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绝经后骨质疏松(Postmenopausal osteoporosis,PMOP)是危害中老年妇女健康的严重疾病,绝经后的雌激素缺失导致机体铁水平负荷过载,即铁过载。淫羊藿素(Icaritin,IT)具有抗骨质疏松活性,且其结构中含有3-羟基、4-羰基可供应孤对电子并作为配体,与接受这些电子的空位离子(Fe3+)形成络合物。因此,提出假说:在雌激素缺失状态下,IT能与体内过多的Fe3+生成络合物以促进铁的排泄而下调铁过载,从而逆转铁过载发挥抗PMOP作用。采用蜗牛酶水解淫羊藿苷制备IT;将IT和Fe Cl3发生反应,在体外研究IT与Fe3+的络合情况;给大鼠注射右旋糖酐铁,在体内研究IT与Fe3+的络合情况并解析络合物的结构;采用药动学-药效学(Pharmacokinetic-Pharmacodynamic,PK-PD)结合模型研究IT下调铁过载抗PMOP的量-效关系;采用斑马鱼及大鼠模型阐明IT逆转铁过载抗PMOP作用。最终阐明IT抗雌激素缺失状态下的铁过载而发挥抗PMOP机制,为PMOP的治疗和IT的开发提供依据。第一章综述本章首先综述了绝经后骨质疏松,其次介绍了铁代谢的相关机理,阐明机体的铁稳态调控机制,概述IT的研究进展,阐述了PK-PD结合模型的相关思想及其在药学领域的应用进展,最后提出本论文的立题依据,为后期论文的开展和研究奠定基础。第二章淫羊藿素的制备与体内外络合Fe3+研究本章使用蜗牛酶水解淫羊藿苷制备IT,并建立了相应的高效液相检测方法,制得IT以用于接下来的实验。将IT和Fe Cl3以适当比例反应,用紫外分光光度计检测反应液的紫外吸收,推测IT与Fe3+的络合情况。给大鼠腹腔注射右旋糖酐铁造铁过载模型,尾静脉注射IT后眼眶取血,用UHPLC-Q-TOF/MS法检测血浆成分,推测IT在体内与Fe3+的络合情况。采用蜗牛酶水解法制备IT,并建立了高效液相色谱法测定IT的含量,经方法学考察该方法线性为0.9977,精密度RSD值为1.62%,稳定性RSD值为3.05%,检测所制得IT的纯度为98.00%。IT无论是再体外还是体内,均可以与Fe3+发生络合反应,结合位置在IT的3-羟基和4-羰基上,推测IT能通过络合作用下调机体铁过载。第三章淫羊藿素在铁过载骨质疏松大鼠中的PK-PD研究本章建立血浆中IT的UHPLC-MS/MS分析方法,并进行了方法学验证,用于IT在铁过载骨质疏松大鼠中的药代动力学研究。使用ELISA试剂盒法检测相关药效指标,再进行PK-PD模型研究,揭示IT治疗雌激素缺失下的PMOP的量-效关系。建立了适用于分析铁过载骨质疏松模型大鼠血浆中IT浓度的UHPLC-MS/MS法,该方法无内源性干扰,精密度、稳定性和回收率均满足要求。使用Win Nonlin软件对IT的药动学模型进行拟合,IT在体内的代谢过程符合二房室模型,并得到相应的药动学参数。将ELISA试剂盒法检测的药效指标进行PK-PD模型拟合,IT降低血清铁蛋白的药效符合非S型Emax模型,IT促进碱性磷酸酶的药效符合S型Emax模型,IT促进骨钙素的药效符合非S型Emax模型,IT促进骨保护素的药效符合非S型Emax模型,并得到相应的模型参数。第四章淫羊藿素治疗铁过载骨质疏松研究本章采用斑马鱼和大鼠造铁过载骨质疏松动物模型,研究IT治疗铁过载抗绝经后骨质疏松的作用。使用柠檬酸铁铵铁培养斑马鱼造铁过载模型,造模后分组培养:模型组(空白E3培养基)、IT高剂量组(10μM IT)、IT中剂量组(1μM IT)、IT低剂量组(0.1μM IT)、阳性对照组(100μmol/m L去铁胺)。培养结束后,先使用斑马鱼行为轨迹跟踪系统对斑马鱼的行为学进行评估,再用茜素红将斑马鱼骨骼染色,在显微镜下观察分析斑马鱼骨矿化程度。结果发现,与空白组相比,模型组斑马鱼的游动活性大幅降低,累计游动时间、累计游动距离、游动速度均有显著性(P<0.001)减小,骨矿化程度也有所降低,其染色面积和累计光密度有显著性(P<0.01)差异;使用IT进行治疗后,与模型组相比,斑马鱼的累计游动时间、累计游动距离、游动速度均有显著性(P<0.001)增加,染色面积和累计光密度也有有显著性(P<0.01)增加。说明IT可以对抗铁过载导致的骨形成抑制,且疗效并在0.1~10.0μM内显示出剂量依赖性。通过切除大鼠卵巢造绝经后骨质疏松模型,培养2个月后将大鼠分组,有空白组(生理盐水)、模型组(0.5%CMC-Na)、IT高剂量组(0.8 mg/m LIT)、IT低剂量组(0.4 mg/m LIT)、雌二醇组(0.05 mg/L雌二醇)、去铁铵组(0.2 mg/L去铁铵),连续给药2个月。给药完成后,使用ELISA试剂盒检测大鼠血清中血清铁蛋白及骨代谢指标的含量,使用Micro-CT对大鼠股骨进行扫描评估骨的质量。结果发现,模型组大鼠的血清铁蛋白含量与空白组相比有显著性(P<0.05)升高,碱性磷酸酶、骨钙素、骨保护素含量均有显著性(P<0.01)降低,通过Micro-CT扫描发现模型组大鼠的骨量有明显的减少,骨密度(BMD)、骨小梁分离度(Tb.Sp)、骨小梁厚度(Tb.Th)等参数与空白组相比有显著性差异(P<0.001)。在使用IT治疗后,与模型组相比,大鼠的骨密度均有显著性(P<0.001)增大,骨小梁的数目也得到了恢复。这说明大鼠卵巢切除后的雌激素缺乏会引起铁过载,从而抑制骨形成,促进骨吸收,减少骨量,导致骨质疏松,而IT能够逆转铁过载对骨质疏松大鼠起到有效的治疗作用。