黄精多糖通过代谢重编程改善斑马鱼糖尿病骨质疏松症的机制研究

本研究针对糖尿病骨质疏松症(DOP)这一严重并发症，通过斑马鱼模型首次揭示黄精多糖(PSP)通过调控花生四烯酸代谢、PPAR信号通路和炎症因子TNF-α/IL-1β等关键通路，显著降低血糖并促进尾鳍再生，为天然多糖治疗代谢性骨病提供了新靶点和理论依据。

　　

糖尿病已成为21世纪最严峻的公共卫生挑战之一，全球糖尿病患者数量预计将在2045年达到7.83亿。其中，糖尿病骨质疏松症(Diabetic Osteoporosis, DOP)作为常见并发症，表现为骨量减少和骨折风险增加，严重影响患者生活质量。长期高血糖会扰乱钙磷代谢、导致骨骼缺氧和神经病变，但目前针对DOP的治疗仍缺乏特异性手段。

安徽科学技术研究院的研究团队在《BMC Complementary Medicine and Therapies》发表创新性研究，首次系统阐明了黄精多糖(Polygonatum sibiricum polysaccharide, PSP)通过多靶点调控改善DOP的作用机制。这项研究不仅揭示了PSP降低血糖、促进骨再生的双重功效，更通过代谢组学发现了其关键作用靶点，为开发抗DOP功能性食品提供了科学依据。

研究采用斑马鱼糖尿病模型，通过腹腔注射链脲佐菌素(STZ)建立高血糖状态，随后进行尾鳍截肢实验模拟骨质疏松。主要技术包括：1) 药理实验评估PSP对血糖和尾鳍再生的影响；2) UPLC-Q-TOF/MS非靶向代谢组学分析；3) qPCR检测炎症因子表达。

PSP显著改善糖代谢和骨再生

研究发现300 μg/mL PSP处理6天使斑马鱼血糖降低37.5%，同时促进尾鳍再生长度增加2.1倍（图3B，4B）。代谢组学揭示PSP通过调控L-天冬氨酸(L-aspartic acid)、胆碱(choline)和丙酰肉碱(propionylcarnitine)等关键代谢物，逆转糖尿病引起的代谢紊乱。

代谢通路网络解析

KEGG分析显示PSP主要影响：① 花生四烯酸代谢(arachidonic acid metabolism)中8-HETE等代谢物；② PPAR信号通路中脂肪酸氧化相关分子；③ 鞘脂信号通路(sphingolipid signaling pathway)（图7C）。特别值得注意的是，PSP特异性调控α-亚麻酸代谢(alpha-Linolenic acid metabolism)和铁死亡(ferroptosis)通路，这两条通路在骨细胞程序性死亡中起关键作用。

炎症调控机制

PSP显著抑制促炎因子TNF-α和IL-1β的表达（图8），其下调幅度分别达54%和62%，证实其通过抗炎作用改善骨微环境。这与代谢组发现的类固醇激素生物合成(steroid hormone biosynthesis)通路激活相呼应，提示PSP可能通过糖皮质激素受体调控骨代谢。

这项研究首次系统揭示了PSP通过"代谢-炎症"双轴调控改善DOP的机制：一方面通过PPAR信号通路和氨基酸代谢调控糖脂代谢，另一方面通过抑制TNF-α/IL-1β减轻炎症性骨破坏。发现的胆碱代谢失衡与丙酰肉碱水平变化为DOP诊断提供了潜在生物标志物。从转化医学角度看，研究不仅证实了药食同源植物黄精的药用价值，更为开发抗DOP功能性食品提供了明确靶点——特别是α-亚麻酸代谢和铁死亡通路，这两个新靶点的发现为后续药物设计开辟了新方向。

研究也存在一定局限性，如未阐明PSP具体结构-活性关系，且斑马鱼模型与人类骨代谢存在差异。未来研究可结合肠道菌群调控和临床样本验证，进一步推动PSP的临床应用。总体而言，该研究为代谢性骨病的营养干预提供了重要理论支撑，彰显了传统中药现代化研究的巨大潜力。

（注：文中所有数据均来自原文图3-8及附表，专业术语首次出现时均按原文格式标注英文缩写，如TNF-α(Tumor Necrosis Factor-alpha)、IL-1β(Interleukin-1 beta)等）