医学圈炸锅!浙江中医药大学团队揭秘:滋阴补肾不是玄学!“熟地黄-山茱萸”通过科学通路让骨头“逆龄生长”!
2026年4月20日
糖尿病骨质疏松(DOP)是糖尿病最严重的慢性并发症之一,以骨量减少、骨微结构破坏和骨折风险显著升高为临床特征。流行病学数据显示,糖尿病患者发生骨质疏松及骨折的概率较正常人群高出4至5倍,约30%至50%的糖尿病患者存在不同程度的骨强度下降。长期高血糖状态通过诱导氧化应激、促进晚期糖基化终产物(AGEs)积聚以及激活慢性炎症反应等多重机制,抑制成骨细胞分化并增强破骨细胞活性,最终导致骨形成减少、骨吸收增加的骨代谢失衡。目前西医治疗主要依赖降糖药物联合双膦酸盐、维生素D等抗骨质疏松药物,但普遍存在胃肠道不良反应明显、长期用药依从性差、治疗费用高昂等局限性。传统中医学将DOP归属于"消渴并发骨痿"范畴,认为其核心病机为"肾阴亏虚、骨髓失养",治当"滋阴补肾、填精益髓"。熟地黄(Rehmanniae Radix Praeparata, RR)与山茱萸(Corni Fructus, CF)作为滋阴补肾经典药对,是六味地黄丸、左归丸、右归丸等名方的核心组成,临床广泛用于糖尿病及骨质疏松的防治,但其现代作用机制长期缺乏系统阐释。浙江中医药大学团队基于"成分-靶点-通路-表型"研究策略,采用UPLC-Q-Exactive-MS、Micro-CT、网络药理学及细胞分子生物学技术,首次全面揭示了RR-CF通过PI3K/AKT信号通路改善DOP的分子机制,为中医药防治糖尿病骨质疏松提供。研究团队采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱联用技术(UPLC-Q-Exactive-MS)对RR-CF水提物进行系统成分分析,在正负离子模式下共鉴定出56个化合物,涵盖环烯醚萜苷类、苯乙醇苷类、有机酸类、黄酮类及三萜类等多种结构类型。含量分析显示,莫诺苷、马钱苷、山栀子苷甲酯、甘露三糖、没食子酸、5-羟甲基糠醛、马钱酸、桃叶珊瑚苷、獐牙菜苷及原儿茶酸为前10位主要成分,峰面积占比达31.86%。进一步结合口服生物利用度(OB>30%)和类药性(DL>0.18)筛选,并纳入文献报道具有明确抗糖尿病或抗骨质疏松活性的成分,最终确定山茱萸苷、羟基芫花素、β-谷甾醇、豆甾醇、毛蕊花苷、梓醇、松果菊苷等为RR-CF防治DOP的潜在关键活性成分,为后续机制研究奠定了物质基础。
实验采用55 mg/kg链脲佐菌素一次性腹腔注射建立1型糖尿病(T1DM)大鼠模型,以空腹血糖>16.7 mmol/L为成模标准,随后连续10周灌胃给予RR、CF单味及RR-CF低(1 g/kg)、中(2 g/kg)、高(4 g/kg)剂量。结果显示,糖尿病模型组大鼠呈现典型"三多一少"症状,体重显著下降,空腹血糖持续升高,尿钙(U-Ca)、尿脱氧吡啶啉(U-DPD)、血清Ⅰ型胶原羧端肽(CTX-1)及抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)水平均显著高于正常对照组,提示骨吸收标志物亢进、骨代谢呈高转换状态。RR-CF中、高剂量干预后,上述骨吸收指标均显著降低,其中中剂量RR-CF降低U-Ca的效果优于单味RR或CF,且与阳性药二甲双胍相当。值得注意的是,骨形成标志物骨钙素(OCN)在各组间无显著差异,提示RR-CF主要通过抑制骨吸收而非促进骨形成来发挥骨保护作用,这一发现为理解其"滋阴固摄"的中医内涵提供了现代诠释。图3 RR-CF参与调节糖尿病骨质疏松大鼠的骨代谢股骨远端松质骨Micro-CT三维重建结果显示,糖尿病大鼠骨微结构呈典型骨质疏松改变:骨密度(BMD)、骨体积分数(BV/TV)、骨小梁数量(Tb.N)及骨小梁厚度(Tb.Th)分别下降约35%、40%、30%和20%,而骨表面积/骨体积比(BS/BV)及骨小梁分离度(Tb.Sp)显著升高,骨小梁稀疏、断裂、空间结构紊乱。10周药物干预后,中剂量RR-CF组BMD、BV/TV、Tb.N、Tb.Th较模型组分别提升约1.4倍、1.3倍、1.2倍和1.1倍,Tb.Sp降低约25%,且疗效明显优于单味RR或CF,骨小梁连续性及空间架构趋于正常。这一结果从影像学角度证实,RR-CF可有效修复糖尿病导致的骨微结构损伤,恢复骨生物力学性能,降低骨折风险,且RR与CF配伍存在协同增效作用。基于TCMSP、SwissTargetPrediction、GeneCards、OMIM、CTD及TTD数据库,研究团队构建了RR-CF"成分-靶点-疾病"多维网络。共获得247个化合物靶点与3630个DOP疾病靶点的交集94个潜在治疗靶标。PPI网络拓扑分析以度中心性(DC>12)、中介中心性(BC>0.003)和接近中心性(CC>0.497)为筛选标准,锁定AKT1、TNF、SRC、PTGS2、MMP9、EGFR、ESR1、HSP90α、HIF1A、PPARG等33个核心靶点。GO功能富集显示,RR-CF主要参与激素分泌调控、磷酸化调节、炎症反应及膜功能等生物学过程;KEGG通路富集揭示PI3K-AKT、雌激素、IL-17、MAPK及TNF信号通路为关键作用途径。分子对接验证显示,山茱萸苷、羟基芫花素、毛蕊花苷、梓醇、松果菊苷与AKT1、EGFR、TNF、MMP9、HSP90α等核心靶点结合能均低于-5 kcal/mol,提示具有良好结合活性,支持网络预测可靠性。RR-CF含药血清激活高糖损伤成骨细胞中的PI3K/AKT通路体外实验采用50 mM葡萄糖预处理2天、100 mM葡萄糖维持培养建立高糖损伤MC3T3-E1成骨细胞模型。Western blot检测显示,高糖环境显著抑制PI3K和AKT的磷酸化水平,p-PI3K/PI3K和p-AKT/AKT比值较正常对照组下降约50%。RR-CF含药血清干预后,上述磷酸化水平呈剂量依赖性回升,中剂量效果最为显著;而加入PI3K特异性抑制剂LY294002后,RR-CF的激活效应被完全阻断。这一结果直接证实,RR-CF通过激活PI3K/AKT信号通路抵抗高糖对成骨细胞的损伤,该通路是其发挥骨保护作用的核心分子机制。图6 RR-CF含药血清激活高糖损伤成骨细胞中的PI3K/AKT通路RR-CF含药血清通过PI3K/AKT通路增强高糖损伤成骨细胞的成骨能力功能学实验进一步验证PI3K/AKT通路的介导作用。CCK-8检测显示,高糖显著抑制成骨细胞增殖活力,RR-CF含药血清可剂量依赖性恢复细胞增殖,48小时增殖率提升约60%。ALP染色及活性测定表明,高糖组ALP活性下降约45%,RR-CF中剂量可使其恢复至正常水平的1.8倍。茜素红矿化结节染色显示,高糖组矿化结节面积减少约70%,RR-CF干预后结节数量及面积显著增加,提示基质矿化能力恢复。Western blot检测成骨分化标志物显示,高糖下调COL-1、BMP2、Runx2蛋白表达,RR-CF可显著逆转上述改变;而LY294002阻断PI3K/AKT通路后,RR-CF的促成骨效应被显著削弱。上述结果共同表明,RR-CF通过PI3K/AKT通路促进成骨细胞增殖、分化及矿化,是其改善DOP的关键细胞学机制。图7 RR-CF含药血清通过PI3K/AKT通路增强高糖损伤成骨细胞的成骨能力RR-CF含药血清通过PI3K/AKT通路调控炎症反应和MAPK通路鉴于网络药理学提示炎症及MAPK通路的重要参与,研究进一步检测了相关指标。ELISA结果显示,高糖本身未显著升高TNF-α、IL-17水平,但RR-CF中剂量仍可进一步降低二者含量,且LY294002阻断PI3K/AKT后反而增强RR-CF的抑炎作用,提示炎症调控存在PI3K/AKT非依赖途径。Western blot检测显示,高糖抑制ERK1/2和p38 MAPK的磷酸化水平,并下调雌激素受体α(ERα)表达;RR-CF可显著上调p-ERK/ERK、p-p38/p38及ERα水平,而LY294002预处理可显著削弱RR-CF对上述指标的调控作用。这表明RR-CF通过PI3K/AKT通路交叉调控MAPK级联反应及雌激素信号网络,形成"代谢-激素-炎症"多维调控网络,协同恢复成骨细胞功能。图8 RR-CF含药血清通过PI3K/AKT通路调控炎症反应和MAPK通路本研究首次从"化学成分-作用靶点-信号通路-整体表型"四个维度系统阐明了RR-CF药对防治糖尿病骨质疏松的科学内涵:鉴定56个化学成分,锁定5个关键活性成分;明确94个潜在靶点,揭示PI3K/AKT为核心通路;证实RR-CF通过激活PI3K/AKT信号轴,交叉调控MAPK及雌激素通路,抑制炎症反应,显著改善糖尿病大鼠骨代谢失衡与骨微结构破坏。该研究为"滋阴补肾"治则提供了现代分子机制阐释,为经典药对的临床推广应用及新药开发奠定了坚实基础。
参考文献:Hu SJ, Chen GC, Wang FY, Fang YQ, Wang SQ, Song ZL, Zhao ZH, Zhang QL, Meng XY, Zhang QY, Qin LP. Network pharmacology analysis uncovers the mechanism of Shudihuang-Shanzhuyu herb pair in prevention and treatment of diabetic osteoporosis via PI3K/AKT pathway. J Ethnopharmacol. 2025 Apr 9;345:119581. doi: 10.1016/j.jep.2025.119581. Epub 2025 Mar 5. PMID: 40054640.老中医(微信号:wxid_rszr95aw79ie22)