《Advanced Science》：Fuyuan Huoxue Decoction Promotes Lumbar Interbody Fusion in Rats: Role of Macrophage-Driven Inflammation and the TLR9/NF-κB Pathway
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延迟愈合与假关节仍是腰椎椎间融合（lumbar interbody fusion）的术后并发症。研究人员在大鼠极外侧椎间融合（extreme lateral interbody fusion, XLIF）模型中探究复元活血汤（Fuyuan Huoxue dec
延迟愈合与假关节仍是腰椎椎间融合（lumbar interbody fusion）的术后并发症。研究人员在大鼠极外侧椎间融合（extreme lateral interbody fusion, XLIF）模型中探究复元活血汤（Fuyuan Huoxue decoction, FY）的作用。FY可改善骨密度（bone mineral density, BMD）与小梁骨架构；于第4周降低炎性巨噬细胞浸润与核因子κB（nuclear factor kappa B, NF-κB）活化，并于第8周伴随骨性桥接改善。转录组与网络分析提示Toll样受体9（Toll-like receptor 9, TLR9）/NF-κB信号参与功能调控。FY含药血清可降低巨噬细胞炎症标志物与胞外双链DNA（double-stranded DNA, dsDNA），促进骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cell, BMSC）成骨分化，并减轻炎性巨噬细胞条件培养基所致损伤。DNase处理可削弱该培养基抑制作用；外源性dsDNA刺激则损害成骨并被TLR9拮抗剂缓解。BMSC中TLR9激动/拮抗实验及为期2周的体内激动剂干预均支持该通路参与。人骨不连单细胞数据显示髓系细胞中磷脂爬行酶1（phospholipid scramblase 1, PLSCR1）与白细胞介素-6（interleukin-6, IL-6）表达升高。上述结果支持FY兼具促成骨与抗炎作用，并将TLR9/NF-κB认定为融合修复中的候选通路。
研究背景方面，腰椎椎间融合的核心目标是建立相邻椎体间稳定、连续且具机械支撑的骨性桥接。尽管植骨材料、内固定与融合器不断改进，延迟愈合与假关节仍是限制术后疗效的主要障碍，可继发椎间盘间隙塌陷、融合器移位与持续性腰痛。现有促融合手段有限：特立帕肽（teriparatide, PTH）适用人群窄、需长期皮下注射且费用高；rhBMP-2等外源性成骨因子存在异位骨化、局部炎症与骨溶解风险。在骨免疫（osteoimmunology）框架下，持续术后炎症微环境并非骨形成的被动旁观者，而是由过度活化巨噬细胞驱动的上游抑制因素。既往研究多聚焦术后镇痛与软组织修复，FY能否通过调控“巨噬细胞至BMSC”的炎症信号改善成骨功能障碍尚不明确；且传统后外侧横突模型难以真实反映椎间隙内血供受限、终板界面与轴向负荷特征。因此，研究人员采用解剖与力学更贴近临床的XLIF模型，假说FY通过抑制过度巨噬细胞炎症、缓解BMSC内TLR9/NF-κB相关炎症应激，恢复其成骨分化与基质沉积，从而促进椎间融合。
主要关键技术方法方面，研究人员使用雄性SD大鼠建立L4–L5 XLIF模型，设XLIF对照组、低/高剂量FY组与PTH阳性组；通过含药血清药理制备FY含药血清。体外以RAW264.7与大鼠BMSC（rBMSC）构建巨噬细胞炎症与成骨损伤模型。多组学层面联合微计算机断层扫描（micro-CT）、组织学染色、UHPLC-MS/MS血清成分鉴定、网络药理学与分子对接、体内外转录组测序（RNA-seq）、公共人骨不连单细胞数据（GSE217792）再分析，并以TLR9激动剂ODN1826与拮抗剂ODN2088进行功能验证。
研究结果如下。
FY促进大鼠腰椎椎间融合并改善骨微结构与局部炎症微环境：micro-CT与组织学显示，FY剂量相关地提升融合区BMD、骨体积分数与小梁数量，降低小梁分离度；第4周炎性F4/80+iNOS+巨噬细胞浸润减少、p-p65活化受抑，第8周骨性桥接更完整，且胶原与OPN、RUNX2等成骨基质表达增强。
FY血清化学基础：UHPLC-MS/MS鉴定出血清吸收入血成分以萜类脂质、黄酮、脂肪酸等为主，筛选出12个入血单体，其中DHA、胆酸等具抗炎背景，并用于后续网络与对接。
多组学整合提示FY作用汇聚于炎症NF-κB与基质ECM–受体模块：体内融合区转录组下调S100a8、Lcn2等M1样基因，上调Arg1、Il10等修复基因；体外rBMSC转录组与网络药理学共同富集ECM–受体互作、 focal adhesion、TNF与NF-κB通路，并提名TLR9为功能候选；分子对接提示代表性成分可与TLR9及NF-κB p65形成潜在结合。
FY含药血清抑制巨噬细胞M1极化并减少胞外dsDNA：LPS诱导下，FY剂量依赖地下调Nos2、Cd86、Il6、Tnf及iNOS、TNF-α、IL-6，同时降低上清dsDNA。
FY直接促进BMSC成骨分化与矿化：非炎症诱导条件下，FY含药血清提升ALP活性、矿化结节形成及Collagen-I、RUNX2、OPN表达。
DNase与外源性dsDNA实验支持胞外DNA参与炎症成骨损伤：DNase削减LPS条件培养基抑制效应；外源dsDNA损害成骨并被ODN2088缓解，支持dsDNA–TLR9/NF-κB环节。
药理干预支持TLR9/NF-κB参与FY成骨保护：ODN1826抵消FY对NF-κB活化与基质的改善，ODN2088单独模拟FY保护效应。
体内TLR9激活削弱FY早期抗炎促成骨效应：2周XLIF模型中，ODN1826提升TLR9与p-p65、增加炎性巨噬细胞，并减弱FY对OPN、RUNX2、Collagen-I的促进作用。
人骨不连单细胞数据支持髓系炎症态改变：非愈合组髓系细胞PLSCR1与IL6升高，TLR9低于检测、NFKB1/RELA无显著差异，提示临床相关性但不直接证明该轴在人BMSC中激活。
8周耐受性：体重轨迹与心肝脾肺肾组织学未见明显异常，支持在测试条件下的可接受耐受性。
讨论与结论翻译部分，研究人员指出FY在XLIF模型中兼具“直接促成骨”与“重塑抗炎微环境”双重效应：一方面直接增强rBMSC成骨分化，另一方面通过预处理巨噬细胞降低M1炎症输出与胞外dsDNA，使条件培养基对成骨的抑制减弱。早期炎症指标改善先于后期结构修复，符合炎症持续抑制骨修复的骨免疫逻辑。TLR9激动/拮抗实验从体外到体内2周窗口支持TLR9/NF-κB为功能相关候选轴，PLSCR1仅作候选上游节点，直接结合与细胞间双向互作尚未确立。人骨不连数据提供髓系炎症态的临床呼应，但样本小且未干预FY，不构成疗效证明。结论为：复元活血汤可改善大鼠腰椎椎间融合质量，其机制涉及抑制过度巨噬细胞炎症、减少胞外dsDNA相关TLR9/NF-κB信号应激，从而恢复BMSC成骨功能；TLR9/NF-κB是融合修复中值得进一步验证的候选通路。该研究为围术期中药干预炎症–成骨偶联提供了临床前依据，发表于《Advanced Science》。
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