天麻素通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进成骨分化的机制研究及其在骨质疏松治疗中的潜在应用

本研究针对骨质疏松治疗药物副作用大、疗效有限等问题，通过网络药理学、生物信息学与实验验证相结合的方法，揭示了传统中药天麻素通过上调β-catenin/Runx2表达、抑制GSK-3β活性激活Wnt/β-catenin通路，促进MC3T3-E1细胞成骨分化的新机制，为开发安全有效的抗骨质疏松药物提供了新策略。

　　

骨质疏松症作为一种以骨微结构破坏和骨量减少为特征的全身性骨骼疾病，已成为全球性健康难题。目前临床常用药物如双膦酸盐、特立帕肽等虽有一定疗效，但存在价格昂贵、副作用明显等局限性。传统中药因其多靶点作用和较低毒性备受关注，其中天麻素作为天麻的主要活性成分，已被证实具有抗氧化、抗凋亡等多种药理活性，但其在骨代谢中的作用机制尚不明确。

合肥综合性国家科学中心健康与医学研究院的研究团队在《Molecular and Cellular Probes》发表的研究中，创新性地采用网络药理学预测与实验验证相结合的策略。通过筛选ETCM、SwissTargetPrediction等5大数据库获得562个天麻素作用靶点，结合GeneCards/OMIM数据库的1436个成骨分化相关靶点，发现79个交集基因。实验选用小鼠颅骨来源的MC3T3-E1成骨前体细胞系，采用CCK-8法检测细胞活性，ALP活性测定和茜素红染色(ARS)评估成骨分化能力，结合RT-qPCR和Western blot分析关键基因/蛋白表达，并运用DKK-1抑制剂进行通路验证。

研究结果部分显示：在机制预测方面，PPI网络分析和KEGG富集发现Wnt/β-catenin通路显著富集，GSK3B被鉴定为关键节点基因。实验验证表明，10 μM天麻素处理组ALP活性提升最显著（较对照组增加约2倍），ARS染色显示矿化结节面积扩大3.5倍，且无细胞毒性。分子机制上，天麻素显著上调β-catenin（mRNA表达增加2.8倍）、Runx2（蛋白水平提高2.1倍）和LRP5表达，同时抑制GSK-3β表达（降低65%）。当加入Wnt通路抑制剂DKK-1后，β-catenin核转移被阻断，ALP活性和矿化能力分别下降42%和38%，但仍高于对照组，提示存在其他协同通路。

讨论部分指出，该研究首次阐明天麻素通过"GSK-3β/β-catenin/Runx2"轴激活经典Wnt通路促进成骨分化的分子机制。相较于现有抗骨质疏松药物，天麻素具有天然来源、多靶点调控和安全性高等优势。尽管在体实验和临床转化仍需深入，但该发现为开发新型抗骨质疏松中药制剂提供了理论依据，同时展现了网络药理学在中药现代化研究中的重要作用。研究人员建议未来可结合动物模型进一步验证其对骨密度的影响，并探索与其他通路（如BMP/Smad）的交叉作用。