Étude sur l’extrait de Ginseng Ginsenoside pour l’arthrose

Osteoarthritis (OA) is a degenerative disease caused by many factors, such as vieillissement, obesity, genetics, strain, trauma, congenital joint abnormalities, Et en plusjoint deformities. It is characterized by degenerative Dommages causésto articular cartilage and reactive hyperplasia of Le conseil des ministresjoint edges and subchondral bone. Clinical manifestations include slowly developing joint pain, tenderness, stiffness, joint swelling, limited movement, and joint deformity [1]. At present, the conventional treatments for OA mainly include non-steroidal anti-inflammatory drugs, glucocorticoids, and physiotherapy. Patients with severe conditions often require joint replacement [2]. Therefore, finding a drug with few side effects and good efficacy has become an urgent issue dansthe treatment of OA. With the deepening of research on traditional Chinese medicine, ginseng has been found to have good prospects for preventing and treating articular cartilage damage and degeneration, and for participating dansthe repair of articular cartilage defects by cultured cartilage cells dansvitro[3], providing a new way of thinking for the treatment of OA.

Ginseng (Panax ginseng C. A. Mey.) is the dried root and rhizome of a perennial herb in the family Araliaceae. It is a traditional precious medicinal herb that has been used in China for many years [4]. As one of the “Three Treasures of Northeast China”, ginseng has pharmacological effects such as anti-inflammatory, anti-oxidant, anti-depressant, anti-Alzheimer' S maladie, anti-athérosclérose et anti-ap, et a une longue histoire d’utilisation et une valeur médicinale extrêmement élevée [5]. Les ginsénosides, les principaux ingrédients actifs pharmacologiques du ginseng, jouent un rôle clé dans le traitement de la maladie. Des études ont montré que les ginsénosides peuvent améliorer les douleurs articulaires et réparer le cartilage endommagé en inhibant les facteurs inflammatoires, en réduisant l’apoptose des Les chondrocyteset les dommages de la matrice, et en favorisant la réparation des chondrocytes, exerçant ainsi un effet thérapeutique sur l’arthrose [6]. Bien que l’activité pharmacologique du ginseng ait été bien étudiée, il existe de nombreux types de ginsénosides. On ne sait pas encore exactement quels ginsénosides peuvent avoir un effet thérapeutique sur l’ap, si l’application combinée de monomères de ginsénoside est efficace, et les mécanismes d’action thérapeutiques spécifiques, tels que les protéines et/ou les macromolécules spécifiques ciblées. Cet article passe en revue la recherche et les progrès des ginsénosides dans le traitement de l’arthrose au cours des dernières années, fournissant une base pour l’application clinique des ginsénosides dans le traitement de l’arthrose.

1 ginsénosides et leur classification

Ginsenosides (G), also known as steroid-like saponins, are unique components of ginseng and are generally denoted by Rx. Currently, more than 150 naturally occurring ginsenosides can be isolated from the roots, stems, leaves, flowers and fruits of the ginseng plant. These ginsenosides can be divided into four categories according to their skeleton type. They all have a common tetracyclic hydrophobic structure, but the sugar part is different. Different sugar molecules are attached to different regions of the four main chains to produce unique ginsenoside monomer molecules (Table 1), which determine different pharmacological activities [7-9].

Parmi ces quatre ginsénosides, les ginsénosides de type protopanaxadiol et de type protopanaxatriol représentent plus de 90% du total des ginsénosides dans le ginseng et ont une activité plus forte. Ils sont les principaux ingrédients actifs des ginsénosides et font également l’objet de recherches actuelles. Parmi celles-ci, G Rb1, G Rg 1, G Rg3, G Rd, G Re, G Rh1 et G Rh2sont les plus fréquemment étudiées [10]. Cette étude fournit une introduction détaillée aux progrès de la recherche sur les monomères de ginsénoside tels que GRb1, GRg1, G Rg3 et G Ro, et les monomères en combinaison et les formules de la médecine traditionnelle chinoise pour le traitement de l’arthrose.

2  Facteurs de risque d’ap et méthodes de traitement

2.1 facteurs contribuant au développement de l’ap

En tant que l’une des formes les plus courantes d’arthrite, l’arthrose est influencée par de nombreux facteurs, y compris des facteurs individuels tels que l’âge, le sexe et l’obésité. Des études ont révélé qu’un tiers des personnes de plus de 65 ans sont atteintes d’arthrose [11], et l’incidence chez les femmes augmente significativement après l’âge de 50 ans [12], principalement en raison de la diminution des œstrogènes après la ménopause, ce qui entraîne une dégradation accrue du cartilage articulaire chez les femmes [13]. De plus, les blessures sportives peuvent entraîner des anomalies dans la structure articulaire, augmentant le risque de perte de cartilage et peuvent conduire directement au développement de l’arthrose [14]. La contrainte mécanique sur les articulations augmente l’expression des facteurs pro-inflammatoires dans les cellules articulaires, qui est également en partie responsable du processus catabolique du cartilage OA [15]. Le développement de l’ap est également étroitement lié à des facteurs tels que le métabolisme [16,17], la génétique et l’immunité [18].

2.2 traitement de l’arthrose

Currently, there are various technical methods for treating OA. In addition to physical therapy (including exercise therapy and patient education supplemented by orthopedic devices) [19], pain relief, disease progression delay, and function improvement can also be achieved through oral medication, intra-articular injections, and end-stage surgery [20] [en].

Standard drug therapy includes pain and l’inflammationcontrol drugs such as non-steroidal anti-inflammatory drugs, opioid analgesics and intra-articular corticosteroids, as well as symptomatic relief of arthritis such as oral glucosamine sulfate, chondroitin sulfate, dexamethasone, soybean and avocado unsaponifiables extracts, and intra-articular hyaluronic acid injections [21]. In addition, some studies have shown that Chinese À base de plantesmedicines such as Gan Cao Tang also have a certain effect in the treatment of OA [22]. However, drug therapy has little effect in severe cases, and surgery is the only option. The most common and most effective is joint replacement [23]. Of course, traditional Chinese médecinemethods such as acupuncture [24], massage [25], physiotherapy, Chinese herbal plaster, Chinese herbal fumigation, Chinese herbal application [26], Chinese herbal ironing and targeted Chinese herbal medicine can also be used to slow the progression of OA [27].

3 progrès de la recherche sur les effets thérapeutiques des ginsénosides sur l’arthrose

3.1 ginsénoside Rb1

Le ginsénoside Rb1 (G Rb1) est principalement dérivé du Panax ginseng, un membre du genre Panax. Le contenu des tiges et des feuilles de ginseng est beaucoup plus faible que celui des racines, des rhizomes et des poils des racines. GRb1 est une saponine triterpène et est la plus abondante de plus de 40 ginsénosides individuels. Qui peut exercer des effets anti-inflammatoires, anti-apoptotiques et neuroprotecteurs en inhibant l’expression de cytokines inflammatoires, la voie de signalisation Notch et la voie de signalisation NF-KB [9].

GRb1 can exert a protective effect on articular cartilage by inhibiting the expression of inflammatory cytokines. Cheng et al. [28] constructed a cartilage OA model by stimulating with interleukin (IL)-1, and then administered a certain amount of GRb1 for index detection. It was found that GRb1 could inhibit the production of inflammatory factors such as matrix metalloproteinases (MMP)-13, cyclo-oxygenase-2 (COX-2), prostaglandin E2 (PGE2), inducible nitric oxide synthase ( iNOS) and nitric oxide (NO), and reduces the degradation of Collagen II and proteoglycan (ACAN) induced by IL-1β in humainarticular chondrocyte, which indicates that the mechanism of action of GRb1 may be similar to that of non-steroidal anti-inflammatory drugs, which can relieve the symptoms of OA by inhibiting the expression of COX-2 and PGE2.

This effect was also verified in an OA rat model. Ara-vinthan et al. [29] found that GRB1 may inhibit the levels of MMP13 and COX-2 mRNA and inhibit interferon (Interferon gamma, IFN-) monocyte chemoat-tractant protein-1 (MCP-1)/chemokine ligand-2 (CCL-2), IL-1P and IL-6 inflammatory cytokines/chemokines expression, thereby preventing cartilage degradation, and thus helping GRb1 exert anti-inflammatory effects on MIA-induced ovarian OA rats. Gao Zhi [30] established an l’arthrosemodel by cutting the anterior cruciate ligament of the right knee joint of rats and treated the rats based on different doses of GRb1. The results showed that GRb1 significantly reduced the number of white blood cells and lymphocytes in the blood of model rats, and in a concentration-dependent manner, it reduced the levels of TNF-α and IL-1β in rat serum, and also reduced the expression of MMP-9, MMP-13 and AD-AMTS-5 expression, while increasing Collagen II and Aggrecan expression in cartilage tissue, indicating that G Rb1 can inhibit cartilage degradation by inhibiting inflammatory responses and the synthesis of MMPs in joint tissue, and has a good therapeutic effect on osteoarthritis induced by anterior cruciate ligament transection.

G Rb 1 has multiple mechanisms of action in the treatment of OA, possibly through the Notch signaling pathway and the NF-KB signaling pathway. For example, Wang Wei [31] found that GRb1 can reduce IL-1β-induced expression of type II collagen and MMP-13 in cells, while also reducing the expression levels of Notch1 and JAG1 after induction, indicating that the protective effect of GRb1 on chondrocytes may be achieved by inhibiting the expression of MMP-13 and activation of the Notch signaling pathway. In addition, Hossain et al. [32] constructed an OA rabbit model and found that GRb1 can prevent chondrocyte apoptosis, inhibit the production of reactive oxygen species (ROS) in chondrocytes, down-regulate the p38/MAPK and PI3K/AKT signal pathways to prevent the expression of MMPs and balance the expression of collagen type II and proteoglycans, and activate NF-KB signal transduction to exert a protective effect on chondrocytes, thereby being used to treat OA.

3.2 ginsénoside Rg1

Ginsénoside Rg1 (G Rg1)Est initialement extrait de la racine et de la tige de l’herbe médicinale chinoise ginseng. C’est un dérivé d’anneau de dammarane de triterpène avec trente atomes de carbone et une structure similaire à celle des stéroïdes glucocorticoïdes. Il peut exercer un effet anti-inflammatoire similaire aux médicaments glucocorticoïdes en se liant aux récepteurs glucocorticoïdes. Huang Yumin [33] a construit un modèle d’arthrose chez le rat par transection de ligament croisé antérieur (ACLT) et injection de cavité articulaire MIA, et a constaté que le G Rg1 peut inhiber l’activation du NF-KB en inhibant la phosphorylation du IB, réduisant ainsi la synthèse des cellules cartilagineuses MMP-13 et PGE2 pour exercer un effet chondroprotecteur.

G Rg1 peut également inhiber l’apoptose des chondrocytes et favoriser la prolifération des chondrocytes, en exerçant un effet protecteur sur les chondrocytes, et a donc une valeur potentielle dans le traitement de l’arthrose. Duan Chao et al. [3] ont utilisé une méthode de modélisation de 6 semaines de plâtre tubulaire droit fixe pour établir avec succès un modèle d’ap chez le lapin semblable à celui observé en clinique. L’effet de GRg1 sur l’apoptose des chondrocytes articulaires OA du genou de lapin a été observé, et ila été constaté que GRg1 à une certaine dose a un effet protecteur positif sur le tissu cartilagineux. Il peut effectivement inhiber l’apoptose excessive des chondrocytes et éviter la destruction progressive du tissu cartilagique en régulant le rapport d’expression des facteurs clés de l’apoptose des chondrocytes Bax/Bcl-2 et en régulant vers le bas l’expression de la Caspase-3. En outre, Huang et al. [34] ont constaté que les chondrocytes induits par l’il-1β prétraités par grg1 favorisent également l’expression du Bcl-2, inhibent l’activité du Bax et réduisent la libération du CytC et l’activation de la Caspase-3. Il améliore également l’expression TIMP-1 et inhibe la synthèse MMP-13, inhibant efficacement la dégradation de la matrice extracellulaire. On a également constaté que ces effets de G Rg1 étaient en partie induits par une signalisation PI3K/AKT améliorée.

En outre, GRg1 peut également inhiber l’activité des médiateurs inflammatoires et réduire les dommages du cartilage articulaire. Cheng et al. [35] ont utilisé un modèle in vitro de chondrocytes humains et un modèle in vivo d’arthrose chez le rat pour observer l’effet de GRg1. A découvert que GRg1 peut inhiber l’expression des gènes et des protéines du chondrocyte humain MMP-13, COX-2 et PGE2 induits par l’il-1, et empêcher la dégradation du Col2A1 et du ACAN, ralentissant la dégénérescence du cartilage. Cela suggère que le GRg1 présente des avantages cliniques potentiels pour le traitement de l’arthrose.

3.3 ginsénoside Rg3

Ginsenoside Rg3 (Ginsenoside Rg3, G Rg3) is a tetraethylene triterpene glycoside monomer that can be obtained by the metabolism of Rb1, Rb2, Rb3, Rc and Rd. with hydroxyl groups at the 3b, 12b, and 20 pro-S positions and a 3-hydroxy group converted to a β-D-glucopyranosyl-β-D-glucopyranoside dammarane. It is a protopanaxatriol-type ginsenoside [36].

Une étude in vitro a examiné l’effet protecteur du G Rg3 sur les chondrocytes d’arthrose humaine. So et al. [37] ont stimulé les chondrocytes avec l’il-1β, qui a montré une augmentation des niveaux de MMP-1, MMP-3 et MMP-13 et une diminution de l’expression de COL2A1 et ACAN. Dans les cellules traitées avec l’il-1β et le GRg3 ensemble, les concentrations de MMP-1 et de MMP-13 étaient plus faibles que dans les cellules traitées avec l’il-1 seul, et les concentrations d’expression de COL2A1 et ACAN sont retournées aux faibles valeurs observées lorsque les cellules ont été cultivées en présence d’il-1β seul. De plus, l’étude a révélé que la stimulation de l’il-1β des chondrocytes seule conduit à une augmentation des cellules positives de la β-galactosidase (SA-β-Gal) associées à la sénéscèse, tandis que la co-culture de l’il-1β et de la GRg3 inhibe significativement l’expression de ce marqueur du vieillissement. De plus, les chondrocytes cultivés avec le GRg3 ont montré une prolifération et une activité de télomérase significativement plus élevées que les cellules témoins. Les études ci-dessus montrent que GRg3 peut protéger les cellules contre les effets de la sénescence des cellules du cartilage dans l’arthrose.

GRg3 peut également exercer un effet sur l’ap en régulant les mécanismes anti-apoptotiques et anti-inflammatoires à médiation sirt1. Ma et al. [38] ont utilisé le facteur de nécrose tumorale (TNF)-α pour stimuler les chondrocytes humains TC28a2 pour induire des dommages aux chondrocytes, ont trouvé que GRg3 a inversé la suppression de l’expression SIRT1 par le TNF-α et a également activé la voie SIRT1/PGC-1a/SIRT3 pour inhibe l’acétylation induite par le TNF-α de la cyclophiline D acétylée (CypD). Cela a entraîné un dysfonctionnement mitochondrial et une réduction de l’accumulation d’espèces réactives d’oxygène (ROS), améliorant ainsi l’apoptose induite par le TNF. En outre, il a été constaté que GRg3 inverse l’activation de SIRT1/PGC-1a/SIRT3, agit comme intermédiaire de l’inhibition de p38 MAPK, et donc régit la translocation NF-KB dans les cellules traitées par TNF-α. En résumé, sous stimulation du TNF-α, le GRg3 peut réduire la production d’il-8 et de MMP-9 chez les chondrocytes par la voie de signalisation SIRT1/PGC-1a/SIRT3/p38 MAPK/NF-KB, atteignant ainsi le but du traitement de l’arthrose.

3.4 Ginsenoside Ro

Ginsenoside Ro (G Ro) is a type De ginsenosidewith a triterpene structure. Some studies have shown that G Ro exerts an anti-inflammatory effect by directly inhibiting the TLR4 signaling pathway, indicating that G Ro can be used as a natural therapeutic compound for inflammation-related diseases [39].

Zhang et al. [40] ont d’abord rapporté que le G Ro peut inhiber le taux d’apoptose des chondrocytes de rat induits par l’il-1β et favoriser l’expression des protéines de l’apoptose. Il peut également inhiber l’expression de facteurs inflammatoires tels que COX-2, MMP-3 et MMP-9 pour exercer un effet anti-inflammatoire. En outre, il a été constaté que le GRo inhibait l’activation du phospho p65 NF-KB stimulé par l’il-1β chez les chondrocytes, ce qui indique que GRo inhibait l’apoptose et l’inflammation induites par l’il-1β en inhibant le NF-KB.

3.5 autres monomères de ginsénoside

À l’heure actuelle, il existe relativement peu d’études sur le traitement de l’arthrose par d’autres ginsénosides. Cependant, des études ont montré que les ginsénosides, y compris Rb2, Rh, Rc, Rd et Rf, peuvent inhiber l’expression des MMP pour exercer des effets anti-inflammatoires, et ont le potentiel de devenir un médicament potentiel pour le traitement de l’ap. Toutefois, d’autres recherches sont nécessaires pour étudier les cibles impliquées dans le mécanisme d’action [41]. Lee et al. [42] ont constaté que plusieurs ginsénosides, y compris les ginsénosides Rd, Rf et F4, y compris plusieurs saponines, peuvent inhiber l’expression du MMP-13 chez les chondrocytes traités par l’il-1p à des concentrations non cytotoxiques (1-50 M). Les inhibiteurs les plus importants sont les ginsénosides F4 et Rg3. D’autres études ont montré que GF4 peut fortement inhiber l’activation de la protéine kinase activée par mitogène p38, inhibant ainsi l’activité de MMP-13 [43].

De plus, des études ont montré que GRb2 et GRg5 peuvent inhiber l’apoptose et les lésions de la matrice chez les chondrocytes articulaires du rat OA, ainsi qu’inhiber l’il-1β et le TNF-α, ralentissant ainsi la progression ou la gravité de l’arthrite et empêchant les lésions du cartilage articulaire [44,45]. Zhang et al. [45] ont préparé un modèle de rat d’arthrose en transectant le ligament et en enlevant le ménisque moyen, puis ont administré différentes doses de GRg5 pour observer l’effet. Il a été constaté que 15 mg de Rg5 peut prévenir significativement la dégénérescence du cartilage et prévenir l’effondrement synovial dans le modèle d’arthrose chez le rat. Le traitement des rats avec GRg5 a augmenté les niveaux d’expression de Col2A1, ACAN et collagène de type II, et a réduit les niveaux de MMP-13, IL-1P, TNF-a, NO et iNOS, prouvant que GRg5 peut prévenir la dégradation du cartilage, inhiber l’inflammation synoviale chez les rats d’arthrose, et induire l’apoptose des chondrocytes, et peut donc être utilisé dans le traitement de l’arthrose.

Des études ont révélé queGinsenoside cPeut favoriser la différenciation des ostéoblastes et la minéralisation matricielle en activant la voie Wnt classique de p-caténine et Runx2, et augmenter l’expression des marqueurs osseux pour augmenter la formation osseuse [43].

3.6 traitement synergique avec de multiples ginsénosides

The combined use of various ginsenosides to treat OA is also one of the current research directions. Some scholars have prepared a compound ginsenoside composed of ginsenoside Rd and ginsenoside Re as the active ingredients and used it as a drug for the treatment of OA [46]. Siddiqi et al. [47] isolated the Rg5:Rk1 mixture from fresh ginseng roots by repeated steaming and drying, studied its effect on the growth and differentiation of mouse MC3T3-E1 cells. It was found that Rg5:Rk1 stimulated MC3T3-E1 cell growth in a dose-dependent manner, up-regulated collagen synthesis, and had a proliferative and synthetic effect on the development of bone matrix. It also induced the differentiation and mineralization of MC3T3-E1 cells in vitro. while the effect of Rg5:Rk1 on MC3T3-E1 cell growth and differentiation is closely related to the expression of the BMP-2/Runx2 signaling pathway. Rg5:Rk1 may be useful in stimulating osteoblast differentiation and proper bone formation, and may become a potential drug for the treatment of OA.

In addition, studies have shown that traditional Chinese medicine compounds containing various ginsenosides also have certain prospects for the treatment of OA. Qinqi Rheu-matism Formula (QRF) is a clinical experience formula for the treatment of rheumatoid arthritis. It is composed of Radix Pseudostellariae (Kouziqi), Radix Gentianae Macrophyllae (Qinqiao) and Fructus Corni (Shanzhuyu). Su Jie et al. [48] speculated that it also has a certain curative effect on OA. Using network pharmacology methods and based on a systematic network database, a network of QRF targets for OA intervention was established. The active ingredients and mechanism of action of QRF in OA were predicted and analyzed, and it was concluded that QRF may act on targets such as IL-6, TNF and IL-1β through active ingredients such as G Re, G Rb1, GRg1 and GRd, regulating IL-17 signal pathways, TNF signaling pathway, Th 17 differentiation, Toll-like receptor signaling pathway, and osteoclast differentiation signaling pathway, etc. to achieve intervention in OA, providing a reference for clinical research on QRF intervention in OA. Huoxue Zhuyu Capsule is a traditional Chinese medicine formula composed of Angelica sinensis, Panax notoginseng, Boswellia serrata, borneol, Rhizoma Corydalis and Astragalus membranaceus in a ratio of 20:10:4:4:6:1. The main active ingredients are G Rg1 and G Rb1, etc. [2]. Jua et al. [2] found that Huoxue Zhuyu Capsule can improve the development of OA in a rat OA model induced by MIA.

4 résumé et perspectives

Le Ginseng, en tant que médecine traditionnelle chinoise, a de larges perspectives d’application clinique. Les recherches sur les effets pharmacologiques des ginsénosides ont porté principalement sur les activités anticancéreuses, antioxydantes et immunostimulantes. Cependant, de nombreuses études ont fourni des preuves que les ginsénosides peuvent prévenir et traiter diverses maladies inflammatoires, y compris l’arthrose, par des effets anti-inflammatoires.

OA, as a disease that mostly affects the elderly, has attracted increasing attention from researchers. Current studies have found that ginsenosides can exert therapeutic effects on OA through multiple pathways. Ginsenosides can regulate the expression ratio of the key factors Bax/Bcl-2 in chondrocyte apoptosis, inhibit chondrocyte apoptosis, or promote chondrocyte proliferation to protect chondrocytes. However, the related regulatory signal pathways are not yet clear and require further research. Secondly, ginsenosides can inhibit the expression of inflammatory signal factors in OA cells through signal pathways such as NF-KB, Notch and p38 MAPK, thereby exerting an anti-inflammatory effect. In addition, ginsenosides can inhibit chondrocyte senescence, thereby preventing the progression of OA cartilage damage. In addition to its anti-inflammatory effect, ginsenosides also have a certain degree of antioxidant stress [49]. Antioxidant stress is also a viable method for treating OA [50], but there have been few studies on whether ginsenosides have an effect on OA in terms of antioxidant stress, and its specific mechanism still needs further research.

En résumé, avec l’approfondissement de la recherche sur les ginsénosides, les ginsénosides et leurs métabolites et dérivés peuvent être utilisés comme médicaments efficaces pour la prévention et le traitement de l’ap. Des recherches supplémentaires sont nécessaires sur leurs mécanismes thérapeutiques pour aider à développer des médicaments de traitement de l’arthrose et l’application clinique des ginsénosides.

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