Ist 7,8-Dihydroxyflavon nützlich für den Knochenaufbau?

Knochen ist ein dynamisches und ständig aktualisiertes Gewebe, das während seines gesamten Lebenszyklus erheblichen Veränderungen unterliegt. Der Knochenumbau integriert Osteoblasten-vermittelte Knochenbildung und Osteoklasten-vermittelte Knochenresorption sowie Knochenzellen innerhalb der Knochenmatrix und Osteoblasten-abgeleitete Auskleidungszellen, die die Knochenoberfläche bedecken. Eine Störung des Gleichgewichts zwischen Knochenresorption und Knochenbildung kann zu Knochenerkrankungen wie Osteoporose, multiplem Myelom und Osteopetrose führen.

An der Regulierung der Knochenbildung sind eine Vielzahl von Faktoren beteiligt. Es wurde nachgewiesen, dass der vom Gehirn abgeleitete neurotrophe Faktor (BDNF) die Differenzierung, Migration und Frakturheilung von Osteoblasten fördern kann. BDNF ist ein Mitglied der Familie der neurotrophen Faktoren, die eine Vielzahl biologischer Prozesse regulieren, indem sie an den Transmembranrezeptor Tyrosinkinase B (TrkB) binden. Dennoch ist das durch BDNF induzierte TrkB-Signal ein transientes Signal bei 10 Minuten und ein Spitzensignal bei 60 Minuten. BDNF hat jedoch eine kurze Halbwertszeit und kann die Blut-Hirn-Schranke nicht leicht überwinden. Die Ergebnisse mehrerer klinischer Studien mit rekombinantem BDNF waren ebenfalls enttäuschend, möglicherweise aufgrund der kurzen In-vivo-Halbwertszeit und der schlechten Abgabe von BDNF. Diese Mängel stellen unüberwindbare Hindernisse für die klinische Anwendung von BDNF dar. 7,8-Dihydroxyflavon (7,8-DHF) ist ein aus Pflanzen gewonnenes Flavonoid, das die oben genannten Einschränkungen von BDNF überwinden kann und als funktionelles BDNF-Mimetikum identifiziert wurde. Es wurde in verschiedenen biochemischen und zellulären Systemen gezeigt, dass es die TrkB-Dimerisierung induzieren und seine nachgeschalteten Signalmoleküle aktivieren kann.

Kann 7,8-DHF jedoch als regulatorischer Faktor für den Knochenumbau dienen und eine Anti-Osteoporose-Rolle spielen; Vermittelt TrkB 7,8-DHF-induzierte Osteogenese und Wnt/ - Der Mechanismus der Wechselwirkung zwischen Catenin-Signalen ist noch nicht klar. Daher wurde nach einer gemeinsamen Studie zwischen dem Zhang Ying Laboratory der School of Biosystems Engineering and Food Science der Zhejiang University und dem Ye Keqiang Laboratory der Abteilung für Pathologie und Labormedizin der School of Medicine der Emory University in den Vereinigten Staaten eine Forschungsarbeit veröffentlicht mit dem Titel "7,8-Dihydroxyflavone modulates bone formation andtolerant and ameliorates ovarionomy-induced Osteoporose" wurde auf der Website von Elife (IF=8.14), The effects of BDNF und 7,{{12 }}DHF auf Osteoblastenbildung in Knochenvorläuferzellen MC3T3-E1 und Osteoklastenbildung in RAW264.7-Zellen, induziert durch RANKL, wurden untersucht, insbesondere um den molekularen Mechanismus aufzuklären, der der Funktion von 7,8-DHF zugrunde liegt .

Studien haben herausgefunden, dass BDNF und 7,8-DHF beide die Proliferation, osteogene Differenzierung und Mineralisierung von MC3T3-E1-Zellen fördern. Diese Wirkungen können Wnt/ zugeschrieben werden – Aktivierung des Catenin-Protein-Signalwegs durch Cyclin D1, p-GSK3 – Die Expression von Catenin, Runx2, Osterix und OPG wurde signifikant hochreguliert. - Der Knockout von Catenin hemmt die durch 7,8-DHF stimulierte Hochregulierung von Runx2 und Osterix. Insbesondere blockiert sein spezifischer Inhibitor K252a TrkB daran, die 7,8-DHF-induzierte Osteoblastenproliferation, Differenzierung und osteogene Genexpression zu hemmen. Darüber hinaus hemmen BDNF und 7,8-DHF die Osteoklastendifferenzierung in RAW264.7-Zellen. Transkriptionsfaktoren c-fos und Osteoklasten-Gene wie Tartrat-resistente saure Phosphatase (TRAP), Matrix-Metalloproteinase-9 (MMP-9) und Adamts5 werden durch 7,8-DHF gehemmt. Noch wichtiger ist, dass 7,8-DHF im ovarektomierten (OVX) Rattenmodell den Knochenverlust reduzieren, die trabekuläre Knochenmikrostruktur, die biomechanischen Eigenschaften der Tibia und die biochemischen Indikatoren des Knochens verbessern kann. Die aktuelle Forschung betont die doppelte regulatorische Wirkung von 7,8-DHF auf den Knochenumbau.