷(S-P)、尿鈣(U-Ca)、尿磷(UP)和尿鉻(U-Cr)的含量;ELISA試劑盒測(cè)定血清堿性磷酸酶(ALP)、血清骨特異性堿性磷酸酶(BALP)含量、骨鈣素(OCN)含量、尿液中脫氧吡啶啉(DPD)含量;采用骨密度儀對(duì)大鼠全身骨骼進(jìn)行掃描,掃描時(shí)采用小動(dòng)物模式。掃描完畢后在GE公司配套的encore2006骨密度儀工作站上采用手動(dòng)圈出興趣區(qū)域自定義ROI(range of interests,ROI)的模式對(duì)各組大鼠的股骨、脛骨、第4椎骨的BMD(bone mineral density,BMD)進(jìn)行分析[7]。動(dòng)物處死后完整取下心、肝、脾、肺、腎、胸腺、腦、子宮進(jìn)行稱重,并用HE染色法進(jìn)行子宮病理切片。
Fig 1 Effects of 26-week treatment with EV,F(xiàn)LL-H,F(xiàn)LL-M,F(xiàn)LL-L on body weight,uterus and organ weight of ovariectomized(OVX)rats(±s)
2.1 對(duì)去卵巢大鼠體重、子宮、臟器指數(shù)的影響如Fig 1 A所示,各組動(dòng)物手術(shù)前體質(zhì)量未見顯著性差異。從術(shù)后第10周開始,各去卵巢組大鼠與偽手術(shù)組大鼠相比體重增加(P<0.05)。EV和FLL-M治療組均能對(duì)抗由于去卵巢導(dǎo)致的大鼠體重增加(P<0.01),F(xiàn)LL-H和FLL-L治療組從第10周開始也顯示出能明顯對(duì)抗去卵巢大鼠的體重增長,并且此作用一直延續(xù)到實(shí)驗(yàn)結(jié)束,但是與OVX組相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
結(jié)合各組大鼠子宮病理切片(Fig 2)和子宮系數(shù)Fig 1 B結(jié)果所示,連續(xù)給予雌激素26周后致使子宮肌細(xì)胞增生肥大、肌層增厚,促進(jìn)子宮內(nèi)膜腺體及間質(zhì)增生,子宮重量明顯增加。EV組大鼠子宮增生明顯,OVX組大鼠子宮明顯萎縮,各摘卵巢組大鼠子宮均小于Sham組,而FLL各劑量組大鼠子宮內(nèi)膜增生不明顯,接近OVX組,顯示了摘卵巢手術(shù)的成功。對(duì)各組大鼠子宮系數(shù)與Sham組相比,OVX組大鼠的子宮系數(shù)降低(P<0.01),EV組能明顯對(duì)抗這一現(xiàn)象,而FLL各劑量組對(duì)OVX組大鼠子宮系數(shù)均無影響。如Fig1 C中各組大鼠臟器指數(shù)所示,與Sham組相比,EV組、FLL各劑量組連續(xù)治療26周對(duì)去卵巢大鼠心、肝、脾、肺、腎、胸腺及腦的臟器指數(shù)沒有影響,解剖動(dòng)物的過程中各組臟器也未見異常。
Fig 2 Hematoxylin and eosin-stained sections of rat uteri obtained from(A)Sham control,(B)OVX control,(C)EV,(D)FLL-H,(E)FLL-M and(F)FLL-L.(×50)
2.2 對(duì)去卵巢大鼠血液及尿液中鈣、磷含量的影響血液及尿液中鈣、磷檢測(cè)結(jié)果(Tab 1)顯示:去卵巢26周后,與偽手術(shù)組相比,OVX組大鼠的S-Ca、S-P降低(P<0.01),U-Ca、U-P升高(P<0.01);EV治療對(duì)S-Ca、S-P降低和U-Ca、U-P升高均有明顯的逆轉(zhuǎn)作用(P<0.01);FLL-H和FLL-M組連續(xù)治療26周對(duì)OVX所致大鼠的 S-Ca、S-P、U-Ca、U-P變化均產(chǎn)生了影響(P<0.05),其中FLL-M組尤為明顯(P<0.01);FLL-L組連續(xù)治療26周對(duì)OVX所致大鼠的U-Ca、U-P升高有明顯抑制作用(P<0.05),雖然能同時(shí)升高S-Ca和S-P水平,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
Tab 1 Effects of 26-week treatment with EV,F(xiàn)LL-H,F(xiàn)LL-M,F(xiàn)LL-L on biochemical parameters in serum and urine of ovariectomized(OVX)rats
2.3 對(duì)去卵巢大鼠骨轉(zhuǎn)換指標(biāo)(ALP、BALP、OCN、DPD)的 影 響 血 清 中 ALP[8]、BALP[9]、OCN[10]被廣泛認(rèn)為是評(píng)價(jià)骨形成的生化指標(biāo),尿中DPD是反映骨吸收的生化指標(biāo)[11-12]。骨轉(zhuǎn)換指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如Fig 3中所示:與偽手術(shù)組相比,OVX對(duì)大鼠血清中反應(yīng)骨轉(zhuǎn)化的所有指標(biāo) ALP、BALP、OCN和DPD均產(chǎn)生了影響(P<0.01);EV連續(xù)治療26周對(duì)OVX所致大鼠血清ALP、BALP、OCN和DPD的升高具有明顯逆轉(zhuǎn)作用(P<0.01);FLL各劑量組連續(xù)治療26周對(duì)OVX所致大鼠骨轉(zhuǎn)換的所有指標(biāo)具有明顯逆轉(zhuǎn)作用(P<0.05)。
2.4 對(duì)去卵巢大鼠股骨、第4椎骨及脛骨骨密度的影響 骨密度儀檢測(cè)大鼠BMD結(jié)果如Fig 4顯示,去卵巢26周后,與偽手術(shù)組相比,OVX組大鼠的股骨、第4椎骨及脛骨的骨密度值均發(fā)生降低(P<0.01);EV連續(xù)治療26周能抑制OVX誘導(dǎo)的大鼠股骨、第4椎骨及脛骨BMD的下降(P<0.01);FLL-M組連續(xù)治療26周能升高大鼠股骨、第4椎骨及脛骨BMD(P<0.01),具有與雌激素相類似的功效,F(xiàn)LL-H、FLL-L能升高大鼠股骨BMD(P<0.05),而對(duì)大鼠第4椎骨及脛骨BMD無影響。
Fig 3 Effects of 26-week treatment with EV,F(xiàn)LL-H,F(xiàn)LL-M and FLL-L on bone turnover markers in ovariectomized(OVX)rats( ± s)
Fig 4 Effects of 26-week treatment with EV,F(xiàn)LL-H,F(xiàn)LL-M and FLL-L on the BMD in femur,4th lumbar vertebra and tibia of ovariectomized(OVX)rats by DXA(±s)
大鼠去卵巢后雌激素分泌減少,子宮萎縮甚至功能消失,而雌激素缺乏是導(dǎo)致骨質(zhì)疏松的最主要因素之一[13]。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),大鼠去卵巢26周后,體重明顯升高,子宮明顯萎縮,戊酸雌二醇治療組能明顯對(duì)抗這一現(xiàn)象,與先前報(bào)道的雌激素缺乏可以導(dǎo)致體重增加、子宮萎縮,而補(bǔ)充雌激素能明顯改善這一現(xiàn)象相一致[14-15]。女貞子中劑量組連續(xù)給藥26周能明顯降低去卵巢大鼠的體重增長,這可能與其能促進(jìn)雌激素分泌,從而促進(jìn)前體細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化,同時(shí)阻止前體細(xì)胞向脂肪細(xì)胞分化,并調(diào)節(jié)動(dòng)物體內(nèi)能量代謝有關(guān)[16]。
堿性磷酸酶(ALP)和骨特異性堿性磷酸酶(BALP)都是參與骨代謝的重要蛋白質(zhì),他們與血清中骨鈣素(OCN)都是反映成骨細(xì)胞活性的主要指標(biāo)。在骨吸收發(fā)生時(shí),骨的Ⅰ型膠原會(huì)分解出脫氧吡啶啉(DPD),釋放到血液中,并且以原形直接經(jīng)腎臟排出,是目前反映骨吸收最特異、最先進(jìn)的指標(biāo)之一[17-19]。因此,測(cè)定血尿中鈣磷物質(zhì)的含量及測(cè)定代表骨轉(zhuǎn)換指標(biāo)的BALP、ALP、OCN和DPD含量對(duì)于了解骨代謝情況具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,去卵巢26周后,各組大鼠血中鈣磷水平明顯下降,尿鈣尿磷排泄明顯增加,說明OVX大鼠處于負(fù)鈣平衡狀態(tài),體內(nèi)鈣流失增加,吸收降低。本實(shí)驗(yàn)中觀察到,去卵巢組骨形成、骨吸收生化指標(biāo)(ALP、BALP、OCN、DPD)比對(duì)照組都明顯升高,說明OVX大鼠骨形成、骨吸收都異常增強(qiáng),這一現(xiàn)象與臨床上絕經(jīng)后婦女呈現(xiàn)高骨轉(zhuǎn)換狀態(tài)相符合。戊酸雌二醇、女貞子中劑量有助于抑制去卵巢大鼠的高骨轉(zhuǎn)換狀態(tài),能增加鈣磷吸收率,降低骨丟失,使骨重建恢復(fù)平衡狀態(tài),這與女貞子中劑量組連續(xù)治療26周能升高大鼠股骨、第4椎骨及脛骨的骨密度相一致??傊?,女貞子對(duì)大鼠去卵巢所致的骨質(zhì)疏松癥有良好的治療效果,可以防止雌激素減少引起的體重增加,降低骨轉(zhuǎn)換率,增加大鼠股骨、第4椎骨、脛骨的骨密度,并且在治療OP的同時(shí),長期用藥無明顯的毒副作用。
[1]國家藥典委員會(huì).中華人民共和國藥典(一部)[S].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005,31.
[1]National Pharmacopoeia Committee.Pharmacopoeia of the people's Republic of China(I)[S].Beijing:Chemical Industry Press,2005,31.
[2]Zhang Y,Dong X L,Leung P C,et al.Fructus ligustri lucidi extract improves calcium balance and modulates the calciotropic hormone level and vitamin D-dependent gene expression in aged ovariectomized rats[J].Menopause,2008,15(3):558-65.
[3]Zhang Y,Lai W P,Leung P C,et al.Improvement of Ca balance by Fructus Ligustri Lucidi extract in aged female rats[J].Osteoporos Int,2008,19(2):235-42.
[4]Zhang Y,Leung P C,Che C T,et al.Improvement of bone properties and enhancement of mineralization by ethanol extract of Fructus Ligustri Lucidi[J].Br J Nutr,2008,99(3):494-502.
[5]秦臘梅,肖永華,周麗珍,等.4味中藥對(duì)體外培養(yǎng)成骨樣細(xì)胞增殖的影響—對(duì)通補(bǔ)強(qiáng)骨方中主要組成藥物的研究[J].中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2002,8(2):18-21.
[5]Qin L M,Xiao Y H,Zhou L Z,et al.The influence of four single herbs on proliferation of osteoblast-like cellsin vitro:study on the components of chinese formula-tong Bu Qiang Gu Fang[J].Chin J Exp Tradit Med Formul,2002,8(2):18-21.
[6]鮑君杰,謝梅林,周 佳,等.蛇床子素預(yù)防去卵巢大鼠骨質(zhì)疏松形成的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國藥學(xué)雜志,2006,41(3):193-5.
[6]Bao J J,Xie M L,Zhou J,et al.Prevention of osthol on osteoporosis in ovariectomized rats[J].Chin Pharm J,2006,41(3):193-5.
[7]Arjmandi B H,Lucas E A,Juma S,et al.Dried plums prevent ovariectomy-induced bone loss in rats[J].JANA,2001,4:50-6.
[8]Meyer-Sabellek W,Sinha P,K?ttgen E.Alkaline phosphatase.Laboratory and clinical implications[J].J Chromatogr,1988,429:419-44.
[9]Eren E,Yilmaz N.Biochemical markers of bone turnover and bone mineral density in patients with b-thalassaemia major[J].Int J Clin Pract,2005,59(1):46-51.
[10] Brown J P,Delmas P D,Malaval L,et al.Serum bone GLA-protein:a specific marker for bone formation in post-menopausal Osteoporosis[J].Lancet,1984,1:1091-3.
[11] Zhang Y,Li X L,Lai W P,et al.Anti-osteoporotic effect of Erythrina variegata L.in ovariectomized rats[J].J Ethnopharmacol,2007,109:165-9.
[12] Zhu X,Luo J,Chen X,et al.Expression characteristic and significance of interleukin-6,nuclear factor kappa beta,and bone formation markers in rat models of osteoporosis[J].Transl Res,2008,152(1):18-23.
[13] Nian H,Ma M H,Nian S S,et al.Antiosteoporotic activity of icariin in ovariectomized rats[J].Phytomedicine,2009,16:320-6.
[14] Dang Z C,van Bezooijen R L,Karperien M,et al.Exposure of KS483 cells to estrogen enhances osteogenesis and inhibits adipogenesis[J].J Bone Min Res,2002,17:394-405.
[15] Cui L,Wu T,Liu Y Y,et al.Tanshinone preventscancellous bone loss induced by ovariectomy in rats[J].Acta Pharmacol Sin,2004,25:678-84.
[16] Zhang Y,Dong X L,Leung P C,et al.Fructus ligustri lucidi extract improves calcium balance and modulates the calciotropic hormone level and vitamin D-dependent gene expression in aged ovariectomized rats[J].Menopause,2008,15(3):558-65.
[17] Kyoko T,Shinji F,Kazutoshi N,et al.Comparison ofincadronate and alfacalcidol on increased bone turnover caused by ovariectomyin rats[J].Eur J Pharmacol,2002,a449:191-6.
[18] Kyoko T,Shinji F,Takaya I,et al.Incadronate inhibits osteoporosis in ovariectomized rats[J].Eur J Pharmacol,2002,b457:51-6.
[19] Colwell A,Russell R G,Eastell R.Factors affecting the assay of urinary 3-hydroxy pyridinium crosslinks of collagen as markers of bone resorption[J].Eur J Clin Invest,1993,23(6):341-9.