纳米化木质素对骨细胞分化的影响文献综述

 2022-04-24 23:16:28

纳木化木质素对骨细胞分化的影响

摘要：木质素作为自然界最为丰富的芳香化合物，含有酚羟基、羧基、羰基、甲氧基等基团，具有抗氧化活性、抗菌活性、抗病毒活性、抗糖尿病、抗癌活性、免疫调节等生物活性。石菖蒲木质素已经被报道应用于骨疾病治疗。有一类骨疾病是由于骨形成与骨吸收之间的动态平衡被打破而形成的，平衡中涉及到的激素和细胞因子很多，目前越来越多的人关注于此。但木质素在此类疾病中的研究目前还较少，前期我们进行细胞活性试验，发现纳米化木质素在一定浓度下对于细胞的毒害作用几乎可以忽略不计。因此，我们将研究纳米化木质素对于成骨细胞和破骨细胞分化的影响。

关键词：木质素；生物活性；骨细胞；分化；

前言

骨是由细胞、纤维、基质组成的坚硬组织，构成身体的骨骼系统。一个成年人骨吸收平均两个月完成一次，骨更换则需要十年。成骨细胞和破骨细胞是骨形成的功能细胞。[1]正常情况下，成骨细胞的骨生成和破骨细胞的骨吸收作用处于动态平衡状态[2]。一旦平衡被打破，一系列疾病会接踵而至，骨生成作用过强会导致骨硬化，骨吸收作用过强会导致骨质疏松[3]。有报道称在人体内，促炎环境，氧化应激等系列原因均会导致平衡被打破，引发一些疾病，如类风湿性关节炎、骨质疏松等。[1,4]

据报道，很多抗炎、抗氧化特性的中草药能够对骨细胞的分化有一定的抑制作用。[5]木质素是一种具有多种官能团的高度聚合物，包括羟基（脂肪族和芳香族）羧基、羰基和甲氧基等基团，具有抗氧化活性、抗菌活性、抗病毒活性、抗糖尿病、抗癌活性、免疫调节等生物活性。且作为仅次于纤维素的第二丰富的生物聚合物，也是自然界最丰富的的芳香化合物[6]，相比较于化学合成药物来说，其来源广泛、副作用较小且对生物的毒性较小，因此在治疗骨平衡失调引起的疾病具有较大的研究空间和探究价值。目前关于纳米化木质素对骨细胞分化的影响研究较少。

本实验研究采用体外培养MC3T3-E1细胞并观察纳米化木质素对骨细胞的增殖分化作用，为木质素成为治疗骨细胞相关疾病药物成分奠定基础。

2.国内外研究概况

2.1木质素生物活性研究进展

木质素是由苯丙烷结构单元（松柏醇、芥子醇和香豆醇）通过beta;-O-4、beta;-beta;、beta;-5、5-5等共价键氧化偶合形成的天然网状结构高分子聚合物。[7]

2.1.1 抗氧化活性

抗氧化剂是能够清除或抑制生活系统和食物中存在的自由基，防止氧化的分子[8]。木质素含有酚羟基和甲氧基，在早期体外实验中具有抗氧化活性[9]。研究证明木质素-聚己内酯（PCL）共聚物具有比聚氯丙烯醛更高的抗氧化活性。木质素-PCL纳米纤维对施万神经细胞在对H2O2诱导的氧化应激的保护作用高于其对PCL的保护作用，并且研究发现木质素-PCL纳米纤维能够促进骨髓间充质干细胞和雪旺细胞的增殖，刺激了DRG（背根神经节）神经元的突起生长，成为神经TE应用的候选材料。Catignani和Carter发现，[10]将木质素纳入大鼠饮食（1-10%）会导致肝视黄醇沉积增加50-100%。而从绿茶中提取的木质素可以将亚油酸的自氧化降低50%，尽管它的效果低于商业抗氧化剂VE。有趣的是，木质素可以提高alpha;-生育酚和没食子酸的抗氧化活性[11]。[12]研究表明超临界溶剂法制备纳米化木质素具有更强的抗氧化活性，由于其具有更高的比表面积。但是在碳水化合物存在时，木质素的抗氧化活性会降低，因为它们的极性基团更倾向于与木质素的酚羟基形成氢键。[13]

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