Handelin靶向LCN2抑制破骨细胞生成与骨丢失

关键词：Handelin；破骨细胞；LCN2

文章标题：Handelin inhibits osteoclastogenesis and bone loss by targeting lipocalin-2 and restoring autophagy to suppress NF-κB signaling

发表期刊：Phytomedicine(IF 11.3)

合作客户：华中科技大学同济医学院附属同济医院朱美鹏、康洪雷及胡佩轩团队

维真助力：腺病毒

基因信息：p62蛋白

病毒产品：Ad-p62、Ad-CON

实验细胞：小鼠骨髓源性巨噬细胞

MOI：200

研究背景

破骨细胞生成过多是骨质疏松症的关键病理过程，鉴定有效抑制破骨细胞生成且无毒性的化合物具有重大的治疗意义。Handelin是一种来自菊花和其他菊属植物的愈创木酚内酯二聚体，具有已知的抗炎和抗氧化特性，但其在破骨细胞生成中的作用仍不清楚。在本研究中，作者发现Handelin是一种新型破骨细胞生成抑制剂，靶向LCN2-自噬途径并抑制NF-κB信号传导，证明了其作为骨质疏松症和相关骨疾病治疗药物的潜力。

部分结果展示

1、Handelin以LCN2依赖的方式促进自噬流并破坏p62-TRAF6相互作用

作者发现Handelin能抑制体外破骨细胞分化和功能，改善OVX（卵巢切除）诱导的体内骨质流失，机制研究表明LCN2、自噬和NF-κB通路是Handelin的关键靶标，Handelin可直接结合LCN2并抑制其表达。Westernblot分析显示Handelin增加了LC3-II水平并减少了p62积累，表明自噬活性增强，LC3周转测定也证明Handelin促进自噬通量。作者使用rLCN2（重组脂质运载蛋白-2）探究了LCN2的作用，发现rLCN2减弱了Handelin的作用，减少了Handelin诱导的LC3-II积累。串联荧光LC3测定证实Handelin处理后自溶酶体形成增加，而rLCN2减少了自溶酶体形成。在体内rLCN2同样逆转了Handelin诱导的p62下调。鉴于p62在NF-κB信号传导中的作用，作者检查了通路激活情况，发现rLCN2部分恢复了Handelin抑制的NF-κB活性，免疫共沉淀测定进一步证明Handelin减少了p62和TRAF6之间的相互作用，表明Handelin增强自噬流并以LCN2依赖性方式破坏p62-TRAF6复合物，从而抑制NF-κB信号传导。

图1 rLCN2对BMM中自噬、NF-κB信号传导和p62-TRAF6相互作用的影响

2、p62过表达可恢复Handelin抑制的NF-κB信号传导和破骨细胞生成

为了进一步研究p62的作用，作者用p62过表达的腺病毒转导BMM。蛋白质印迹分析表明，p62过表达恢复了Handelin抑制的NF-κB信号传导，免疫荧光分析证实p65的核转位增强。此外p62过度表达减弱了Handelin对破骨细胞分化和活性的抑制作用，破骨细胞形成和功能部分恢复，表明p62是Handelin诱导的TRAF6-NF-κB通路和破骨细胞生成抑制的关键介质。作者使用rLCN2进一步验证了LCN2在体内的关键作用，Micro-CT、组织形态学分析和ELISA检测显示，rLCN2与Handelin共同给药显著降低了其保护作用，再次证明LCN2作为Handelin发挥其抗骨质疏松作用的关键靶点。

图2 p62过表达对NF-κB信号传导和破骨细胞生成的影响

实验结论

本研究确定天然化合物Handelin是一种破骨细胞生成的特异性抑制剂，可通过直接靶向LCN2来减轻骨质流失，这种相互作用恢复自噬流，破坏p62-TRAF6复合物，并抑制NF-κB信号传导。这些发现表明Handelin是一种新型抗骨质疏松药物，并定义了LCN2作为破骨细胞自噬和炎症的关键调节因子，验证了LCN2作为直接小分子靶点的作用，从而为新的治疗策略铺平了道路。