ネオババイソフラボンは、RANKL シグナルを介した TRAF6 と c-Src のリクルート、NF-κB、MAPK、Akt パスウェイを阻害することにより、破骨細胞の発生を抑制します

Neobavaisoflavone inhibits osteoclastogenesis through blocking RANKL signalling-mediated TRAF6 and c-Src recruitment and NF-κB, MAPK and Akt pathways.

• Huiwen Chen
• Chao Fang
• Xin Zhi
• Shaojun Song
• Yanqiu Gu
• Xiaofei Chen
• Jin Cui
• Yan Hu
• Weizong Weng
• Qirong Zhou
• Yajun Wang
• Yao Wang
• Hao Jiang
• Xiaoqun Li
• Liehu Cao
• Xiao Chen
• Jiacan Su

抄録

Psoralea corylifolia (P corylifolia)は、何世紀も前から骨粗鬆症の治療や骨折の治癒を促進するために、伝統的な漢方薬の煎じ薬として広く使われてきました。しかし、その生理活性の高い天然成分については不明な点が多い。本研究では、包括的な二次元細胞膜クロマトグラフィー/C18カラム/飛行時間型質量分析装置（2D CMC/C18カラム/TOFMS）を用いて、P corylifoliaの抽出物から得られたRAW 264.7細胞膜との生物学的親和性を初めて確認しました。これにより、NBIFが骨髄単球（BMMCs）およびRAW264.7細胞のRANKLを介した破骨細胞形成を初期段階で用量依存的に阻害することを明らかにした。さらに、NBIF はアクチン環形成試験やピット形成試験で破骨細胞の機能を阻害した。また、その分子機構については、RANKとTRAF6、およびc-Srcとの相互作用が阻害されていることが共沈法により明らかになった。また、NBIF は、NF-κB 経路の P50, P65, IκB、MAPKs 経路の ERK, JNK, P38、Akt 経路の AKT のリン酸化を阻害し、カルシウム振動を阻害し、活性化 T 細胞の核内転 移因子細胞質 1（NFATc1）を不活性化することを示しました。また、NBIFは、骨芽細胞形成を阻害し、骨形成を促進し、骨量減少を改善することが明らかになった。以上のことから、NBIF は、TRAF6 と c-Src の RANK へのリクルートを抑制し、NF-κB、MAPK、Akt シグナル経路を不活性化し、カルシウム振動と NFATc1 転座を抑制することで、RANKL 介在性の破骨細胞形成を抑制した。NBIFは、破骨細胞関連の骨粗鬆症の治療薬として有望な候補となる可能性があります。

Psoralea corylifolia (P corylifolia) has been popularly applied in traditional Chinese medicine decoction for treating osteoporosis and promoting fracture healing since centuries ago. However, the bioactive natural components remain unknown. In this study, applying comprehensive two-dimensional cell membrane chromatographic/C18 column/time-of-flight mass spectrometry (2D CMC/C18 column/TOFMS) system, neobavaisoflavone (NBIF), for the first time, was identified for the bioaffinity with RAW 264.7 cells membranes from the extracts of P corylifolia. Here, we revealed that NBIF inhibited RANKL-mediated osteoclastogenesis in bone marrow monocytes (BMMCs) and RAW264.7 cells dose dependently at the early stage. Moreover, NBIF inhibited osteoclasts function demonstrated by actin ring formation assay and pit-formation assay. With regard to the underlying molecular mechanism, co-immunoprecipitation showed that both the interactions of RANK with TRAF6 and with c-Src were disrupted. In addition, NBIF inhibited the phosphorylation of P50, P65, IκB in NF-κB pathway, ERK, JNK, P38 in MAPKs pathway, AKT in Akt pathway, accompanied with a blockade of calcium oscillation and inactivation of nuclear translocation of nuclear factor of activated T cells cytoplasmic 1 (NFATc1). In vivo, NBIF inhibited osteoclastogenesis, promoted osteogenesis and ameliorated bone loss in ovariectomized mice. In summary, P corylifolia-derived NBIF inhibited RANKL-mediated osteoclastogenesis by suppressing the recruitment of TRAF6 and c-Src to RANK, inactivating NF-κB, MAPKs, and Akt signalling pathways and inhibiting calcium oscillation and NFATc1 translocation. NBIF might serve as a promising candidate for the treatment of osteoclast-associated osteopenic diseases.

© 2020 The Authors. Journal of Cellular and Molecular Medicine published by Foundation for Cellular and Molecular Medicine and John Wiley & Sons Ltd.