复方药理2区: 补肾活血方含药血清联合ADSCs调节TGF-β1/Smad通路修复氧化损伤的NPCs及其成分分析

【写在前面】：本期推荐的是由湖南中医药大学、湖南中医药大学第一医院等研究团队合作近期发表于Journal of Ethnopharmacology(IF5.4）的一篇文章，揭示补肾活血方BSHXF含药血清联合ADSCs调节TGF-β1/Smad通路修复氧化损伤的NPCs及其成分分析。

【期刊简介】

【题目】

BSHXF-medicated serum combined with ADSCs regulates the TGF-β1/Smad pathway to repair oxidatively damaged NPCs and its component analysis

民族药理学相关性

下背痛（LBP） 是一种常见且频繁的临床疾病，椎间盘退变（IDD）被认为是LBP的主要原因，通常表现为髓核细胞（NPC）衰老和死亡增加。近年来，与手术治疗相比，干细胞注射治疗IDD具有巨大的潜力。将两者结合可能会取得更好的效果，因为补肾活血方是一种草药配方，可以提高移植干细胞的存活率并增强其功效。

研究目的

我们旨在对BSHXF含药血清进行定性和定量分析，并研究BSHXF介导的血清通过调节TGF-β1/Smad途径促进脂肪间充质干细胞（ADSCs）向NPCs分化和延缓NPCs衰老的分子机制。

材料和方法

本研究使用超高效液相色谱四极飞行时间质谱仪（UPLC-Q-TOF-MS）建立了大鼠血清样品的分析方法，以追踪体内活性成分；T-BHP诱导NPC的氧化损伤模型并使用Transwell室构建ADSCs和NPC的共培养系统。流式细胞仪测定细胞周期；采用SA-β-Gal染色法评价细胞衰老；ELISA用于检测ADSCs和NPC上清液中的IL-1β、IL-6炎症因子、CXCL-1、CXCL-3、CXCL-10趋化因子和TGF-β1。WB法用于检测ADSCs中的COL2A1、COL1A1和Aggrecan，以评估ADSCs中NP分化的表现；WB法检测NPCs中的COL2A1、COL1A1、Aggrecan、p16、p21、p53和p-p53蛋白表达，以反映细胞衰老状态。

结果

我们最终从BSHXF药物血清中鉴定出70种血液成分及其代谢产物，包括38种原型。与非药物血清组相比，药物血清组TGF-β1/Smad通路被激活，ADSCs向NPC特征移动，S/G2M期NPCs数量增加，衰老NPCs数量减少，Transwell中IL-1β和IL-6炎症因子减少，CXCL-1、CXCL-3和CXCL-10趋化因子减少，p16、p21、，p53和p-p53蛋白在NPC中的表达受到抑制。

结论

BSHXF含药血清通过调节TGF-β1/Smad通路，促进ADSCs向NPCs转化，有效缓解氧化损伤后NPCs的循环阻断，促进NPCs的生长和增殖，延缓NPCs的衰老，改善NPCs周围不断恶化的微环境，修复氧化损伤的NPCs。BSHXF或其化合物与ADSCs的组合在未来治疗IDD方面具有巨大的潜力。

图文摘要

【前言】

随着人口老龄化，老龄化引起的慢性骨关节疾病严重威胁着中老年人的健康和生活质量，导致社会出现许多新的健康问题。例如，最常见的是慢性LBP。据估计，70-85%的人口一生中至少会患一次LBP，每年约有15-45%的人会患LBP。在全球范围内，LBP是45岁以下人群丧失工作能力的主要原因。它伴随着巨大的经济和社会负担，使其成为社会各界的高度优先事项。长期以来， 椎间盘退变（IDD） 一直被认为是LBP的重要原因，典型的生物学表现是NPC衰老和死亡增加，聚集蛋白聚糖和COL2A1的合成减少，蛋白酶和炎性细胞因子增加，酸性环境增强，以及其他微环境变化。因此，深入研究IDD的防治具有重要的现实意义和社会意义。

BSHXF来源于宋代“太平惠民和剂局方”经改良的经典方青娥丸，由杜仲、补骨脂、怀牛膝、丹参、木瓜、威灵仙等组成。可有效改善椎间盘源性LBP患者的临床症状，随访期疗效稳定。根据中医理论，肾虚、湿气不足是IDD的根本原因，外伤、劳损血瘀是其常见原因，气血郁结是其主要发病机制。因此，肾虚血瘀是IDD的基本病机，补肾活血是其基本治疗原则。因此，在中医理论的指导下，我们认为BSHXF具有补肾壮骨、活血化瘀的作用。我们小组先前的研究已经证实，BSHXF可以有效改善IDD微环境，增强NPC增殖活性，延缓IDD。然而，尽管该配方对NPC具有特定的促增殖作用，但它不能逆转和恢复其数量和功能，这不利于修复IDD。将具有多向分化潜能的干细胞移植到退化的椎间盘中，以转化NPCs的数量和功能是IDD治疗的一个新思路；ADSCs是种子细胞的理想选择，因为它们来源丰富、易于获得和非免疫排斥。然而，细胞移植治疗中的一个重大挑战是移植的ADSCs如何克服退化椎间盘中的不利微环境并存活、增殖和分化。最近的研究表明，某些补肾活血中药或其化合物可以提高移植干细胞的存活率并提高其疗效，表明补肾活血中药有助于改善退行性微环境，提高移植的ADSCs的存活率并恢复NPC的数量。补肾活血中药与干细胞移植相结合，可从根源上破除IDD的病理基础，实现根治。

【结果部分】

1.A：BSHXF含药血清的BPC图谱（正离子模式）；B：BSHXF药物血清的血清BPC图谱（负离子模式）。

2.A：BSHXF含药血清中六种主要成分的血药浓度测定。B：BSHXF主要化合物的化学结构。

3.A：作用于NPC的T-BHP的IC50浓度；B：不同浓度的BSHXF含药血清在24、48和72小时对50μM T-BHP诱导的NPCs衰老的保护作用。

4.T-BHP在G1期阻滞NPC，BSHXF通过激活TGF-β1/Smad信号通路诱导细胞周期从G1期向G2/S期的转变。

5.T-BHP诱导NPC衰老，BSHXF通过激活TGF-β1/Smad信号通路抑制NPC衰老。

6.BSHXF通过激活TGF-β1/Smad途径改善Transwell隔室上层ADSCs/NPCs的微环境恶化。

7.A：BSHXF减轻对ADSCs的氧化损伤，促进ADSCs分化为NPC，这可能与TGF-β1信号传导有关。B：BSHXF减轻NPC氧化损伤并抑制NPC细胞外基质降解，这可能与TGF-β1信号传导有关。

8.蛋白印迹分析显示BSHXF激活TGF-β1/Smad信号通路并抑制p53/p21和p16信号通路。

【结论与讨论】

总之，BSHXF含药血清可以促进ADSCs向NPCs的分化，两者结合可以有效延缓NPs的衰老和IDD。我们将继续在这方面的研究，为IDD的临床应用提供更科学的依据。

注：本文原创表明为原创编译，非声张版权，侵删！

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