S'abonner

Kefir peptides ameliorate osteoporosis in AKR1A1 knockout mice with vitamin C deficiency by promoting osteoblastogenesis and inhibiting osteoclastogenesis - 15/11/22

Doi : 10.1016/j.biopha.2022.113859 
Gary Ro-Lin Chang a, b, 1 , Wei-Yu Lin b, 1 , Hueng-Chuen Fan a, c, 1 , Min-Yu Tu d, e , Yu-Hsien Liu b, f , Chih-Ching Yen g , Abdulkadir Cidem b, h , Wei Chen i , Chuan-Mu Chen a, b, j,
a Department of Pediatrics, Department of Medical Research, Tungs’ Taichung Metroharbor Hospital, Taichung 435, Taiwan 
b Department of Life Sciences, and Ph.D. Program in Translational Medicine, National Chung Hsing University, Taichung 402, Taiwan 
c Department of Rehabilitation, Jen-Teh Junior College of Medicine, Miaoli 356, Taiwan 
d Aviation Physiology Research Laboratory, Kaohsiung Armed Forces General Hospital Gangshan Branch, Kaohsiung 820, Taiwan 
e Department of Health Business Administration, Meiho University, Pingtung 912, Taiwan 
f Department of Internal Medicine, Jen-Ai Hospital, Dali Branch, Taichung 402, Taiwan 
g Department of Internal Medicine, China Medical University Hospital, and College of Health Care, China Medical University, Taichung 404, Taiwan 
h Department of Molecular Biology and Genetics, Erzurum Technical University, Erzurum 25250, Turkey 
i Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, Chia-Yi Christian Hospital, Chiayi, Taiwan 
j The iEGG and Animal Biotechnology Center, and Rong Hsing Research Center for Translational Medicine, National Chung Hsing University, Taichung 402, Taiwan 

Corresponding author at: Department of Life Sciences College of Life Sciences National Chung Hsing University, Kuo Kuang Rd., Taichung 402, Taiwan.Department of Life Sciences College of Life Sciences National Chung Hsing UniversityKuo Kuang RdTaichung402Taiwan

Abstract

The AKR1A1 protein is a member of the aldo-keto reductase superfamily that catalyzes the transformation of D-glucuronate to L-gulonate in the synthesis of L-ascorbic acid (vitamin C, Vit C). We previously demonstrated that AKR1A1 knockout mice (AKR1A1eGFP/eGFP) with Vit C deficiency exhibited aberrant bone formation and osteoporosis. In this study, we aimed to evaluate the osteoprotective effects of kefir peptides (KPs) in AKR1A1eGFP/eGFP mice and uncover the underlying mechanism of KPs in the modulation of bone remodeling. Six male CD-1 mice and 24 male AKR1A1eGFP/eGFP mice were used in this study, in which the AKR1A1eGFP/eGFP mice were randomly divided into four groups (n = 6). KPs treatment for 12 weeks exerted several effects in AKR1A1eGFP/eGFP mice including the reduction of serum proinflammatory cytokines (IL-1β, IL-6, TNF-α), bone resorption markers (CTX-1, RANKL), and the increase of serum bone formation markers (P1NP, OPG, OC). μ-CT analysis indicated that KPs prevented the bone loss in the femurs of AKR1A1eGFP/eGFP mice by significantly increasing the trabecular parameters of bone mineral density, bone volume and bone number. Nanoindentation analysis demonstrated that KPs enhanced the elasticity and hardness of femoral cortical bones in AKR1A1eGFP/eGFP mice. KPs promoted bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs)-derived osteoblast differentiation and mineralization by upregulating positive regulators of osteoblastogenesis (Runx2, β-catenin, BMP-2, NFATc1). Conversely, KPs inhibited bone marrow macrophages (BMMs)-derived osteoclast differentiation and bone resorption, which was demonstrated by the facts that KPs suppressed RANKL-induced p38, NF-κB, Akt, PLCγ2 and CREB-1 phosphorylation, decreased the nuclear translocation of NFATc1 and c-Fos. Our findings demonstrate the efficacy of KPs in the prevention of osteoporosis in AKR1A1eGFP/eGFP mice and also unveil the dual effects of KPs in osteogenic promotion and osteoclastic inhibition. This study supports the use of KPs as nutritional supplements for the prevention of osteoporosis.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Graphical Abstract




ga1

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

AKR1A1 KO mice with Vit C deficiency developed the osteoporotic phenotypes.
Kefir peptides (KPs) prevent the development of osteoporosis in AKR1A1 KO mice with Vit C deficiency.
KPs inhibit in vitro RANKL-induced osteoclastogenesis.
KPs enhance in vitro osteoblastogenesis.
KPs modulate the bone remodeling in favor of bone formation.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abbreviations : BMM, BMMSC, M-CSF, RANKL, TRAF6, NFATc1, MAPK, JNK, ERK, NF-κB, AP-1, PLCγ2, CREB-1, Runx2, BMP-2, HO-1, ALP, OC, OPG, P1NP, CTX-1, IL, TNF-α

Keywords : AKR1A1, Vitamin C (Vit C), Osteoporosis, Kefir peptides (KPs), Osteoblastogenesis, Osteoclastogenesis


Plan


© 2022  The Authors. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 156

Article 113859- décembre 2022 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • In vivo identification of the pharmacodynamic ingredients of Polygonum cuspidatum for remedying the mitochondria to alleviate metabolic dysfunction–associated fatty liver disease
  • Li-Ping Yu, Yan-Qin Li, Yan-Juan Li, Lei Zi, Yu-Xuan Tao, Jun-Jie Hao, Mei Zhang, Wen Gu, Fan Zhang, Jie Yu, Xing-Xin Yang
| Article suivant Article suivant
  • Kaempferol tetrasaccharides restore skin atrophy via PDK1 inhibition in human skin cells and tissues: Bench and clinical studies
  • Juewon Kim, Hyung-Su Kim, Dong-Hwa Choi, Jiwon Choi, Sung Yeon Cho, Seung-Hun Kim, Heung-Soo Baek, Kee Dong Yoon, Sang Wook Son, Eui Dong Son, Yong-Deog Hong, Jaeyoung Ko, Si-Young Cho, Won-Seok Park

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

Déjà abonné à cette revue ?

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2025 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.