医学界振奋！浙中医大联合团队首次揭示：升麻与黑升麻靶向CB2R/ERα通路，破解绝经后骨质疏松防治难题
2026年2月21日
绝经后骨质疏松症（PMOP）是女性卵巢功能衰退、雌激素合成减少引发的全身性骨骼疾病，以骨量流失、骨微结构破坏为核心特征，严重威胁中老年女性的骨骼健康与生活质量。骨代谢稳态依赖成骨细胞介导的骨形成与破骨细胞主导的骨吸收之间的动态平衡，而雌激素缺乏会打破这一平衡，导致破骨细胞过度激活，骨吸收远超骨形成，最终引发骨量减少甚至骨折。尽管雌激素替代疗法曾是临床常用干预手段，但长期使用可能增加乳腺癌、宫颈癌等风险，寻找安全有效的替代方案成为骨科与妇科领域的研究热点。近年来，天然植物药凭借多靶点、低毒副作用的优势备受关注，升麻（Cimicifuga foetida，CF）与黑升麻（Cimicifuga racemosa，CR）作为同属植物，前者在中医理论中具有抗炎、抗骨质疏松等功效，后者在欧美地区广泛用于缓解更年期综合征及骨质疏松，二者均被证实对大麻素2型受体（CB2R）和雌激素α受体（ERα）具有激动活性。CB2R与ERα在骨代谢调控中扮演关键角色，其激活可抑制破骨细胞增殖、分化及骨吸收功能，但其是否为升麻与黑升麻发挥抗骨质疏松作用的核心靶点，相关机制尚未完全阐明。浙江中医药大学与海军军医大学联合团队在《Phytomedicine》发表的研究，通过体外细胞实验与去卵巢（OVX）大鼠体内实验，系统揭示了升麻与黑升麻通过激活CB2R/ERα通路抑制破骨细胞自噬与分化，进而改善绝经后骨质疏松的作用机制，为临床防治PMOP提供了新的中药选择与理论支撑。升麻与黑升麻对CB2R和ERα均具有良好的亲和力。为明确升麻与黑升麻对CB2R和ERα的作用特性，研究通过双荧光素酶报告基因检测、细胞热位移分析（CETSA）、环磷酸腺苷（cAMP）检测及ERα含量测定等方法展开验证。结果显示，升麻与黑升麻含药血清在HEK293-CB2R细胞中均能显著激活CB2R，且这一效应可被CB2R反向激动剂AM630逆转（图1A、1B）；在 forskolin预处理的HEK293-CB2R细胞中，二者能显著降低细胞内cAMP水平，进一步证实其CB2R激动活性（图1D）。同时，随着含药血清浓度升高，HEK293-CB2R细胞中ERα含量呈剂量依赖性增加（图1E），CETSA实验表明升麻高剂量组（CF-H）与黑升麻高剂量组（CR-H）可显著提高RANKL诱导的破骨细胞中CB2R和ERα的热稳定性，提示二者与受体存在直接结合作用（图1F-I）。通过超高效液相色谱-质谱联用技术（UPLC-Q-TOF-MS），研究从升麻与黑升麻含药血清中鉴定出16种化学成分，包括12种三萜皂苷、1种苯丙烷类、1种生物碱及2种色原酮类（图2）。分子对接与动力学模拟结果显示，升麻素-3-酮（Cimigenol-3-one）等5种成分与CB2R具有高亲和力，8,9-环氧-26-O-乙基升麻精A等5种成分与ERα结合稳定，其中升麻素-3-酮可同时与两种受体高效结合，提示三萜类成分可能是二者发挥作用的核心物质基础。升麻和黑升麻含药血清通过激活CB2R和ERα抑制RANKL诱导的破骨细胞活性升麻和黑升麻含药血清通过激活CB2R和ERα抑制RANKL诱导的破骨细胞活性。破骨细胞是骨吸收的主要功能细胞，其过度激活是骨质疏松发生的关键环节，而RANKL是诱导破骨细胞形成与分化的核心因子。研究以RAW264.7巨噬细胞诱导生成的破骨细胞为研究对象，发现升麻与黑升麻含药血清对细胞活力无显著影响，但能剂量依赖性降低破骨细胞的抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）活性，且升麻高剂量组的抑制效应可被AM630、ERα抑制剂ICI 182,780单独或联合逆转，黑升麻高剂量组的效应则仅被二者联合使用逆转（图3C-F）。CB2R与ERα共沉默实验进一步证实，二者 knockdown 可显著增强多核破骨细胞形成，并阻断升麻与黑升麻的抑制作用（图3G-I）。RT-qPCR结果显示，升麻与黑升麻能显著下调破骨细胞分化关键基因NFATc1、MMP9、c-FOS及CtsK的mRNA表达水平，而AM630与ICI预处理可逆转这一效应（图3J-M）。F-肌动蛋白（F-actin）环是破骨细胞发挥骨吸收功能的关键结构，荧光染色显示升麻与黑升麻处理后，破骨细胞的F-actin环结构变薄、完整性破坏，而受体抑制剂可恢复其结构完整性（图4A）；溶酶体追踪实验表明，二者能显著降低破骨细胞内溶酶体荧光强度，抑制溶酶体通量（图4B）。骨片吸收实验进一步证实，升麻与黑升麻可减少破骨细胞在牛皮质骨片上形成的吸收陷窝数量与面积，且这一效应可被CB2R/ERα抑制剂逆转（图4C-D），充分说明升麻与黑升麻通过激活CB2R和ERα抑制破骨细胞的分化与骨吸收功能。升麻和黑升麻含药血清通过激活CB2R和ERα抑制破骨细胞自噬升麻和黑升麻含药血清通过激活CB2R和ERα抑制破骨细胞自噬。自噬在破骨细胞分化、骨吸收功能维持中发挥重要作用，而CB2R与ERα均参与自噬调控。研究通过透射电镜、免疫荧光染色及自噬流检测等方法，探究升麻与黑升麻对破骨细胞自噬的影响。结果显示，升麻与黑升麻含药血清处理后，破骨细胞内自噬体数量显著减少，LC3蛋白向细胞核的移位受到抑制（图5A）；mRFP-GFP-LC3双标腺病毒检测显示，二者能显著降低自噬流水平（图5B）；Western blot结果表明，自噬相关蛋白ATG5、Beclin-1及LC3B-II/LC3B-I比值均显著下调（图5D-H）。而CB2R反向激动剂AM630、ERα抑制剂ICI 182,780单独或联合使用，可逆转升麻与黑升麻对自噬的抑制效应；CB2R与ERα共沉默后，破骨细胞自噬水平显著升高，升麻与黑升麻的调控作用被阻断（图5C）。上述结果表明，升麻与黑升麻通过激活CB2R和ERα信号通路，抑制破骨细胞自噬过程，进而影响其分化与功能。升麻和黑升麻通过激活CB2R和ERα参与去卵巢大鼠骨代谢的调控升麻和黑升麻通过激活CB2R和ERα参与去卵巢大鼠骨代谢的调控。为验证升麻与黑升麻的体内抗骨质疏松效应，研究采用去卵巢大鼠构建绝经后骨质疏松模型，设置假手术组、模型组、雌激素对照组及升麻、黑升麻高低剂量组，同时增设升麻高剂量联合CB2R/ERα抑制剂组。实验结果显示，升麻与黑升麻能显著降低去卵巢大鼠的体质量增长（图6B），对子宫质量无显著影响，提示其无明显子宫增生副作用；同时能减少尿钙排泄量，降低血清中骨吸收标志物CTX-I、RANKL、TRAP及骨形成标志物OCN的水平（图6D-H），且这一调节效应可被AM630与ICI单独或联合逆转，表明升麻与黑升麻通过激活CB2R和ERα调控骨代谢平衡，抑制高转换型骨流失。此外，升麻还能显著降低去卵巢大鼠血清中天门冬氨酸转氨酶（AST）水平，提示其可能具有一定的肝脏保护作用，安全性优于黑升麻。升麻和黑升麻通过激活CB2R和ERα改善去卵巢大鼠骨微结构升麻和黑升麻通过激活CB2R和ERα改善去卵巢大鼠骨微结构。骨微结构完整性是维持骨强度的关键，micro-CT分析显示，去卵巢大鼠股骨骨密度（BMD）显著降低，骨小梁数量（Tb.N.）减少、厚度（Tb.Th.）变薄、分离度（Tb.Sp.）增加，骨体积分数（BV/TV）降低，骨表面/骨体积比（BS/BV）升高，骨微结构严重破坏（图7A-B）。而升麻与黑升麻干预后，大鼠股骨BMD、Tb.N.及BV/TV显著升高，Tb.Sp.及BS/BV显著降低（图7C-H），骨微结构得到明显改善，其效果与雌激素对照组相当；而联合使用CB2R/ERα抑制剂后，升麻的骨保护效应被显著削弱，证实升麻与黑升麻通过激活CB2R和ERα通路改善去卵巢大鼠的骨微结构，增强骨强度。升麻和黑升麻通过激活CB2R和ERα抑制去卵巢大鼠破骨细胞分化及自噬升麻和黑升麻通过激活CB2R和ERα抑制去卵巢大鼠破骨细胞分化及自噬。为进一步验证体内机制，研究通过Western blot与免疫组织化学染色检测大鼠骨组织中相关蛋白表达。结果显示，去卵巢大鼠骨组织中CB2R和ERα蛋白表达显著降低，升麻与黑升麻干预后二者表达水平明显升高，而AM630与ICI预处理可逆转这一效应（图8A-C）。同时，升麻与黑升麻能显著减少骨组织中TRAP阳性破骨细胞数量（图8J-K），下调破骨细胞分化关键蛋白NFATc1和MMP9的表达（图8D-F），并抑制自噬相关蛋白ATG7、Beclin-1及LC3B的表达（图8G-I、8L-M）。这些结果与体外细胞实验一致，证实升麻与黑升麻在体内可通过激活CB2R和ERα，抑制破骨细胞分化与自噬，从而减轻骨流失。综上，本研究通过体外细胞实验与体内动物实验相结合，首次系统阐明了升麻与黑升麻防治绝经后骨质疏松的核心机制：二者通过其含药血清中的三萜类等活性成分，特异性激活CB2R和ERα双靶点，一方面抑制RANKL诱导的破骨细胞分化，下调NFATc1、MMP9等关键基因表达，破坏F-actin环结构与溶酶体功能，降低骨吸收活性；另一方面抑制破骨细胞自噬，减少ATG5、Beclin-1等自噬相关蛋白表达，阻断自噬介导的破骨细胞活化；最终实现调控骨代谢平衡、改善骨微结构、减轻骨流失的抗骨质疏松效应。值得关注的是，升麻与黑升麻对去卵巢大鼠的子宫无明显增生作用，且升麻还具有一定的肝脏保护潜力，安全性优势显著。这一研究不仅为升麻作为黑升麻的替代资源用于绝经后骨质疏松防治提供了科学依据，也为中药多靶点调控骨代谢的现代化研究提供了新思路。未来，随着对其活成分的进一步分离纯化与临床转化研究，升麻有望成为绝经后骨质疏松防治的新型中药制剂，为中老年女性骨骼健康保驾护航。
Hu SJ, Zhao ZH, Chen GC, Shan MY, Shen Y, Song ZL, Zhao QM, Cheng G, Zhang QL, Han T, Zhang QY, Qin LP. Cimicifuga foetida and C. racemosa prevent postmenopausal osteoporosis by inhibiting autophagy of osteoclasts via CB2R and ERα. Phytomedicine. 2025 Sep;145:157073. doi: 10.1016/j.phymed.2025.157073. Epub 2025 Jul 13. PMID: 40680333.
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