網絡藥理學,分子對接,ROC分析和熱位移整個2區(qū)！桑葚提取物抗骨質疏松潛力獲實證雙重調控骨形成與骨流失！

【寫在前面】：本期推薦的是由青島大學等研究團隊合作近期發(fā)表于Journal of Ethnopharmacology(IF5.4）的一篇文章，揭示桑葚多酚提取物（ABRU）通過 PPARG/SOST 信號軸雙向調控骨代謝，既能促進成骨細胞分化、增強骨形成，又能抑制破骨細胞功能、減輕骨流失，且口服安全有效，為骨質疏松等骨代謝疾病提供了天然療法新候選。

【期刊簡介】

【題目及作者信息】

Mulberry polyphenols (ABRU) promote bone formation and alleviate bone loss via dual regulation of bone metabolism

背景

桑樹（學名：Morus alba L.）在傳統(tǒng)中醫(yī)藥中應用歷史悠久。古典醫(yī)籍《本草綱目》記載，桑樹具有 “強筋骨” 的功效。這一傳統(tǒng)適應癥提示其在骨骼健康方面具有潛在作用，但其科學藥理基礎尚未完全闡明。本研究首次通過實驗證實，一種標準化的桑樹多酚提取物（ABRU）可雙向調節(jié)骨代謝，同時促進骨形成并抑制骨丟失。該研究不僅用現(xiàn)代分子和功能學證據(jù)驗證了流傳數(shù)百年的民族藥理學主張，還證實桑樹多酚是開發(fā)天然產物基骨代謝疾病（如骨質疏松癥）治療藥物的潛在候選物。

目的

本研究旨在探討桑樹多酚（ABRU）對骨代謝的雙重調節(jié)作用及其分子機制。

方法

采用 MC3T3 成骨前體細胞和骨髓來源巨噬細胞（BMDMs），評估不同桑樹提取物對成骨細胞礦化和成骨細胞生成的影響；通過液相色譜 - 質譜聯(lián)用技術（LC-MS）分析活性提取物的化學成分；運用網絡藥理學、分子對接、ROC 分析和熱位移實驗鑒定 ABRU 的分子靶點；通過裸鼠皮下成骨實驗和 D - 半乳糖誘導的小鼠骨丟失模型，在體內進一步評估 ABRU 對骨代謝的雙重調節(jié)作用。

結果

體外實驗表明，桑樹多酚（ABRU）顯著促進成骨細胞增殖與分化：24 小時后成骨細胞增殖翻倍，14 天后礦化作用（茜素紅染色檢測）和堿性磷酸酶活性均提升 2 倍；同時，ABRU 可抑制破骨細胞功能，6 天內抑制率達 50%，體現(xiàn)出 “促進骨形成、抑制骨吸收” 的骨代謝雙重調節(jié)效應。通過 PPARG 基因敲低實驗發(fā)現(xiàn)，沉默 PPARG 可降低 SOST 基因表達，上調成骨標志物 ALP、OCN、RUNX2 的表達，且 PPARG 抑制可激活 Wnt 信號通路（表現(xiàn)為 LRP5/TCF 表達增加及 β- 連環(huán)蛋白核積累增強）。體內實驗中，口服 ABRU 以劑量依賴性方式使裸鼠皮下成骨量增加 2-4 倍；在 D - 半乳糖誘導的衰老相關骨丟失模型中，補充 ABRU 可使骨密度提升約 20%，骨小梁面積增加 24.5%，破骨細胞數(shù)量減少 58.4%。機制層面，ABRU 中的核心多酚成分可抑制 PPARG 表達，進而下調硬化蛋白（SOST）活性，該分子通路是其實現(xiàn)骨代謝雙重調節(jié)的關鍵。

結論

本研究首次通過體內外實驗證實，桑樹多酚（ABRU）可促進骨形成并改善年齡相關骨丟失，同時闡明其通過 PPARG/SOST 信號軸對成骨細胞分化和破骨細胞功能發(fā)揮雙重調節(jié)作用。

【前言】

骨代謝穩(wěn)態(tài)對維持骨骼健康至關重要，其依賴成骨細胞介導的骨形成與破骨細胞驅動的骨吸收之間的精細調控，該平衡被打破會引發(fā)骨質疏松等骨相關疾病；當前臨床治療骨代謝失衡的藥物多存在單向作用、副作用明顯或患者依從性差等局限，具備雙重調節(jié)作用的硬化蛋白抑制劑雖受關注但也存在應用限制，因此亟需安全、口服有效的雙重調節(jié)劑或功能性食品；傳統(tǒng)中醫(yī)藥在恢復生理平衡和安全性方面具有獨特優(yōu)勢，桑樹作為藥食同源植物，在傳統(tǒng)中被記載有“強筋骨”功效，但相關現(xiàn)代科學證據(jù)和分子機制尚不明確，基于前期發(fā)現(xiàn)桑樹多酚提取物（ABRU）具有促進成骨細胞分化的潛力，本研究旨在探究ABRU是否通過促進成骨細胞分化、抑制破骨細胞功能對骨代謝發(fā)揮雙重調節(jié)作用，評估其體內效果并揭示潛在分子機制，為骨骼健康營養(yǎng)管理提供創(chuàng)新干預策略，同時為藥食同源物質的“平衡調節(jié)”價值提供系統(tǒng)實驗證據(jù)，推動其從傳統(tǒng)經驗性消費向現(xiàn)代研究驅動型營養(yǎng)食品轉變。

【結果部分】

1.ABRU 在 0.4-6250 μg/mL 濃度下對 MC3T3 細胞無細胞毒性，2 μg/mL 和 10 μg/mL 濃度在 12-24 h 可顯著促進細胞增殖，48 h 無明顯差異

2.0.4-10 μg/mL ABRU 處理 MC3T3 細胞 14 天后，可劑量依賴性提升 ALP 活性和礦化水平，其中 10 μg/mL 濃度效果最顯著

3. 不同濃度 ABRU 可上調 MC3T3 細胞中 Runx2、Alp 等成骨相關基因和蛋白表達，10 μg/mL ABRU 對 Runx2 的促進作用經免疫熒光驗證

4.2 μg/mL 和 10 μg/mL ABRU 可通過降低 TRAP 染色陽性細胞數(shù)及下調 Ctsk、Rankl 等基因表達，抑制 BMDM 細胞向破骨細胞分化

5.網絡藥理學分析發(fā)現(xiàn) ABRU 與骨質疏松存在 35 個共同靶點，核心涉及 PI3K-Akt、Wnt 等通路，PPARG 等 6 個基因對骨質疏松具有診斷價值

6.ABRU 中的多酚成分可與 PPARG 結合，增強其穩(wěn)定性并抑制其表達，進而下調 SOST 活性

7.沉默 PPARG 可模擬 ABRU 的成骨效應，下調 SOST 并上調成骨標志物表達，同時激活 Wnt/β-catenin 信號通路

8.口服 2-8 mg ABRU 可劑量依賴性增加裸鼠皮下骨組織體積，并降低骨組織中 SOST 的表達

9.在 D - 半乳糖誘導的骨丟失小鼠模型中，口服 2-8 mg ABRU 可劑量依賴性提升骨密度、增加骨小梁面積并減少破骨細胞數(shù)量，同時降低 SOST 表達

【結論與討論】

桑樹作為藥食同源植物，在傳統(tǒng)中醫(yī)藥中具有“強筋骨”的記載，現(xiàn)代研究也證實其具有多種生物活性，但此前缺乏其對骨代謝影響及相關分子機制的研究；當前臨床治療骨代謝失衡的藥物多存在單向作用、副作用或依從性差等局限，亟需安全有效的雙重調節(jié)劑，而桑樹多酚提取物（ABRU）經體內外實驗證實，可通過雙重調節(jié)骨代謝促進骨形成并緩解骨丟失，具體表現(xiàn)為體外能顯著增強MC3T3成骨細胞增殖、分化及礦化，抑制BMDM破骨細胞分化，體內口服可劑量依賴性增加裸鼠皮下骨組織體積，改善D-半乳糖誘導的小鼠骨丟失，提升骨密度、增加骨小梁面積并減少破骨細胞數(shù)量；ABRU的核心多酚成分包括8-異戊烯基柚皮素、矢車菊素-3-O-葡萄糖苷氯化物等，其作用機制與PPARG/SOST信號軸相關，通過抑制PPARG表達下調SOST活性，進而激活Wnt/β-catenin信號通路，上調成骨標志物表達；網絡藥理學分析發(fā)現(xiàn)ABRU與骨質疏松存在35個共同靶點，核心涉及PI3K-Akt、Wnt等通路，PPARG等基因對骨質疏松具有一定診斷價值；ABRU安全性良好，高劑量下無細胞毒性，動物實驗也驗證了其口服安全性，且實驗劑量設計參考人體等效劑量，為臨床轉化提供了基礎；不過本研究僅聚焦兩種代表性多酚成分，PPARG調控SOST的精確轉錄結合位點及輔因子相互作用仍需進一步通過染色質免疫沉淀等研究明確，未來還需結合更多骨相關疾病動物模型驗證其治療潛力，總體而言，ABRU為開發(fā)骨代謝相關疾病的天然產物基藥物和健康產品提供了新方向，也為藥食同源物質的“平衡調節(jié)”價值提供了系統(tǒng)科學證據(jù)。

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