摘要:Yukmijihwangtang(YJT)是韩国传统药物用于治疗如头晕耳鸣等肾阴虚的症状,此外,也被认为滋养肾阴,已被用来治疗矮身材先天性缺陷。本研究评估YJT对大鼠骨骼纵向生长的影响。
方法:雌性大鼠被随机分配到接受纯水组(口服一日两次;对照组)、重组人生长激素(rhGH;20μg/kg,皮下注射每天一次),或两个不同剂量的YJT(100或300毫克/千克,口服一天两次)。各组均给药维持4天。在2-4天,大鼠腹腔注射5-溴脱氧尿嘧啶(BrdU标记的;50毫克/公斤)用来标记增殖的软骨细胞。第3天腹腔注射盐酸四环素(20毫克/千克),能在生长板上形成荧光带,测量骨的纵向生长速度。应用免疫组织化学方法鉴定生长板中胰岛素样生长因子-1(IGF-1)和骨形态发生蛋白2(BMP-2)的表达。
结果:相比于对照组,300mg/kg的YJT组骨生长率显著增加,而100mg/kg的YJT组骨生长率无显著增加。与对照组相比,重组人生长激素治疗组的软骨细胞表现出BrdU阳性细胞数显著增加,而300毫克/公斤YJT组无显著增加。此外,300毫克/千克YJT和rhGH组生长板的IGF-1和BMP-2表达水平较高。
结论:YJT通过刺激软骨细胞增殖,增加局部IGF-1和BMP-2的表达增加骨骼纵向生长速率。基于这些发现,YJT可以作为治疗青春期生长发育迟缓的候选药物。
关键词:yukmijihwangtang 生长板 骨骼纵向生长 重组人生长激素
背景:YJT已被用来治疗癌症、老年痴呆症、糖尿病、高血压、更年期综合征、肾炎、神经衰弱、神经症、帕金森病、系统性红斑狼疮、血小板减少性紫癜。YJT具有抗衰老、抗肿瘤、抗高血压、抗炎、抗骨质疏松、抗氧化剂和神经调节等药理作用。YJT被认为可以延缓学习和记忆的衰退,减少衰老过程和老年疾病,增强更年期雌激素活性。YJT已用于临床治疗肾阴虚症状如头晕、潮热、口干咽燥、盗汗、遗精、过度口渴和液体摄入,舌红苔少,脉冲过快。以前的实验研究表明,YJT通过调节与下丘脑-垂体-肾上腺轴有关的神经递质和激素的分泌,增强免疫功能以及通过刺激重塑过程来强化骨骼。YJT也通过改进突触可塑性增加认知功能和通过调节线粒体功能和抑制凋亡信号预防神经退行性疾病。在一个肥胖模型中、银捷通改善能量代谢和敏感性胰岛素和瘦素,反过来,抑制体重增长和内脏脂肪堆积。此外,YJT减少前列腺增生。由于有YJT对骨生长的影响的相互矛盾的报道,本研究评价了不同YJT浓度对青春期雌性大鼠的影响。YJT剂量100毫克和300毫克/公斤是因为这些浓度对骨的生长与对照组相比有显著影响。本研究中的一组大鼠接受GH作为阳性对照,因为GH影响出生后的最终身高,在青春期的生长突增过程中起着多种作用。此外,GH基因在大鼠体内的过度表达显著增加了机体和器官的生长。这也表明GH促进青春期大鼠胫骨生长和体重增加。因此,本研究以青春期雌性大鼠作为实验动物,对胫骨的生长进行了评估。在这项研究中,纵向骨生长是通过评估胫骨生长板的长度增加超过48小时。生长板5'-溴脱氧尿苷(BrdU)阳性细胞数量验证软骨增生,免疫组织化学法检测骨形态发生蛋白2(BMP-2)和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)的表达,其与生长板的骨生长有关。
方法:动物及管理:研究包括32只雌性SD大鼠(4周龄)重量70±10克。动物体重分为四组(30-40 g,40-50 g,50-60 g,60-70 g)。用均匀重量分配法随机分为八笼(4鼠/笼),随机分为四组。动物被安置在控制条件下(温度23±2°C,相对湿度55±10%; 07:00-19:00灯光照射,可自由采和饮水)。经过5天的驯化,各组均连续给药4天。对照组给予蒸馏水,口服一天两次,对照组皮下注射20μg/kg重组人生长激素(rhGH)一天一次,而两YJT组100或300毫克/公斤口服给药,一天两次。口服给药在09:00至21:00,注射给药时间为09:00。给药结束后处死动物。
骨纵向生长测量:为探讨YJT对骨骼纵向生长的影响,四环素作为标记物标记胫骨表面的骨线,四环素在紫外光照射下是发荧光的。通过测量四环素形成的荧光线与生长板骨骺端部之间的距离来评估纵向骨生长的速率。要做到这一点,在实验的第3天所有大鼠腹腔注射(ip)盐酸四环素(20毫克/公斤)。在第2-4天,大鼠腹腔注射BrdU(50毫克/公斤)标记增殖的细胞,第5天所有的动物用乙醚麻醉处死。解剖胫骨被固定在4%多聚甲醛48小时,然后在10%乙二胺四乙酸溶液中浸泡24小时进行脱钙。在30%蔗糖溶液中浸泡1天脱水后,每个骨样品纵向剖面切割厚度40μm。注射四环素后,在骺板和荧光板上形成的荧光带位于四环素荧光显微镜下形成可见的荧光带。从荧光带隙的三个不同部分获得平均值,使用ImageJ软件进行测量和计算骨的生长。
生长板BMP-2和IGF-1的测定:组织切片在0.1 M磷酸缓冲液(PBS)洗涤两次, 1% Triton X-100 15 min洗涤两次,然后用溶于PBS的 0.5%牛血清白蛋白(BSA)15分钟洗涤两次。切片用山羊BMP-2一抗和兔IGF-1一抗(1:200)室温条件下孵育过夜。24小时后,切片,用含 0.5% BSA的PBS洗两次,与生物素标记的抗羊二抗(1:200)或生物素标记的抗兔二抗体(1:200)孵育1小时。用PBS洗两次15分钟后,切片用亲和素-生物素-过氧化物酶复合物(1:100)在室温下孵育1 h。PBS冲洗后,切片用DAB染色。用PBS洗涤,然后用50, 75, 95,100%乙醇和二甲苯溶液进行脱水。镜检。
结果:YJT对骨纵向生长速率的影响:以生长板和四环素形成条带带之间的三个不同的地点获得平均值评估YJT对骨生长的影响。超过48小时的骨生长程度被转化为每日增长率。与对照组相比,300毫克/千克YJT和rhGH组对骨骼纵向生长有一个显著的加速。然而, 100毫克/千克YJT组与对照组比较,骨生长率没有显著差异。
YJT对软骨细胞增殖的影响:在软骨细胞中观察到BrdU标记细胞。rhGH组BrdU阳性细胞数明显高于对照组,但300毫克/千克YJT组BrdU阳性细胞与对照组相比差异不显著。
YJT对BMP-2和IGF-1表达的影响:用免疫组织化学方法观察生长板三个主区BMP-2和IGF-1的表达情况。所有组,在增生和肥大区的细胞质中BMP-2和IGF-1染色最明显。相比于对照组,300毫克/公斤YJT明显增加BMP-2和IGF-1在增殖区和生长板的表达。此外,rhGH组BMP-2和IGF-1的表达比对照组和YJT组高。
结论:目前的研究表明,在一定浓度下,YJT通过增加BMP-2和IGF-1在增殖和肥厚的生长板带的表达促进骨骼纵向生长的速度。虽然,YJT有治疗身材矮小的成本效益和安全治疗潜力,但仍需要进一步的实验来进行验证该中草药的活性成分。