नई हड्डी के विकास को क्या उत्तेजित करता है? सिस्टैंच (CPhGs) मजबूत हड्डियों के निर्माण के लिए SIRT2-C/EBP-AREG मार्ग को सक्रिय करता है

परिणाम

 

2.1 सीपीएचजी चूहों में ओवरीएक्टोमी-प्रेरित ऑस्टियोपोरोसिस को कम करते हैं

माइक्रो-सीटी निष्कर्षों (चित्रा 1 ए) से पता चला है कि, शाम समूह की तुलना में, ओवीएक्स समूह ने डिस्टल फीमर में ट्रैब्युलर हड्डी माइक्रोआर्किटेक्चर के गंभीर विनाश का प्रदर्शन किया, जो विरल और खंडित ट्रैबेकुले की विशेषता है। ओवीएक्स+सीपीएचजी समूह में, ट्रैब्युलर संख्या और कनेक्टिविटी को काफी हद तक बहाल किया गया, जो शाम के स्तर पर पहुंच गया। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि सीपीएचजी ओवरीएक्टोमी-प्रेरित हड्डी हानि को कम कर सकते हैं। एचई स्टेनिंग (चित्रा 1 बी) ने आगे पुष्टि की कि ओवीएक्स समूह बनाम शाम समूह में ट्रैब्यूलर संख्या कम हो गई थी, साथ ही अवशिष्ट ट्रैबेकुले पतले और खंडित हो गए थे; इसके विपरीत, OVX+CPhGs समूह ने OVX की तुलना में ट्रैब्युलर संख्या में वृद्धि देखी और संरचनात्मक अखंडता में उल्लेखनीय रूप से सुधार किया। कैल्सिन डबल-लेबलिंग (चित्रा 1 सी) ने ओवीएक्स समूह में धुंधले और संकीर्ण दूरी वाले फ्लोरोसेंट बैंड का प्रदर्शन किया, जो बाधित हड्डी गठन का सुझाव देता है; ओवीएक्स+सीपीएचजी समूह में, फ्लोरोसेंट बैंड काफी बढ़ी हुई दूरी के साथ स्पष्ट थे, जो दर्शाता है कि सीपीएचजी हड्डी मैट्रिक्स खनिजकरण दर को बढ़ावा देते हैं और नई हड्डी निर्माण क्षमता को स्पष्ट रूप से बढ़ाते हैं।

 

 

चूहों के ऊरु मेटाफिसिस में ट्रैब्युलर हड्डी की एक प्रतिनिधि माइक्रो-कंप्यूटर टोमोग्राफी छवि; चूहों के ऊरु वर्गों के बी हेमेटोक्सिलिन और ईओसिन धुंधलापन; ओवीएक्स और ओवीएक्स+सीपीएचजी समूहों में चूहों की सी कैल्सिन डबल-लेबलिंग छवियां।

चित्र.1 सीपीएचजी चूहों में ओवरीएक्टोमी-प्रेरित ऑस्टियोपोरोसिस को कम करते हैं

 

सिस्टैंच अन्य लाभ

 

 

 

 

बिक्री के लिए सिस्टैंच लिस्टिंग

 

 

2.2 एमसी3टी3-ई1 कोशिकाओं के ओस्टोजेनिक विभेदन पर सीपीएचजी का प्रभाव

इन विट्रो में, सीपीएचजी समूह ने एनसी समूह (पी <0.05) की तुलना में ओसीएन, ओपीएन और आरयूएनएक्स2 के काफी अधिक प्रोटीन और एमआरएनए अभिव्यक्ति स्तर दिखाए। 10वें दिन क्षारीय फॉस्फेट (एएलपी) गतिविधि भी एनसी (पी <0.05) की तुलना में सीपीएचजी समूह में काफी अधिक थी। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि सीपीएचजी ऑस्टियोब्लास्ट भेदभाव को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ावा देते हैं। तालिका 1 देखें.

 

2.3 SIRT2-C/EBP-AREG अक्ष पर CPhGs का प्रभाव

सेल प्रयोगों (तालिका 2) से पता चला है कि, एनसी समूह की तुलना में, सीपीएचजी समूह में सी/ईबीपी की प्रोटीन और एमआरएनए अभिव्यक्ति में काफी वृद्धि हुई है और एआरईजी एमआरएनए (पी <0.05) ऊंचा है, जो डाउनस्ट्रीम सी/ईबीपी लक्ष्य जीन की सक्रियता का संकेत देता है। एनसी के सापेक्ष, प्रोटीन स्तर (पी <0.05) में सहवर्ती वृद्धि के साथ, सीपीएचजी समूह (पी <0.05) में एसआईआरटी2 एमआरएनए को महत्वपूर्ण रूप से अपग्रेड किया गया था। इसके विपरीत, SIRT1, SIRT3, SIRT4 और SIRT5 के mRNA स्तर में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं दिखा (P > 0.05), जो SIRT2 के लिए मार्ग विशिष्टता की पुष्टि करता है।

तालिका 1. CPhGs MC3T3-E1 कोशिकाओं में ओस्टोजेनिक विभेदन मार्करों को बढ़ाते हैं

वस्तु	एनसी समूह	सीपीएचजी समूह
ओसीएन प्रोटीन	0.48 ± 0.14	1.24 ± 0.18¹
ओसीएनएमआरएनए	1.00 ± 0.11	1.61 ± 0.23¹
ओपीएन प्रोटीन	0.51 ± 0.15	1.05 ± 0.44¹
ओपीएनएमआरएनए	1.03 ± 0.12	2.11 ± 0.24¹
RUNX2 प्रोटीन	0.77 ± 0.21	1.08 ± 0.25¹
RUNX2एमआरएनए	1.02 ± 0.14	1.58 ± 0.17¹
10वें दिन एएलपी गतिविधि	0.21 ± 0.02	0.44 ± 0.05¹

¹ P<0.05 बनाम एनसी समूह।

 

तालिका 2. SIRT2, C/EBP और AREG की अभिव्यक्ति पर CPhGs का प्रभाव

वस्तु	एनसी समूह	सीपीएचजी समूह
सी/ईबीपी प्रोटीन	0.51 ± 0.06	1.21 ± 0.11¹
सी/ईबीपीएमआरएनए	1.00 ± 0.10	1.15 ± 0.14¹
क्षेत्रएमआरएनए	1.01 ± 0.15	2.05 ± 0.24¹
SIRT1एमआरएनए	1.03 ± 0.12	1.01 ± 0.11
SIRT2 प्रोटीन	0.26 ± 0.08	0.37 ± 0.07¹
SIRT2एमआरएनए	0.87 ± 0.08	1.88 ± 0.21¹
SIRT3एमआरएनए	1.01 ± 0.14	1.28 ± 0.17
SIRT4एमआरएनए	1.21 ± 0.12	1.04 ± 0.05
SIRT5एमआरएनए	1.06 ± 0.05	1.08 ± 0.03

¹ P<0.05 बनाम एनसी समूह।

 

2.4 एसआईआरटी2 और सी/ईबीपी पर सीपीएचजी के प्रभाव और तंत्र

इम्यूनोफ्लोरेसेंस (चित्रा 2ए) ने सीपीएचजी समूह बनाम एनसी में एसआईआरटी2 और सी/ईबीपी की स्पष्ट रूप से बढ़ी हुई अभिव्यक्ति और परमाणु सह-स्थानीयकरण का खुलासा किया। जबकि एनसी में एसआईआरटी2 और सी/ईबीपी सिग्नल कमजोर थे, स्पष्ट परमाणु सह-स्थानीयकरण संकेतों के साथ सीपीएचजी द्वारा उनकी प्रतिदीप्ति तीव्रता में काफी वृद्धि हुई थी, जो मजबूत इंटरैक्शन का सुझाव देता है। सह-इम्युनोप्रेग्रेशन ने आगे पुष्टि की कि, सी/ईबीपी पुल-डाउन कॉम्प्लेक्स में, सीपीएचजी समूह बनाम एनसी (चित्रा 2बी) में एसआईआरटी2 प्रोटीन में काफी वृद्धि हुई थी। सी/ईबीपी इम्युनोप्रेसीपिटेट्स में, सीपीएचजी समूह में एसिटाइल-लाइसिन (एसिटाइल) संकेत कम हो गया, जबकि कुल सी/ईबीपी प्रोटीन अपरिवर्तित था (चित्रा 2सी), यह दर्शाता है कि सीपीएचजी एसआईआरटी2-सी/ईबीपी इंटरैक्शन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाते हैं और एमसी3टी3-ई1 कोशिकाओं में अंतर्जात सी/ईबीपी एसिटिलेशन को दबा देते हैं।

2.5 सी/ईबीपी प्रोटीन और एमआरएनए अभिव्यक्ति पर एसआईआरटी2 का प्रभाव

नियंत्रण समूह की तुलना में, SIRT2 नॉकडाउन (SIRT2 KD) ने MC3T3-E1 कोशिकाओं में C/EBP प्रोटीन और mRNA स्तर को काफी कम कर दिया। नियंत्रण+सीपीएचजी के सापेक्ष, एसआईआरटी2 केडी+सीपीएचजी समूह में भी सी/ईबीपी प्रोटीन और एमआरएनए में कमी देखी गई, और सीपीएचजी एसआईआरटी2 नॉकडाउन के कारण हुई कमी को उलट नहीं सके (आंकड़े 3ए, 3बी)। इन निष्कर्षों से संकेत मिलता है कि SIRT2 की हानि से C/EBP प्रोटीन संचय और C/EBP mRNA अभिव्यक्ति स्पष्ट रूप से कम हो जाती है।

ए, सीपीएचजी-उपचारित एमसी3टी3-ई1 कोशिकाओं (×200) में एसआईआरटी2 (लाल) और सी/ईबीपी (हरा) का इम्यूनोफ्लोरेसेंस विश्लेषण; बी, एसआईआरटी2-सी/ईबीपी इंटरेक्शन का सह-इम्युनोअवक्षेपण (सह-आईपी) विश्लेषण; सी, आईपी शुद्धि के बाद पैन-एसिटाइलिसिन एंटीबॉडी द्वारा सी/ईबीपी के एसिटिलीकरण स्तर का पता लगाया गया।

चित्र 2 SIRT2 और C/EBP और इसके तंत्र पर CPhGs का प्रभाव

 

2.6 ओस्टोजेनिक विभेदन पर सी/ईबीपी डीएसिटाइलेशन का प्रभाव

सी/ईबीपी एसिटिलेशन-साइट म्यूटेंट (K102R और K211R) का निर्माण निरंतर डीसेटाइलेशन की नकल करने के लिए किया गया था। हमने प्रारंभिक विभेदन चरण (दिन 7) में एएलपी गतिविधि और टर्मिनल चरण (14 दिन) पर खनिजकरण का आकलन किया। डब्ल्यूटी की तुलना में, K102R और K211R दोनों म्यूटेंट ने बढ़े हुए एएलपी-पॉजिटिव क्षेत्र को प्रदर्शित किया, और एलिज़ारिन रेड एस (एआरएस) धुंधलापन ने बढ़े हुए बाह्य मैट्रिक्स खनिजकरण को दिखाया। हालाँकि, EX समूह ने एकल उत्परिवर्ती की तुलना में ALP और ARS में अधिक वृद्धि प्रदर्शित की, यह सुझाव देते हुए कि CPhGs हड्डी निर्माण को व्यापक रूप से बढ़ावा देने के लिए K102 और K211 दोनों साइटों को सहकारी रूप से संशोधित करते हैं (चित्र 3C)। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि सीपीएचजी का प्रो-ओस्टोजेनिक प्रभाव सी/ईबीपी डीएसेटाइलेशन-मध्यस्थता वाले प्रारंभिक भेदभाव और टर्मिनल खनिजकरण से जुड़ा हुआ है, जो कार्यात्मक सबूत प्रदान करता है कि सीपीएचजी एसआईआरटी2/सीईबीपी/एआरईजी अक्ष के माध्यम से ओस्टोजेनिक भेदभाव को प्रभावित करते हैं।

बहस

 

ऑस्टियोपोरोसिस एक वैश्विक सार्वजनिक स्वास्थ्य मुद्दा बन गया है जो रोगियों के जीवन की गुणवत्ता को गंभीर रूप से प्रभावित करता है। पारंपरिक चीनी दवाएं जैसे सिस्टैंच (रौ कांग रोंग), लिगस्ट्रम ल्यूसिडम और मोरिंडा ऑफिसिनैलिस ऑस्टियोपोरोसिस प्रबंधन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं और कम प्रतिकूल प्रभाव और स्थिर प्रभावकारिता के कारण बढ़ते ध्यान आकर्षित कर रही हैं [8-9]। सिस्टैंच और इसके घटक हड्डियों के निर्माण और पुनर्वसन को नियंत्रित कर सकते हैं और ऑस्टियोपोरोसिस की रोकथाम और उपचार के लिए मजबूत क्षमता रखते हैं। एक अध्ययन [10] में पाया गया कि सिस्टैंच अर्क ऑस्टियोब्लास्ट की ओर मेसेनकाइमल स्टेम सेल भेदभाव को बढ़ावा देता है, जिससे हड्डी के अवशोषण को कम करते हुए हड्डी के द्रव्यमान में प्रभावी ढंग से वृद्धि होती है। एक अन्य अध्ययन [11] से पता चला है कि सिस्टैंच पॉलीसेकेराइड आंशिक रूप से ऑस्टियोक्लास्ट मार्कर जीन (उदाहरण के लिए, सीटीस्क, एमएमपी9, और एसीपी5) को दबाकर ऑस्टियोक्लास्टोजेनेसिस और हाइड्रॉक्सीपैटाइट पुनर्वसन को रोकता है।

इस अध्ययन ने ऑस्टियोपोरोसिस थेरेपी में सीपीएचजी के प्रभावों और आणविक तंत्र की व्यवस्थित रूप से जांच की। विवो और इन विट्रो प्रयोगों के माध्यम से, हमने पाया कि सीपीएचजी एसआईआरटी2-सी/ईबीपी-एआरईजी अक्ष को संशोधित करके ओस्टोजेनिक भेदभाव को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ावा देते हैं, जो प्राकृतिक उत्पादों के साथ हड्डी के चयापचय को विनियमित करने के लिए एक नया सैद्धांतिक आधार प्रदान करते हैं।

हमने दिखाया कि सीपीएचजी एसआईआरटी2-सी/ईबीपी-एआरईजी अक्ष को सक्रिय करके ओवरीएक्टोमाइज्ड चूहों में हड्डी-नुकसान फेनोटाइप में सुधार करते हैं, जिससे ट्रैब्युलर संख्या में काफी वृद्धि होती है और हड्डी के गठन को बढ़ावा मिलता है। हमारे नतीजे बताते हैं कि सीपीएचजी ओस्टोजेनिक मार्करों (ओसीएन, ओपीएन, आरयूएनएक्स2) और एएलपी गतिविधि को स्पष्ट रूप से नियंत्रित करते हैं। ओस्टोजेनिक विभेदन [12] के एक मास्टर नियामक के रूप में, आरयूएनएक्स2 अपग्रेडेशन सीधे हड्डी मैट्रिक्स खनिजकरण को चला सकता है, और बढ़ी हुई एएलपी गतिविधि ऑस्टियोब्लास्ट फ़ंक्शन की परिपक्वता का समर्थन करती है। हमने पहली बार खुलासा किया है कि सीपीएचजी एसआईआरटी2 अभिव्यक्ति को अपग्रेड करते हैं, सी/ईबीपी के साथ अपनी बातचीत को मजबूत करते हैं, और सी/ईबीपी डिएसिटाइलेशन को प्रेरित करते हैं। डीएसिटिलेटेड सी/ईबीपी में संभवतः गठनात्मक परिवर्तन होते हैं जो ट्रांसक्रिप्शनल गतिविधि को बढ़ाते हैं और एआरईजी एमआरएनए को महत्वपूर्ण रूप से अपग्रेड करते हैं; ईजीएफआर लिगैंड के रूप में, AREG ZHANG एट अल के अनुरूप ऑस्टियोजेनेसिस को बढ़ावा देने के लिए PI3K-AKT मार्ग को सक्रिय कर सकता है। [13], जिन्होंने बताया कि सिस्टैंच अर्क PI3K/AKT के माध्यम से ऑस्टियोक्लास्ट भेदभाव को दबा देता है। सी/ईबीपी एसिटिलीकरण-साइट म्यूटेंट (के102आर और के211आर) का उपयोग करते हुए, हमने सीधे पुष्टि की कि सी/ईबीपी डीएसिटिलेशन बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स कैल्सीफिकेशन को बढ़ावा देता है, जबकि एसआईआरटी2 नॉकडाउन ने सीपीएचजी कार्रवाई में इस मार्ग की आवश्यकता को स्थापित किया है, जो दर्शाता है कि एसआईआरटी2-मध्यस्थता सी/ईबीपी डीएसिटिलेशन सीपीएचजी के प्रो-ओस्टोजेनिक प्रभावों के लिए केंद्रीय है। ये निष्कर्ष अस्थि होमियोस्टैसिस में सिर्टुइन परिवार के कार्यों की मान्यता प्राप्त विविधता को व्यापक बनाते हैं और पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधनों को लक्षित करके ऑस्टियोपोरोसिस के इलाज के लिए नई रणनीतियों का सुझाव देते हैं।

अस्थि पुनर्निर्माण की जटिल प्रक्रिया में ओस्टियोब्लास्ट महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। हड्डियों के निर्माण और पुनर्जीवन के बीच असंतुलन - जो मुख्य रूप से ऑस्टियोब्लास्ट्स द्वारा नियंत्रित होता है - ऑस्टियोपोरोसिस का एक प्रमुख चालक है। इसलिए, हड्डियों के निर्माण को बढ़ाना एक मौलिक चिकित्सीय रणनीति है। प्रभावी रीमॉडलिंग ऑस्टियोब्लास्ट और ऑस्टियोक्लास्ट के बीच समन्वित अंतःक्रिया पर निर्भर करती है। एआरईजी, ईजीएफ परिवार का एक सदस्य, विभिन्न कोशिका प्रकारों में कोशिका वृद्धि, एपोप्टोसिस और प्रवासन को विनियमित करने में महत्वपूर्ण है [14]। SIRT2 एक NAD+-आश्रित डेएसिटाइलेज़ है जो मुख्य रूप से साइटोप्लाज्म में व्यक्त होता है लेकिन माइटोकॉन्ड्रिया और नाभिक में भी पाया जाता है, जो इसे एक अद्वितीय सिर्टुइन परिवार का सदस्य बनाता है [15]। एक प्रतिलेखन कारक के रूप में, सी/ईबीपी एसआईआरटी2 विनियमन के तहत डीएसिटाइलेशन से गुजरता है, जिससे विभिन्न जीनों की ट्रांसक्रिप्शनल गतिविधि बढ़ जाती है। ऑस्टियोब्लास्ट विभेदन के दौरान, सी/ईबीपी प्रतिलेखन को व्यवस्थित करने के लिए कई जीनों को बांधता है। हमारे नतीजे बताते हैं कि सीपीएचजी सी/ईबीपी प्रोटीन अभिव्यक्ति और एसआईआरटी2 के साथ इसकी अंतःक्रिया को बढ़ाते हैं, सी/ईबीपी एसिटिलेशन को स्पष्ट रूप से दबाते हैं, और बदले में एआरईजी एमआरएनए को अपग्रेड करते हैं, जिससे ओस्टोजेनिक भेदभाव को बढ़ावा मिलता है। यद्यपि C/EBP अभिव्यक्ति AREG प्रतिलेखन के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबंधित है, चाहे C/EBP सीधे AREG प्रतिलेखन कारक के रूप में कार्य करता हो, आगे सत्यापन की गारंटी देता है।

संक्षेप में, सीपीएचजी एसआईआरटी2 के माध्यम से सी/ईबीपी डीएसेटाइलेशन को बढ़ावा देते हैं, जिससे एआरईजी अभिव्यक्ति बढ़ती है, ऑस्टियोब्लास्ट भेदभाव बढ़ता है और ऑस्टियोपोरोसिस में सुधार होता है। सीपीएचजी ऑस्टियोपोरोसिस के लिए चिकित्सीय एजेंट के रूप में क्षमता रखते हैं।

 

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संदर्भ

[10] ली वाई, पेई टी, झू एच, एट अल। मेलाटोनिन सर्कैडियन लय व्यवधान-प्रेरित बढ़े हुए ल्यूटिनाइजिंग हार्मोन पल्स आवृत्ति और डिम्बग्रंथि रोग को कम करता है।जे पीनियल रेस.2025;77(1):ई70026। doi:10.1111/jpi.70026

[11] लियू जे, यांग वाई, हे वाई, एट अल। एर्क्सियन काढ़ा डिम्बग्रंथि ग्रैनुलोसा कोशिकाओं में ऑक्सीकरण स्तर को कम करके चूहों में सिस्प्लैटिन-प्रेरित समय से पहले डिम्बग्रंथि विफलता को कम करता है।जे एथनोफार्माकोल.2023;304:116046। doi:10.1016/j.jep.2022.116046

[12] यांग जेडएन, डू एक्स, वांग ए, एट अल। मेलाटोनिन पी38 सिग्नलिंग मार्ग को विनियमित करके पीबी-प्रेरित माइटोकॉन्ड्रियल होमोस्टैसिस और डिम्बग्रंथि क्षति को ठीक करता है।इकोटॉक्सिकॉल एनवायरन सैफ।2025;292:117937. doi:10.1016/j.ecoenv.2025.117937

[13] ओकोये सीएन, कोरेन एसए, वोज्टोविच एपी। माइटोकॉन्ड्रियल कॉम्प्लेक्स I आरओएस उत्पादन और हाइपोक्सिया में रेडॉक्स सिग्नलिंग।रेडॉक्स बायोल।2023;67:102926। doi:10.1016/j.redox.2023.102926

[14] केस्किन-अक्टान ए, अकबुलुत केजी, याज़िसी-मुत्लु Ç, एट अल। वयस्क चूहों के हिप्पोकैम्पस में SIRT2, Bcl-2 और Bax की अभिव्यक्ति पर मेलाटोनिन और करक्यूमिन का प्रभाव।ब्रेन रेस बुल.2018;137:306-310। doi:10.1016/j.brainresbull.2018.01.006

[15] झू टी, यान एल, डेंग एस, एट अल। पोर्सिन ओसाइट्स के माइटोकॉन्ड्रिया मेलाटोनिन को संश्लेषित करते हैं, जो उनकी इन विट्रो परिपक्वता और भ्रूण विकास में सुधार करता है।एंटीऑक्सीडेंट.2024;13(7):814. doi:10.3390/एंटीऑक्सी13070814