Icariin 调节 Hippo/TAZ 信号通路，从而促进骨质疏松症中的成骨分化及骨重塑过程

《Biochemical and Biophysical Research Communications》：Icariin regulates the Hippo/TAZ signaling pathway to promote osteogenic differentiation and bone remodeling in osteoporosis

骨质疏松性骨缺损的修复机制及伊卡里因作用研究：体外实验表明伊卡里因（25-50 mg/L）通过抑制Hippo/TAZ通路磷酸化（p-MST1、p-TAZ↓，总TAZ↑）促进骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨分化与矿化。体内实验显示，伊卡里因治疗可改善卵巢切除（OVX）大鼠骨微结构（BMD↑，BV/TV↑，Tb.N↑），上调ALP、Runx2、OCN表达，同时抑制Hippo通路磷酸化水平。该研究首次系统阐明伊卡里因通过双重调控Hippo/TAZ信号轴（抑制磷酸化，稳定TAZ核转位）实现骨再生，为骨质疏松治疗提供新靶点。

　　在骨代谢紊乱引发的骨质疏松症（OP）中，骨骼结构的破坏和骨密度的下降对患者的健康和生活质量构成严重威胁。OP是一种常见的代谢性骨病，其特征是骨重塑失衡，导致骨吸收持续超过骨形成，从而引发骨质流失和骨折风险增加。目前，尽管已有多种药物用于治疗OP，如双膦酸盐、激素调节剂、降钙素及维生素D类似物等，但这些药物在临床应用中仍存在一定的局限性，包括副作用、耐药性及疗效不均等问题。因此，探索新的治疗靶点和药物具有重要的临床意义。

本研究聚焦于从中药植物*Epimedium*中提取的活性成分黄酮类化合物——淫羊藿苷（ICA），探讨其在骨质疏松症治疗中的作用机制。ICA在体外实验中已被证实具有促进成骨细胞分化和矿化的能力，但在骨质疏松相关骨缺损修复中的效果尚未得到充分验证。为了填补这一研究空白，本研究通过体外和体内实验相结合的方式，系统评估了ICA对骨髓间充质干细胞（BMSCs）和骨质疏松大鼠模型的治疗效果，并进一步揭示其作用机制。

在体外实验中，研究人员从大鼠中分离并培养BMSCs，并通过流式细胞术对其表面标志物进行鉴定。结果表明，这些细胞在体外培养条件下具有典型的间充质干细胞特征，为后续实验提供了可靠的细胞来源。随后，研究人员在成骨诱导条件下，将BMSCs暴露于不同浓度的ICA（0、12.5、25和50 mg/L），以评估其对成骨分化和矿化的影响。通过碱性磷酸酶（ALP）染色和茜素红染色，研究人员观察到ICA在25和50 mg/L浓度下显著增强了BMSCs的成骨分化和矿化能力。进一步的分子生物学分析显示，ICA在不改变MST1和TAZ基因表达水平的前提下，有效抑制了这两种蛋白的磷酸化，从而稳定了TAZ的总蛋白水平，并促进了下游成骨相关基因的表达。这一发现表明，ICA通过调节Hippo/TAZ信号通路，显著增强了BMSCs的成骨能力。

为了验证Hippo/TAZ信号通路在ICA促进成骨过程中的关键作用，研究人员设计了“挽救实验”（rescue experiment），使用Hippo信号通路的激活剂——溶血磷脂酸（LPA）进行干预。实验结果显示，单独使用LPA会显著抑制成骨相关基因（如ALP、Runx2和OCN）的表达，而ICA与LPA联合使用则能有效逆转ICA诱导的成骨效应，表明Hippo/TAZ信号通路的激活对ICA的成骨作用具有拮抗作用。这一发现进一步支持了ICA通过抑制Hippo信号通路来促进成骨分化的假设。

在体内实验方面，研究人员建立了骨质疏松大鼠模型，通过卵巢切除（OVX）模拟雌激素缺乏导致的骨代谢紊乱。实验分组包括假手术组（Sham）、模型组（Model）、ICA治疗组（ICA）和唑来膦酸（ZOL）治疗组。通过微CT扫描、组织学分析和骨组织中成骨标志物及Hippo/TAZ信号通路相关蛋白的检测，研究人员发现ICA能够显著改善OVX大鼠的骨密度（BMD）、骨体积/总体积比（BV/TV）和骨小梁数量（Tb.N），并减少骨髓脂肪细胞的积累。此外，ICA还能够降低骨组织中MST1和TAZ的磷酸化水平，同时提升TAZ的总蛋白表达，进一步证实了其对Hippo信号通路的抑制作用。

从分子机制的角度来看，Hippo信号通路在骨骼发育和再生过程中扮演着重要角色。该通路的核心激酶MST1/2和LATS1/2通过磷酸化YAP和TAZ，将其滞留于细胞质中并促进其降解，从而抑制成骨相关基因的转录。相反，当Hippo信号通路被抑制时，非磷酸化的YAP和TAZ可以进入细胞核，并与TEAD蛋白结合，激活与组织再生和干细胞维持相关的基因表达。在骨质疏松症的病理过程中，Hippo信号通路的异常激活往往与骨形成能力的下降相关，尤其是TAZ表达的下调会促进破骨细胞分化，增加骨吸收，进而加剧骨质疏松。因此，调控Hippo/TAZ信号通路成为治疗OP的一个潜在靶点。

ICA在体外和体内实验中均表现出对Hippo/TAZ信号通路的调节作用。在BMSCs中，ICA能够降低MST1和TAZ的磷酸化水平，增加TAZ的总蛋白表达，从而促进其核转位并增强成骨分化能力。在骨质疏松大鼠模型中，ICA同样通过抑制Hippo信号通路，提升了成骨标志物（如ALP、Runx2和OCN）的表达水平，改善了骨微结构，并有效缓解了骨质疏松引起的骨丢失。这些结果不仅揭示了ICA在促进成骨过程中的分子机制，还为其在临床中的应用提供了理论依据。

此外，ICA在体外和体内均展现出良好的成骨促进效果。在体外实验中，ICA在25和50 mg/L浓度下显著增强了BMSCs的成骨分化和矿化能力。而在体内实验中，ICA以50 mg/kg的剂量通过口服灌胃给药，显著改善了OVX大鼠的骨密度和骨小梁结构。这些数据表明，ICA在不同实验模型中均能够有效促进骨形成，并在一定程度上逆转骨质疏松带来的不良影响。值得注意的是，尽管之前关于ICA与BMSCs的研究多采用较低浓度（如0.1-10 μM），但本研究发现ICA在25 mg/L（约37 μM）浓度下对BMSCs的成骨促进作用最为显著，这可能与细胞来源、培养条件、诱导时间及检测指标的不同有关。不同研究中BMSCs的敏感性和成骨分化的多阶段特性也可能导致观察到的浓度差异。

ICA的治疗效果不仅体现在成骨分化和矿化方面，还与它对骨代谢的双向调节作用密切相关。一方面，ICA能够促进成骨细胞的增殖和分化，增强其矿化能力；另一方面，ICA还能抑制破骨细胞的活性，减少骨吸收，从而在整体上改善骨质量。这种双重作用机制为ICA在治疗OP中的应用提供了更为全面的理论支持。同时，ICA在促进成骨分化的同时，还能通过增强TAZ的稳定性，提升其在细胞核中的积累，从而激活与成骨相关的基因表达。这一机制与多种已知的成骨促进剂（如甲状旁腺激素）相似，后者通过稳定YAP来增强成骨分化。此外，ICA在人类牙周韧带干细胞和脂肪来源的干细胞中也被报道能够通过Hippo-YAP/TAZ通路调控成骨与成脂分化的平衡，这进一步表明ICA在多种干细胞系统中均具有促进成骨的潜力。

从临床转化的角度来看，ICA作为一种天然药物，具有良好的安全性和生物活性。然而，为了推动其在临床中的应用，未来的研究应进一步关注ICA的药代动力学特性，优化其药物配方，以提高其生物利用度。此外，探索ICA与其他抗吸收药物的联合治疗策略，可能有助于增强治疗效果并减少单一药物的副作用。同时，基于Hippo/TAZ信号通路的活性差异，对患者进行个体化治疗分层，有助于提高治疗的针对性和有效性。

综上所述，ICA通过抑制Hippo信号通路的活性，降低MST1和TAZ的磷酸化水平，稳定TAZ的总蛋白表达，从而促进BMSCs的成骨分化和矿化能力，并在骨质疏松大鼠模型中显著改善骨密度和骨小梁结构。这些发现不仅为ICA在治疗骨质疏松症中的应用提供了新的理论基础，也为开发基于Hippo/TAZ信号通路的新型骨代谢调节药物提供了重要的参考。未来的研究应进一步探讨ICA在不同骨代谢疾病中的应用潜力，并结合临床研究，推动其在实际治疗中的转化。