甘草苷通过激活ERK/JNK通路及抗氧化保护双重机制促进BMSCs成骨分化与骨折愈合

本研究揭示了甘草苷（Liquiritin）通过双重机制促进骨折愈合的创新发现：一方面通过激活ERK/JNK-MAPK信号通路增强骨髓间充质干细胞（BMSCs）的成骨分化能力，表现为显著提升碱性磷酸酶（ALP）活性和钙结节形成；另一方面通过上调NRF2/HO1/NQO1抗氧化通路，有效清除活性氧（ROS），逆转氧化应激对BMSCs成骨功能的抑制。动物实验证实，80 mg/kg甘草苷治疗显著改善大鼠股骨骨折的微结构参数（BV/TV↑26.4%，Tb.Sp↓40.2%），为开发新型骨折治疗策略提供了理论和实验依据。

　　

摘要

甘草苷作为甘草中的主要黄酮类成分，首次被证实具有促进骨折愈合的双重作用机制。体外实验显示，0.01-1 μM甘草苷可剂量依赖性增强BMSCs的成骨分化能力，使ALP活性提升2.1倍（p<0.001），同时上调RUNX2、COL1A1等关键成骨标志物表达。在H₂O₂诱导的氧化损伤模型中，1 μM甘草苷使ROS水平降低63.5%，并通过激活NRF2通路显著上调HO1和NQO1表达（p<0.01）。

1 引言

骨折不愈合发生率高达5-10%，现有疗法如BMP-2存在严重副作用。研究首次发现甘草苷通过调控MAPK通路中ERK/JNK分支（磷酸化水平提升2.8倍）和抗氧化系统，为骨折治疗提供新思路。

2 实验方法

采用SD大鼠股骨骨折模型，Micro-CT分析显示80 mg/kg甘草苷治疗4周后，骨小梁数量（Tb.N）增加47%，间距（Tb.Sp）缩小40.2%（p<0.01）。Western blot检测发现甘草苷显著上调p-ERK/p-JNK蛋白表达，该效应可被抑制剂PD98059/SP600125完全阻断。

3 结果

3.1 成骨分化促进

1 μM甘草苷使BMSCs钙结节面积增加3.2倍，RUNX2 mRNA表达量提升4.1倍（p<0.001）。免疫荧光显示COL1A1蛋白表达增强2.3倍，与抑制剂共孵育后该效应消失。

3.2 骨折愈合促进

Micro-CT三维重建显示，治疗组4周时骨折线模糊度评分降低68%，组织学检测显示软骨内骨化进程加速。

3.3 抗氧化机制

在180 μM H₂O₂刺激下，甘草苷使凋亡蛋白Cleaved Caspase-3表达降低55%，同时BCL2抗凋亡蛋白上调2.1倍（p<0.01）。

4 讨论

研究创新性揭示甘草苷通过"ERK/JNK通路激活+NRF2抗氧化"双靶点协同作用：

1）ERK/JNK通路促进RUNX2核转位，加速骨基质分泌

2）NRF2通路清除骨折部位ROS（降低MDA水平42%）

3）突破现有单通路调节药物的局限性

5 结论

该研究为开发兼具成骨促进和抗氧化功能的骨折治疗药物提供了候选分子，未来需结合生物材料递送系统优化其临床转化应用。