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左归丸通过调节肠道菌群改善骨质疏松小鼠模型的骨微结构:揭示“肠-骨轴”新机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年02月10日 来源:Journal of Orthopaedic Surgery and Research 2.8
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本研究针对传统中药治疗骨质疏松机制不明的科学问题,由成都中医药大学团队开展左归丸(ZGW)调节肠道菌群(GM)改善卵巢切除(OVX)小鼠骨质疏松的研究。通过Micro-CT、16S rRNA测序等技术证实ZGW可逆转骨微结构损伤,调节Firmicutes/Bacteroidetes比值,发现Lachnospiraceae NK4A136等关键菌群与骨代谢指标相关。该研究为中药通过"肠-骨轴"治疗骨质疏松提供新证据,发表于《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》。
骨质疏松症作为全球性健康难题,尤其困扰着绝经后女性群体。这种以骨量减少和骨微结构退化为特征的疾病,不仅导致骨折风险显著增加,更给患者生活质量和医疗系统带来沉重负担。尽管现有药物如双膦酸盐等能部分缓解症状,但其消化道副作用和高昂费用限制了临床应用。传统中药复方因其多靶点调节特性展现出独特优势,其中源自明代《景岳全书》的左归丸(ZGW)在临床实践中显示出良好的抗骨质疏松效果,但其具体机制始终未能阐明。
近年来,"肠-骨轴"(Gut-Bone Axis)理论的提出为理解骨代谢调控开辟了新视角。肠道微生物通过营养吸收、免疫调节和代谢产物分泌等途径影响骨骼健康,这与中医"脾肾相关"理论不谋而合。但中药如何通过调节肠道菌群改善骨质疏松,仍是亟待解决的科学问题。成都中医药大学的研究团队针对这一关键问题,在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》发表了创新性研究成果。
研究采用21只SPF级C57BL/6J雌性小鼠,通过卵巢切除术建立骨质疏松模型,分为假手术组(Sham)、模型组(OVX)和ZGW干预组(剂量1.4 g/kg)。关键技术包括:Micro-CT定量分析骨微结构参数(BV/TV、Tb.Th、Tb.Sp);16S rRNA高通量测序解析肠道菌群组成;血清生化指标(钙、磷、BALP等)检测评估骨代谢;组织病理学验证骨形态改变。通过LEfSe、Mfuzz聚类等生物信息学方法挖掘关键菌群特征。
研究结果部分,Micro-CT与组织学分析显示:OVX组较Sham组骨小梁体积分数(BV/TV)降低27.3%,分离度(Tb.Sp)增加1.8倍(p<0.01),而ZGW干预显著改善这些参数。肠道菌群α多样性分析发现,OVX组Chao1指数较Sham组升高15.2%,ZGW使其回落至正常水平。在门水平上,ZGW使Firmicutes/Bacteroidetes比值从OVX组的2.1降至1.3(p<0.05)。关键菌群分析表明,ZGW显著提升Lachnospiraceae NK4A136相对丰度达3.7倍,该菌与血清骨特异性碱性磷酸酶(BALP)呈正相关(r=0.62)。功能预测显示ZGW调控"ABC转运蛋白"、"氧化磷酸化"等KEGG通路。
讨论部分深入阐释了三个重要发现:首先,ZGW通过调节Firmicutes/Bacteroidetes平衡影响短链脂肪酸(SCFAs)产生,这与其网络药理学预测的PI3K/AKT通路激活相吻合。其次,Lachnospiraceae NK4A136作为SCFAs主要生产者,其丰度变化与孟德尔随机化研究结果一致,提示可能是ZGW作用的关键介质。最后,菌群功能重编程可能通过降低脂多糖生物合成等途径减轻骨炎症反应。
该研究创新性地证实了传统中药ZGW通过多维度调控肠道菌群改善骨质疏松的新机制:在结构层面重塑骨小梁三维架构;在菌群层面优化F/B比值和特定菌种丰度;在功能层面调节微生物代谢通路。这些发现不仅为"肠-骨轴"理论提供了实验依据,也为开发基于菌群调控的骨质疏松治疗策略开辟了新途径。未来研究可结合代谢组学深入解析SCFAs等菌群代谢产物的介导作用,推动中药现代化研究走向精准医疗新时代。
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