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Aikeqing, a kidney- and spleen-tonifying compound Chinese medicine granule, prevented ovariectomy-induced bone loss in rats via the suppression of osteoclastogenesis - 13/09/23

Doi : 10.1016/j.biopha.2023.115339 
Zhi-Wen Liu, Xiu-Li Xi, Tao-Rui Wu, Yuan-Yuan Lu, Peng-Cheng Zhong, Ying-Jie Hu , Xiao-Ling Shen
 Science and Technology Innovation Center, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou, Guangdong, China 

Correspondence to: Science and Technology Innovation Center, Guangzhou University of Chinese Medicine, No. 12, Jichang Road, Guangzhou 510405, Guangdong, People’s Republic of China.Science and Technology Innovation Center, Guangzhou University of Chinese MedicineNo. 12, Jichang RoadGuangzhouGuangdong510405People’s Republic of China

Abstract

Postmenopausal women are prone to osteoporosis due to increased osteoclast activation and bone resorption caused by oestrogen deficiency. In Traditional Chinese Medicine theory, medicines with spleen- and kidney-nourishing effects are commonly used in postmenopausal osteoporosis (PMOP) treatment. Aikeqing (AKQ) is a compound Chinese medicinal granule with spleen- and kidney-nourishing effects. Herein, we investigate the in vitro and in vivo anti-osteoporotic effects of AKQ, its underlying mechanisms and pharmacodynamic basis. In vitro antiosteoporotic effects of AKQ were assessed by its ability to promote osteoblastogenesis in MC3T3-E1 and/or inhibit RANKL-induced osteoclastogenesis in murine bone marrow monocytes (BMMs). The protective effect of AKQ on bone loss induced by oestrogen deficiency was evaluated in ovariectomized rats. The underlying mechanisms were studied in BMMs by detecting the effects of AKQ on the RANKL-induced expression of genes and proteins involved in the regulation of osteoclastogenesis. The main chemical constituents of AKQ in the granule were analyzed by UPLC-QTOF-MS. Our findings show that AKQ did not affect osteoblastogenesis, but it inhibited RANKL-induced osteoclastogenesis. In the ovariectomized rats, oral administration of AKQ (4 g/kg/d) for 90 d effectively prevented oestrogen deficiency-induced bone loss. Mechanistic studies in BMMs revealed that AKQ inhibited RNAKL-induced activation of NF-κB (p65) and MAPKs (p38 and JNK) via blocking the RANK-TRAF6 interaction, subsequently suppressing the translocation and expression of NFATc1 and c-Fos. UPLC-QTOF-MS analysis quantified the 123 main components of AKQ. Taken together, AKQ was demonstrated for the first time as a novel alternative therapy for osteoclast-associated bone diseases.

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Graphical Abstract




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Highlights

Aikeqing (AKQ) showed insignificant cytotoxicity with inhibited formation and differentiation of osteoclasts.
AKQ inhibited osteoclastogenesis by suppressing NF-κB, p38 and JNK signaling axis via blocking the RANK-TRAF6 interaction.
AKQ plays a therapeutic effect on bone loss induced by oestrogen deficiency in rats.

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Abbreviations : ALP, AKQ, Atp6v0d2, BMD, BMMs, BV/TV, CA2/Car2, Ctsk, Calcr/CTR, Dcstamp, EV, FBS, Mmp9, NFATc1, N.Oc/BS, Oc.S/BS, OVX, PMOP, RANK, RANKL, Tb.N, Tb.Sp, TNF-α, Tracp/TRAP, TRAF6

Keywords : Aikeqing, Postmenopausal osteoporosis, Osteoclastogenesis, TRAF6, NF-κB, MAPKs


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Vol 166

Article 115339- octobre 2023 Retour au numéro
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