白杨素通过抑制破骨细胞分化发挥骨保护作用：RAW 264.7巨噬细胞及SD大鼠的体外与体内评价

《Molecular Nutrition & Food Research》：Chrysin Exhibits Bone-Protective Effects Through Osteoclastogenesis Inhibition: In Vitro and In Vivo Evaluation in RAW 264.7 Murine Macrophages and Sprague–Dawley Rats

本研究通过体外（RAW 264.7巨噬细胞）与体内（SD大鼠）实验，系统阐明白杨素（Chrysin）通过抑制核因子κB（NFκB）核转位，下调关键转录因子NFATc1及TRAP表达，从而有效抑制破骨细胞分化。微计算机断层扫描（micro-CT）分析进一步证实，白杨素可显著改善胫骨中点骨面积、体积及骨表面密度，为天然化合物干预骨代谢疾病提供了新的机制依据。

　　

摘要

骨骼作为代谢活跃组织，其稳态由成骨细胞与破骨细胞协同维持。破骨细胞过度活化可导致骨量丢失。本研究旨在探究天然黄酮类化合物白杨素对破骨细胞分化及骨健康的调控作用。

1 引言

儿童期骨量积累是预防成年后骨退行性病变的关键。破骨细胞作为唯一具备骨吸收功能的多核巨细胞，其分化受RANKL/RANK信号通路精密调控，激活MAPK、NFκB等通路，进而诱导NFATc1等核心转录因子表达。白杨素广泛存在于蜂蜜、西番莲等植物中，具抗炎、抗氧化活性，但其对骨代谢的作用机制尚待深入解析。

2 材料与方法

以RAW 264.7细胞为模型，通过TRAP染色、qPCR、Western blot及免疫荧光技术，评估白杨素（0.5–100 μM）对RANKL诱导的破骨细胞分化的影响。动物实验采用新生SD大鼠，从出生第7天至第22天灌胃50 mg/kg/天白杨素，于第130天取胫骨进行micro-CT骨形态计量分析。

3 结果

3.1 白杨素抑制破骨细胞形成

白杨素在5–100 μM浓度内对细胞无毒性，且显著减少TRAP阳性多核破骨细胞数量，IC₅₀为14 μM（图1）。

3.2 下调破骨细胞关键基因

qPCR显示白杨素显著降低NFATc1与TRAP的mRNA表达，但对cFos无影响（图2A–C）。

3.3 抑制NFκB核转位

Western blot表明白杨素对ERK磷酸化无显著影响，但免疫荧光证实其可阻断RANKL诱导的NFκB核转位（图2D–H）。

3.4 改善大鼠胫骨中点参数

Micro-CT分析显示，白杨素组胫骨中点骨面积、体积及骨表面密度均显著增加（表1），但整体骨参数无统计学差异。

4 讨论

白杨素通过干扰NFκB核转位而非MAPK通路，抑制NFATc1激活，从而阻断破骨细胞分化。动物实验进一步表明，新生儿期补充白杨素可长期改善骨中点力学参数，提示其或通过早期干预促进骨积累。然而，白杨素口服生物利用度低等问题仍需通过剂型优化策略解决。

结论

白杨素通过靶向NFκB信号通路抑制破骨细胞生成，并具有改善骨微结构的潜力，为开发天然骨保护剂提供了理论依据。