《Scientific Reports》：Involvement of AKT/β-catenin in Enhanced Osteogenesis by Cannabidiol in Bone Stromal Cells Harvested from Human Tori
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研究聚焦牙周炎等疾病导致的牙槽骨破坏问题，探讨大麻二酚(CBD)对成骨的促进作用。研究人员以健康患者下颌隆凸来源的原代骨基质细胞为模型，发现无毒剂量(≤10 μM)的CBD能显著增强细胞的成骨分化与生物矿化，其机制涉及AKT/β-catenin通路的激活。本研究为CBD作为促进骨再生和修复的潜在药物提供了新的实验依据。
牙周炎等口腔疾病常导致支撑牙齿的牙槽骨发生进行性破坏，最终造成牙齿松动甚至脱落。如何有效促进牙槽骨的再生与修复，是口腔医学领域面临的重大挑战。传统治疗方法存在一定局限性，因此寻找能够安全、有效促进成骨的药物或成分，一直是研究热点。近年来，大麻(Cannabis sativa)中的非精神活性成分——大麻二酚(Cannabidiol, CBD)因其广泛的药理活性而备受关注，已有研究提示其可能具有抗骨吸收的作用，这为将其应用于骨缺损修复带来了曙光。然而，CBD对成骨细胞的直接作用及其背后的分子机制，仍需深入探索。
为了回答这一问题，一项发表在《Scientific Reports》上的研究，以人类原代骨基质细胞为模型，系统性地探讨了CBD的成骨效应及其作用通路。研究人员从健康患者的下颌骨隆凸（一种良性骨赘生物）中获取了原代骨基质细胞。主要关键技术方法包括：1）使用alamarBlue?细胞活力检测法评估CBD的细胞毒性，确定安全浓度范围；2）利用碱性磷酸酶染色、茜素红染色和冯库萨(von Kossa)染色等组织化学方法，分别评估细胞的成骨分化活性与生物矿化能力（即钙结节形成）；3）通过检测成骨关键基因的mRNA表达水平，从分子层面验证CBD的效应；4）使用AKT抑制剂(MK-2206)和β-catenin拮抗剂(CWP232228)进行预处理，以探究CBD发挥作用的具体信号通路。
研究结果
CBD在无毒浓度下增强骨基质细胞的成骨分化与生物矿化
首先，细胞毒性实验表明，浓度高达10 μM的CBD处理细胞24或48小时后，未显示任何细胞毒性，为非毒性效应研究提供了安全剂量窗口。在此安全剂量范围内，研究人员发现CBD处理能显著增强碱性磷酸酶（一种早期成骨分化标志物）的活性。更关键的是，通过茜素红染色（检测钙沉积）和冯库萨染色（检测磷酸盐沉积）评估发现，CBD处理后的细胞形成了更多的钙化结节，表明其生物矿化能力得到显著增强。
CBD上调关键成骨基因的表达
为了从基因表达层面确认CBD的促分化作用，研究检测了多个核心成骨相关转录因子和蛋白的mRNA水平。结果显示，CBD处理显著上调了 runt相关转录因子2 (RUNX2)、骨唾液蛋白 (Bone sialoprotein, BSP) 以及 Osterix (OSX) 的基因表达。RUNX2和Osterix是调控成骨细胞分化的核心转录因子，而BSP则是骨基质矿化过程中的重要非胶原蛋白。这些基因的上调，从分子机制上解释了CBD为何能促进细胞向成熟的成骨细胞分化并形成矿化基质。
AKT/β-catenin通路介导了CBD的促成骨作用
为了阐明CBD发挥作用的信号传导路径，研究人员在CBD处理前，分别使用了AKT蛋白激酶的特异性抑制剂MK-2206，以及β-catenin（一种关键信号分子）的拮抗剂CWP232228。实验发现，这两种抑制剂都能显著减弱CBD所诱导的茜素红染色增强效应，同时也抑制了CBD对BSP和Osterix基因表达的上调作用。这一结果表明，CBD很可能通过激活细胞内AKT和β-catenin信号通路，进而驱动下游成骨基因的表达，最终实现促进骨基质细胞分化与矿化的生物学效应。
研究结论与讨论
本研究系统证实，来源于大麻的非精神活性成分大麻二酚(CBD)，在无毒浓度下能够有效促进人源原代骨基质细胞的成骨分化与生物矿化过程。其分子机制涉及对关键成骨基因RUNX2、BSP和Osterix的上调，且这一过程依赖于AKT/β-catenin信号通路的激活。这一发现具有多方面的意义：首先，它直接将CBD与促进骨形成（而非仅仅是抑制骨吸收）联系起来，拓展了其骨科及口腔科的应用潜力。其次，研究明确了AKT/β-catenin是CBD发挥成骨作用的关键下游通路，为理解其药理学机制提供了清晰线索。最后，该研究采用的细胞模型来源于临床手术废弃物（下颌隆凸），具有良好的转化医学价值。综上所述，本研究为将CBD开发成一种用于治疗牙槽骨缺损、牙周炎骨吸收乃至其他骨骼系统疾病的潜在促骨再生药物，奠定了重要的临床前实验基础，并提示靶向AKT/β-catenin通路可能成为相关治疗的新策略。
