《Food Science & Nutrition》：Oxalis corniculata L. Ethanol Extract Promotes Fracture Healing: Integrated Omics and Experimental Validation
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酢浆草（Oxalis corniculata L.）是一种广为人知的草本植物，兼具食用与药用双重属性，其所含酸性化合物可赋予食品独特风味并提升其应用价值。本研究鉴定了其乙醇提取物（OCEE）中的活性化学成分，并阐明其促进骨折愈合效应的分子机制。采用超高效液相色
酢浆草（Oxalis corniculata L.）是一种广为人知的草本植物，兼具食用与药用双重属性，其所含酸性化合物可赋予食品独特风味并提升其应用价值。本研究鉴定了其乙醇提取物（OCEE）中的活性化学成分，并阐明其促进骨折愈合效应的分子机制。采用超高效液相色谱-四极杆-Exactive-串联质谱（UHPLC-Q-Exactive-MS/MS）对OCEE进行系统化学表征，并应用网络药理学（NP）探究其与骨折治疗相关的作用靶点及信号通路。进一步结合分子对接（MD）、分子动力学模拟（MDS）及体外细胞实验，对核心作用机制进行验证。研究共在OCEE中鉴定出549种化合物，其中柚皮素-7-O-葡萄糖醛酸苷、大黄酚-8-O-葡萄糖苷和2-氧代-3-苯基丙酸为潜在关键活性成分。这些化合物可靶向甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）、肿瘤坏死因子（TNF）、肿瘤蛋白53（TP53）等核心蛋白，并参与对骨折愈合至关重要的氮代谢、白细胞介素-17（IL-17）信号通路及花生四烯酸（AA）代谢通路。MD与MDS结果证实，关键化合物与核心靶点之间具有较强结合亲和力；定量聚合酶链式反应（qPCR）结果显示，OCEE可在体外显著上调TNFα、基质金属蛋白酶9（MMP9）和雌激素受体1（ESR1）的表达，同时下调TP53的表达。上述结果阐明了OCEE促进骨折愈合的物质基础及分子通路，并为其作为功能性食品及骨健康、骨折恢复天然干预剂的应用提供了实验证据。
本文发表于《Food Science》。该研究聚焦酢浆草（Oxalis corniculata L.）乙醇提取物（OCEE）促进骨折愈合的化学基础与分子机制，属于食药两用植物功能开发与骨修复机制研究的交叉领域。研究背景在于，酢浆草长期作为民间药食资源使用，在贵州等地区具有明确的传统应用基础，并已被用于骨伤、骨折及骨质疏松相关制剂之中。然而，既往研究对其促骨折愈合作用的认识多停留在药效现象层面，对其活性物质组成、作用靶点网络以及关键分子通路缺乏系统性证据。与此同时，骨折愈合本身是一个涉及炎症反应、细胞增殖分化、细胞外基质重塑和矿化沉积等多阶段协同调控的复杂生物学过程，单一成分或单靶点研究难以充分解释植物提取物的整体效应。因此，有必要借助高通量化学鉴定、网络药理学、计算模拟与体外实验验证相结合的综合策略，明确OCEE促骨折愈合的物质基础与作用机制，为其作为功能食品和天然骨健康干预资源的开发提供依据。
研究人员首先采用超高效液相色谱-四极杆-Exactive-串联质谱（UHPLC-Q-Exactive-MS/MS）对OCEE进行全面化学成分解析，共鉴定出549种化合物，显示其化学组成高度复杂，其中以苯丙素和多酮类、脂质及类脂分子、有机含氧化合物、杂环化合物等为主。基于相对峰面积，研究进一步筛选出相对含量较高的前20种化合物用于后续分析。随后，研究人员借助Swiss Target Prediction、UniProt、GeneCards、CTD、OMIM等数据库构建“成分-靶点-疾病”关联框架，获得OCEE潜在靶点与骨折相关基因的交集靶点，并进一步通过蛋白互作网络（PPI）筛选核心靶标。结果提示，GAPDH、TNF、TP53、MMP9、ESR1等构成关键调控节点；通路富集分析显示，这些靶标主要涉及氮代谢、IL-17信号通路、花生四烯酸（AA）代谢等与炎症调节、代谢稳态和组织修复密切相关的通路。
在此基础上，研究人员通过“药物成分-靶点-通路”网络进一步锁定潜在核心活性成分。网络拓扑分析显示，柚皮素-7-O-葡萄糖醛酸苷、大黄酚-8-O-葡萄糖苷和2-氧代-3-苯基丙酸具有较高连接度，提示其可能是OCEE发挥促骨折愈合作用的主要效应成分。之后，研究对这3种核心化合物与5个核心靶点进行分子对接（MD）分析。结果表明，所有配体-靶蛋白组合的结合能（BE）均低于0 kcal/mol，说明结合过程具有自发性；其中多组复合物BE低于?5 kcal/mol，部分低于?7 kcal/mol，显示出较强甚至较高强度的结合能力。尤其是柚皮素-7-O-葡萄糖醛酸苷与MMP9、TNF，以及大黄酚-8-O-葡萄糖苷与ESR1、GAPDH之间表现出较强的结合趋势。氢键作用位点分析进一步支持这些化合物可与关键蛋白形成稳定相互作用。
为进一步验证复合物的动态稳定性，研究人员开展了50 ns分子动力学模拟（MDS）。从均方根偏差（RMSD）、溶剂可及表面积（SASA）、回转半径（Rg）及氢键数量（H-bonds）等参数综合分析可见，部分配体-靶点复合物在模拟过程中保持较为稳定的构象状态，提示其在生理环境中具有持续结合的可能性。Gibbs自由能景观分析进一步表明，若干复合物存在较为集中的低能区，意味着体系可维持相对稳定的结合构象。这些结果从计算层面支持了OCEE关键成分通过多靶点协同调节骨折愈合相关过程的合理性。
在生物学验证层面，研究人员采用人骨母细胞（hFOB1.19）开展体外实验。细胞增殖实验显示，OCEE处理48 h后可促进hFOB1.19细胞增殖，且在120 μg/mL时促进效应最显著，提示其具有一定的成骨相关促增殖活性；但当浓度进一步升高时，促增殖作用下降，说明其生物效应存在剂量依赖特征。进一步的实时荧光定量聚合酶链式反应（qPCR）结果表明，120 μg/mL OCEE处理48 h后，TNFα、MMP9和ESR1的mRNA表达显著上调，而TP53表达显著下调。结合文中讨论，这些基因分别涉及炎症启动、细胞外基质重塑与血管侵入、成骨分化与骨形成，以及细胞增殖/凋亡调控等过程，表明OCEE可能通过调节骨折修复早期炎症反应、成骨细胞活性及后续重塑过程而发挥作用。
用于本研究的主要技术方法包括：采用UHPLC-Q-Exactive-MS/MS对酢浆草乙醇提取物进行非靶向化学成分鉴定；基于PubChem、Swiss Target Prediction、UniProt、GeneCards、CTD和OMIM数据库开展网络药理学分析，并结合STRING、Cytoscape、R软件进行PPI网络构建及GO/KEGG富集分析；通过分子对接（MD）与50 ns分子动力学模拟（MDS）评估核心成分与关键靶点的结合模式和稳定性；以中国科学院细胞库来源的人骨母细胞hFOB1.19为体外模型，采用CCK-8检测细胞增殖，并以qPCR验证核心基因表达变化。
以下结合论文结果部分各小标题，对研究发现作简要解读。
3.1 Compounds Identification in OCEE
研究人员基于专有中药数据库完成OCEE化学成分解析，共鉴定549种化合物，其中正离子模式检出323种，负离子模式检出226种。成分类型分布显示，OCEE富含苯丙素和多酮类等次生代谢物。基于相对峰面积，研究筛选出前20种高丰度化合物，为后续靶点预测和机制分析提供了物质基础。这一部分的主要结论是：OCEE具有成分多样、潜在活性物质丰富的化学特征，是其多靶点生物学效应的重要前提。
3.2 NP Results
3.2.1 Intersectional Analysis Between OCEE Targets and Fracture-Associated Genes
研究人员将OCEE潜在作用靶点与骨折相关基因进行交集分析，获得125个共同靶点，提示OCEE可能通过较大规模的靶点网络参与骨折治疗。该结果说明其药效机制具有明显的多成分、多靶点特征。
3.2.2 PPI Network for OCEE in Fracture Treatment
通过STRING与Cytoscape分析，研究从交集靶点中筛得19个核心靶点，其中GAPDH、TNF、TP53、MMP9、ESR1等居于网络中心。该结果表明，这些靶标在OCEE调控骨折愈合过程中可能承担关键枢纽作用。
3.2.3 GO and KEGG Analyses
GO富集结果显示，OCEE相关靶点涉及单碳代谢、血管相关功能、外源刺激反应、缺氧反应及金属蛋白酶活性等多类生物学过程与分子功能。KEGG分析显示，氮代谢、IL-17信号通路、AA代谢等是显著富集通路。研究据此认为，OCEE可能通过协调炎症、代谢和微环境稳态促进骨折修复。
3.2.4 “Drug Compounds-Target-Pathway” Interaction Network
网络模型整合了化合物、靶点与通路间的复杂联系。根据Degree值，柚皮素-7-O-葡萄糖醛酸苷、大黄酚-8-O-葡萄糖苷和2-氧代-3-苯基丙酸被确定为最具代表性的潜在活性成分。这一结果将复杂提取物中的关键效应物质进一步聚焦。
3.3 MD Results
分子对接结果显示，3种核心化合物均可与GAPDH、TNF、TP53、MMP9、ESR1形成自发结合，其中若干复合物显示较强结合能。通过结合位点和氢键模式分析，研究证实这些成分与核心靶点之间存在较好的空间适配性和相互作用基础，从而为其生物学效应提供结构层面的支持。
3.4 MDS Results
分子动力学模拟进一步表明，多数关键复合物在50 ns内具有较好的结构稳定性。RMSD、SASA、Rg和氢键数分析说明部分复合物维持较稳定的结合状态，而自由能景观则揭示了若干体系存在稳定低能构象。该部分结果强化了分子对接预测的可靠性。
3.5 OCEE Enhances hFOB1.19 Cell Proliferation
细胞实验表明，OCEE能够促进hFOB1.19细胞增殖，在120 μg/mL时达到最优效应，并与对照组相比差异显著。这说明OCEE对成骨相关细胞具有促进生长的体外活性，为其促骨折愈合作用提供了功能性证据。
3.6 OCEE Modulates Gene Expression in hFOB1.19 Cells
qPCR结果显示，OCEE显著上调TNFα、MMP9、ESR1表达，并下调TP53表达。该结果与网络药理学和计算模拟筛出的关键靶点具有较好一致性，提示OCEE可能通过调控炎症启动、细胞外基质重塑和成骨分化相关基因网络发挥作用。
从讨论部分来看，论文的核心贡献在于建立了一个较完整的“化学成分鉴定—靶点预测—通路解析—计算验证—细胞验证”研究链条，较系统地揭示了酢浆草乙醇提取物促进骨折愈合的体外证据和分子依据。讨论指出，柚皮素-7-O-葡萄糖醛酸苷和大黄酚-8-O-葡萄糖苷等成分兼具抗炎等药理活性，其作用特征与骨折愈合所需的炎症调节和组织修复过程相吻合。与此同时，GAPDH、TNF、TP53等核心靶点以及IL-17、AA代谢等关键信号通路共同构成了OCEE干预骨折愈合的分子网络。论文也明确指出研究局限，包括缺乏蛋白水平验证、仅使用单一细胞系、样本量较小，以及部分化合物鉴定依赖数据库匹配而未以标准品进一步确证等。
研究结论部分可译述为：本研究采用UHPLC-Q-Exactive-MS/MS在OCEE中鉴定出549种化合物，并确定柚皮素-7-O-葡萄糖醛酸苷、大黄酚-8-O-葡萄糖苷和2-氧代-3-苯基丙酸为核心活性成分。网络药理学、计算机模拟和体外细胞实验共同证实，OCEE可调控GAPDH、TNF和TP53等关键靶点，并影响氮代谢、IL-17及AA代谢等通路，这些过程均有助于体外成骨相关过程及骨折愈合。上述发现为理解OCEE促进骨折愈合的化学基础和潜在机制提供了有价值的体外证据。未来研究将进一步开展体内实验以及活性成分的分离鉴定，以持续验证这些结果，并为酢浆草开发为骨健康功能食品和营养干预资源提供新的实验策略与理论基础。
