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伞形科植物缺刻叶茴芹中新型三萜皂苷CP-1通过激活P38/JNK MAPK通路促进成骨分化缓解绝经后骨质疏松症
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月28日 来源:Phytomedicine 6.7
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本研究针对绝经后骨质疏松症(PMOP)现有疗法无法有效促进骨形成的临床困境,从传统中药缺刻叶茴芹(Pimpinella candolleana)中分离鉴定出8种新型三萜皂苷,其中CP-1通过激活P38/JNK MAPK信号通路和调控OPG/RANKL代谢轴,显著促进成骨分化并改善OVX小鼠骨微结构,为开发促骨形成天然药物提供了候选分子。
骨质疏松症已成为全球公共卫生挑战,其中绝经后骨质疏松症(PMOP)因雌激素缺乏导致骨吸收过度而骨形成不足,现有抗骨吸收药物如双膦酸盐虽能抑制破骨细胞活性,却无法有效重建受损的骨微结构。这一治疗空白促使科学家将目光投向传统中药宝库,寻找能直接刺激成骨细胞分化的天然活性成分。
上海交通大学药学院的研究团队基于"肾主骨"的中医理论,对苗族药材缺刻叶茴芹(Pimpinella candolleana)展开系统研究。这种生长在中国西南山区的伞形科植物,民间长期用于治疗腰膝酸软等骨关节疾病,但其活性成分与作用机制始终未获科学阐释。研究团队通过构建卵巢切除(OVX)小鼠模型,首次证实该植物三萜皂苷提取物(PCTS)具有显著骨保护作用,进而分离获得8个结构新颖的齐墩果烷型皂苷(CP-1至CP-8)。
研究采用多组学整合分析策略,结合细胞热转移实验(CETSA)和免疫印迹等技术,发现活性最强的CP-1能特异性激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路中的P38和JNK亚型,上调骨保护素(OPG)表达并降低核因子κB受体活化因子配体(RANKL)水平,从而双重调控骨代谢平衡。在分子机制上,CP-1通过增强Runt相关转录因子2(Runx2)和骨钙素(OCN)等成骨标志物的表达,促进前成骨细胞MC3T3-E1的分化成熟;在动物层面,CP-1治疗8周即可显著改善OVX小鼠的骨小梁结构参数,其效果与临床常用药阿仑膦酸钠相当。
关键技术方法包括:建立OVX诱导的PMOP小鼠模型进行体内药效评价;采用硅胶柱层析和半制备HPLC从植物提取物中分离纯化活性成分;通过微计算机断层扫描(μ-CT)和骨组织形态计量学分析骨微结构;运用RNA-seq转录组学和TMT标记定量蛋白质组学揭示作用靶点;采用Western blot、免疫荧光和CETSA验证关键信号通路。
【Discovery of Triterpenoid Saponins from Pimpinella Candolleana as Promising Anti-Osteoporotic Agents】
研究发现PCTS可剂量依赖性提高OVX小鼠股骨骨密度(BMD),其中CP-1在100 nM浓度下即能显著增强碱性磷酸酶(ALP)活性和矿化结节形成,其促分化效果优于阳性对照地塞米松。
【Conclusion】
该研究不仅首次阐明缺刻叶茴芹抗PMOP的物质基础是齐墩果烷型三萜皂苷,更发现CP-1通过独特的多靶点作用机制——同时激活P38/JNK-MAPK成骨信号和调控OPG/RANKL代谢轴,克服了现有单靶点药物的局限性。
这项发表于《Phytomedicine》的研究具有三重意义:从传统医学角度验证了"肾主骨"理论的科学内涵;为开发兼具促骨形成和抗骨吸收双重功能的天然药物提供先导化合物;揭示的P38/JNK-OPG/RANKL协同作用机制为骨质疏松治疗开辟了新靶点策略。研究团队特别指出,CP-1在动物模型中展现的良好安全性,为其后续临床转化奠定了重要基础。
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