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Niloticin inhibits osteoclastogenesis by blocking RANKL–RANK interaction and suppressing the AKT, MAPK, and NF-κB signaling pathways - 20/04/22

Doi : 10.1016/j.biopha.2022.112902 
Huanhuan Xu a, b, 1, Yuankan Jia a, c, 1, Jin Li a, b, 1, Xueqin Huang a, c, Li Jiang a, c, Ting Xiang a, c, Yuanhao Xie a, b, Xiaomei Yang a, b, Titi Liu a, b, , Zemin Xiang a, b, d, , Jun Sheng a, d,
a Key Laboratory of Pu-er Tea Science, Ministry of Education, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China 
b College of Science, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China 
c College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China 
d State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Bio-Resources in Yunnan, Kunming 650201, China 

Correspondence to: Key Laboratory of Pu-er Tea Science, Ministry of Education, Yunnan Agricultural University, No. 452, Fengyuan Road, Panlong District, Kunming, 650201, China.Key Laboratory of Pu-er Tea Science, Ministry of Education, Yunnan Agricultural UniversityNo. 452, Fengyuan Road, Panlong DistrictKunming650201China

Abstract

Dysregulation of osteoclasts or excessive osteoclastogenesis significantly –contributes to the occurrence and development of osteolytic diseases, including osteoporosis, inflammatory bone erosion, and tumor-induced osteolysis. The protein-protein interaction between the receptor activator of nuclear factor (NF)-κB (RANK) and its ligand (RANKL) mediates the differentiation and activation of osteoclasts, making it a key therapeutic target for osteoclastogenesis inhibition. However, very few natural compounds exerting anti-osteoclastogenesis activity by inhibiting the RANKL-RANK interaction have been found. Niloticin is a natural tetracyclic triterpenoid compound with anti-viral, antioxidative, and mosquitocidal activities. However, its role in osteoclastogenesis remains unknown. The present study found that niloticin directly binds to RANK with an equilibrium dissociation constant of 5.8 μM, blocking RANKL-RANK interaction, thereby inhibiting RANKL-induced AKT, MAPK (p38, JNK, and ERK1/2), and NF-κB (IKKα/β, IκBα, and p65) pathways activation, and reducing the expression of key osteoclast differentiation-related regulatory factors (NFATc1, c-Fos, TRAP, c-Src, β3-Integrin, and cathepsin K) in osteoclast precursors, ultimately negatively regulating osteoclastogenesis. These findings suggest that niloticin could serve as a novel osteoclastogenesis inhibitor and might have beneficial effects on bone health.

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Graphical Abstract




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Highlights

Niloticin inhibits RANKL-induced osteoclastogenesis in RAW 264.7 cells.
Niloticin directly binds to RANK with high affinity and blocks RANKL-RANK interaction.
Niloticin inhibits the AKT, MAPK, and NF-κB pathways in RANKL-stimulated RAW 264.7 cells.
Niloticin suppresses RANKL-induced expression of osteoclast-specific proteins and genes during osteoclastogenesis.

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Keywords : Osteoclastogenesis, Niloticin, RANKL–RANK interaction, NF-κB, MAPK, AKT


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