垂盆草水提取物通过激活Wnt/β-Catenin和Bmp2通路促进钙/维生素D缺乏小鼠的骨形成与线性生长

针对钙/维生素D缺乏导致的骨骼发育障碍问题，韩国东方医学研究院团队通过动物模型和细胞实验证实，垂盆草水提取物(SS-Ex)能显著改善骨小梁结构、提升骨密度，并通过调控Wnt3a/β-Catenin和Bmp2/Smad4信号通路促进成骨分化，为营养性骨病治疗提供新型天然候选药物。

　　

在儿童生长发育和骨骼健康领域，钙和维生素D的缺乏始终是困扰全球的公共卫生问题。这两种关键营养素的不足会导致佝偻病、骨质疏松等骨骼疾病，严重影响青少年身高发育和骨骼强度。虽然生长激素(rhGH)疗法已被临床应用，但其高昂费用和潜在副作用（如高血压、胰岛素抵抗）限制了使用范围。与此同时，传统药用植物因其安全性和可及性逐渐受到关注——这便引出了韩国东方医学研究院团队在《Biomedicine》发表的重要研究：他们发现东亚传统药用植物垂盆草(Sedum sarmentosum, S. sarmentosum)的水提取物(SS-Ex)可能成为解决这一难题的天然方案。

研究团队采用钙/维生素D缺乏饮食(CVDD)小鼠模型模拟营养缺乏状态，通过micro-CT、组织学分析和分子生物学技术系统评估了SS-Ex的作用。实验设计包含体内外双重验证：体内采用5周龄C57BL/6小鼠建立CVDD模型，设野生型对照、rhGH阳性对照及SS-Ex低高剂量组；体外选用MC3T3-E1前成骨细胞进行分化实验。关键技术包括三维骨微结构分析、生长板厚度测量、ELISA检测血清标志物、ALP活性测定、qRT-PCR和Western blot等。

3.1 色谱条件优化
通过HPLC定量分析确认SS-Ex含有hyperin、quercetin 3-glucuronide等4种活性成分，建立标准化质量控制方法。

3.2 SS-Ex改善CVDD小鼠骨结构
micro-CT显示SS-Ex(150mg/kg)使骨密度(BMD)提升36.2%，骨体积分数(BV/TV)增加17.2%，显著改善骨小梁数量(Tb.N)和厚度(Tb.Th)。值得注意的是，SS-Ex对骨小梁分离度(Tb.Sp)的改善效果与rhGH相当。

3.3 促进线性骨生长
组织学分析揭示SS-Ex使生长板高度增加65.7%(150mg/kg)和80.0%(450mg/kg)，效果接近rhGH组(89.3%)，表明其能有效刺激软骨细胞增殖。

3.4 调节骨代谢标志物
ELISA检测显示SS-Ex使血清骨钙素(Ocn)和I型胶原(Col1a1)恢复至正常水平，更引人注目的是，高剂量组血清钙浓度(0.880±0.10)甚至显著超过rhGH组(0.719±0.03)，同时升高降钙素水平，提示双重调节骨形成与钙稳态。

3.5 促进成骨分化
细胞实验证实SS-Ex(300μg/mL)使MC3T3-E1细胞的ALP活性提升103.8%，矿化结节增加67.0%。基因分析显示Runx2、Osx等成骨标志物表达显著上调。

3.6 激活关键信号通路
机制研究发现SS-Ex通过下调Wnt通路抑制因子Dkk1表达(降幅达42%)，激活Wnt3a/β-Catenin信号；同时上调Bmp2和Smad4蛋白表达，形成协同促骨生成作用。

这项研究首次阐明垂盆草提取物通过"钙补充+信号通路调控"双机制对抗营养缺乏性骨病。其价值体现在三方面：科学上，揭示传统草药多靶点作用机制；临床上，为rhGH疗法提供潜在替代方案；应用上，富含的天然钙(190mg/100g)和维生素C具有协同增效作用。研究团队特别指出，SS-Ex对生长板的促进作用提示其在儿童身高发育领域可能有独特价值，但需进一步开展成分分离和长期安全性评估。这些发现为开发基于天然产物的骨骼健康干预策略提供了重要理论依据。