復(fù)方1區(qū): 江蘇省中醫(yī)院等揭示補(bǔ)腎通絡(luò)方通過(guò)SENP1-SIRT3通路激活線粒體吞噬抑制BMSCs衰老減輕骨質(zhì)疏松機(jī)制

【寫(xiě)在前面】：本期推薦的是由南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院骨科-江蘇省中醫(yī)院、南京中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)藥代謝病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等研究團(tuán)隊(duì)合作近期發(fā)表于Phytomedicine(IF8.3）的一篇文章，揭示補(bǔ)腎通絡(luò)方通過(guò)SENP1-SIRT3通路激活線粒體吞噬抑制BMSCs衰老減輕骨質(zhì)疏松。

【期刊簡(jiǎn)介】

【題目及作者信息】

Bushentongluo formula counteracts BMSCs senescence to alleviate postmenopausal osteoporosis by activating mitophagy via the SENP1-SIRT3 pathway

背景

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）的衰老和成骨能力下降是絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥（PMOP）發(fā)病的關(guān)鍵因素。補(bǔ)腎通絡(luò)方（BSTLF）是一種治療PMOP的中藥方劑，臨床療效顯著，但其作用機(jī)制尚不清楚。

目的

闡明BSTLF在緩解PMOP中的調(diào)節(jié)作用及其機(jī)制。

方法

采用LC-MS/MS法鑒定BSTLF的有效成分，通過(guò)顯微CT、組織病理學(xué)和生物力學(xué)測(cè)試，觀察BSTLF對(duì)去卵巢（OVX）小鼠骨質(zhì)疏松癥的影響。在體外研究中，用H?O?,分析BSTLF對(duì)BMSCs增殖、分化及衰老的影響。隨后，對(duì)BMSCs樣品進(jìn)行蛋白質(zhì)組測(cè)序，以闡明BSTLF調(diào)控BMSCs成骨分化和衰老的潛在機(jī)制。此外，進(jìn)一步的機(jī)制研究，包括分子對(duì)接、流式細(xì)胞術(shù)、免疫熒光共定位、免疫共沉淀（co-IP）和siRNA介導(dǎo)的基因沉默，以證實(shí)關(guān)鍵信號(hào)的參與。

結(jié)果

體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，BSTLF可改善OVX誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松小鼠骨小梁丟失、結(jié)構(gòu)破壞和骨強(qiáng)度降低。同時(shí)，我們的研究結(jié)果表明，BSTLF上調(diào)成骨相關(guān)標(biāo)志物的水平，同時(shí)下調(diào)衰老相關(guān)標(biāo)志物的水平。在體外，BSTLF可減輕氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的BMSCs衰老，抑制線粒體損傷，促進(jìn)BMSCs成骨分化。蛋白質(zhì)組測(cè)序和功能基因富集分析表明，線粒體自噬可能是BSTLF抑制BMSCs衰老的關(guān)鍵途徑。隨后，體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)BSTLF激活PINK1/Parkin通路介導(dǎo)的線粒體吞噬并改善線粒體功能。此外，免疫熒光共定位和共IP實(shí)驗(yàn)證實(shí)BSTLF可阻止SIRT3的SENP1依賴性SUMO化，從而增強(qiáng)線粒體吞噬功能并恢復(fù)線粒體穩(wěn)態(tài)。關(guān)鍵的是，siRNA敲除SENP1可促進(jìn)SIRT3 SUMO化，并消除BSTLF對(duì)BMSCs成骨分化和抑制衰老的有利作用。

結(jié)論

提示BSTLF可通過(guò)SENP1-SIRT3軸修復(fù)線粒體自噬缺陷，促進(jìn)衰老BMSCs成骨分化，發(fā)揮其抗骨質(zhì)疏松作用。本研究為BSTLF在PMOP治療中的臨床應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

圖文摘要

【前言】

骨質(zhì)疏松癥（OP）是一種全身性骨骼疾病，其定義為骨量減少、骨脆性增加以及隨之增加的骨折風(fēng)險(xiǎn)。臨床病因和相關(guān)并發(fā)癥復(fù)雜多變，導(dǎo)致致殘率和死亡率升高，因此將其歸類為主要慢性病。PMOP是最常見(jiàn)的原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥類型，嚴(yán)重威脅中老年女性的健康和生活質(zhì)量。PMOP與骨質(zhì)疏松性骨折的風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)，并使患者易于出現(xiàn)各種不良臨床結(jié)果，如延遲骨愈合、骨缺損和骨不連。同時(shí)，在人口老齡化加速的背景下，PMOP的患病率在中國(guó)迅速上升，使其成為具有深刻社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響的重要公共衛(wèi)生問(wèn)題。該疾病給醫(yī)療系統(tǒng)和社會(huì)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致直接醫(yī)療費(fèi)用、長(zhǎng)期護(hù)理需求以及殘疾導(dǎo)致的生產(chǎn)力損失。因此，制定有效的策略來(lái)減緩PMOP的進(jìn)展并促進(jìn)健康的骨骼老化是一個(gè)重要的公共衛(wèi)生優(yōu)先事項(xiàng)。

目前對(duì)骨質(zhì)疏松癥的藥理學(xué)治療主要涉及一線抑制骨吸收藥物，如雙膦酸鹽和去那單抗，以及刺激成骨藥物，如特立帕肽。然而，由于各種不良反應(yīng)，如過(guò)敏反應(yīng)、非典型骨折和骨壞死，它面臨著挑戰(zhàn)。由于這些局限性，探索根植于中醫(yī)的多靶點(diǎn)治療策略越來(lái)越受到人們的關(guān)注。補(bǔ)腎通絡(luò)方（BSTLF）在江蘇省中醫(yī)院應(yīng)用近30年，對(duì)PMOP有顯著療效。此方以補(bǔ)腎壯骨、活血止痛著稱。其主要成分，如淫羊藿、川續(xù)斷和骨碎補(bǔ)已被報(bào)道可改善骨質(zhì)疏松癥并顯著增加骨小梁的結(jié)構(gòu)成分。我們之前的研究表明，BSTLF可以通過(guò)抑制骨吸收和促進(jìn)血管生成來(lái)緩解OVX大鼠骨質(zhì)疏松模型中的骨丟失。然而，BSTLF在BMSCs成骨分化中的確切作用及其確切機(jī)制尚不清楚。

在本研究中，我們的目的是闡明BSTLF影響PMOP中BMSCs功能的潛在作用和分子機(jī)制。最初，該研究評(píng)估了BSTLF對(duì)骨丟失的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BSTLF能有效緩解BMSCs衰老和線粒體損傷，促進(jìn)BMSCs體內(nèi)外成骨分化。隨后進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)測(cè)序，研究BSTLF對(duì)BMSCs作用的具體機(jī)制。在機(jī)制層面，我們觀察到BSTLF激活SENP1-SIRT3信號(hào)通路，從而刺激線粒體自噬，減輕BMSCs衰老，促進(jìn)其成骨分化，最終達(dá)到改善PMOP的效果。此外，我們還研究了SENP1與SIRT3的SUMO化之間的相互作用，并確定了SIRT3蛋白上特異的SUMO修飾位點(diǎn)。總之，這些發(fā)現(xiàn)為靶向SENP1-SIRT3軸構(gòu)成PMOP的可行治療策略提供了概念證明，并提示BSTLF是預(yù)防骨丟失和增強(qiáng)骨強(qiáng)度的有希望的治療候選物。

【結(jié)果部分】

1.BSTLF 的LC-MS/MS分析。

2.BSTLF 緩解 OVX 誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松小鼠骨質(zhì)流失。

3.BSTLF通過(guò)促進(jìn)骨形成改善 OVX 誘導(dǎo)的骨質(zhì)流失及衰老。

4.BSTLF 在體外促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）的成骨分化并抑制其衰老。

5.BSTLF 的抗骨質(zhì)疏松作用依賴于線粒體自噬的激活。

6.BSTLF 減輕氧化應(yīng)激和線粒體損傷以挽救BMSCs功能。

7.BSTLF 通過(guò)靶向PINK1/Parkin信號(hào)通路在體內(nèi)外緩解線粒體自噬功能障礙。

8.BSTLF 通過(guò)SENP1介導(dǎo)的SIRT3 SUMO化作用促進(jìn)線粒體自噬。

9.SENP1基因敲除消除了 BSTLF 對(duì)線粒體功能障礙的保護(hù)作用。

10.SENP1基因敲除消除了 BSTLF 對(duì)成骨分化和衰老抑制的積極作用。

【結(jié)論與討論】

總之，我們的研究表明，SENP1通過(guò)介導(dǎo)PMOP中SIRT3的SUMO化來(lái)減輕線粒體損傷和BMSCs衰老。BSTLF通過(guò)靶向SENP1-SIRT3軸促進(jìn)有絲分裂吞噬，從而減輕細(xì)胞衰老，促進(jìn)BMSCs成骨分化，最終減輕PMOP的骨丟失。更重要的是，BSTLF顯示出良好的安全性，具有顯著的翻譯潛力，并靶向SENP1-SIRT3通路。

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