中药复方通过β-连环蛋白调控骨骼肌卫星细胞成骨与成肌分化修复骨少肌少性骨折

　　本研究针对老年骨少肌少性骨折（Osteosarcopenic fractures）这一新兴综合征，通过传统中药复方（HD）干预，首次证实其作为β-catenin激动剂，可动员骨骼肌卫星细胞（SMSCs）迁移至骨折区，促进其成骨与成肌分化，加速骨质疏松性骨折愈合并改善肌少症。研究利用条件性基因敲除小鼠模型，结合分子生物学与组织学技术，深入揭示了HD通过β-catenin信号通路调控SMSCs的双向分化机制，为中医药治疗骨肌共病提供了新的理论依据和治疗策略。

　　

随着全球老龄化进程加速，骨少肌少性骨折（Osteosarcopenic fractures）作为一种新兴的老年综合征日益凸显，其特征是肌少症（Sarcopenia）与骨质疏松性骨折（Osteoporotic fractures, OPFs）共存，骨折愈合延迟且再骨折风险显著升高。目前尚无特效药物能同时针对骨骼与肌肉系统进行协同治疗。骨骼肌卫星细胞（Skeletal Muscle Satellite Cells, SMSCs）作为位于肌纤维基底膜下的干细胞群，不仅参与肌肉再生，近年研究发现其还具有多向分化潜能，包括成骨分化，但具体机制尚不明确。β-连环蛋白（β-catenin）作为Wnt信号通路的核心分子，在骨骼发育、肌肉再生及干细胞分化中扮演关键角色，但其在SMSCs介导的骨折修复中的作用仍待深入探索。

在此背景下，上海中医药大学附属龙华医院脊柱研究所团队在《Stem Cell Research & Therapy》发表了最新研究成果，探讨了传统中药复方“健脾补肾方”（Herbal Decoction, HD）通过调控β-catenin信号通路，促进SMSCs成骨与成肌分化，从而加速骨少肌少性骨折愈合的作用机制。

研究团队主要采用了以下关键技术方法：首先，通过卵巢切除（OVX）联合胫骨骨折手术建立小鼠骨质疏松性骨折模型；其次，利用Pax7-CreERT2/+;β-cateninfx/fx条件性基因敲除（cKO）小鼠特异性敲除SMSCs中的β-catenin基因；第三，通过micro-CT扫描、组织学染色（H&E、Masson、ABHO）、免疫组化/免疫荧光（检测β-catenin、Pax7、BrdU、MyoD等标志物）及Western blot、RT-PCR等分子生物学技术分析骨与肌肉的形态与分子变化；第四，采用高效液相色谱-质谱联用（HPLC-Q-TOF）和网络药理学分析HD的活性成分及作用靶点；最后，通过GO和KEGG富集分析揭示HD调控的生物学过程与信号通路。

HD mediatesβ-catenin to promote OPF healing

Micro-CT三维重建显示，HD处理组在骨折后7天和14天均表现出更显著的骨痂生成和成熟度提升，骨体积分数（BV/TV）和骨小梁数量（Tb.N）显著增加（P<0.05, P<0.01）。组织学染色进一步证实HD组软骨痂形成和改建更早完成，免疫组化显示β-catenin在骨痂软骨细胞中表达上调。RT-PCR分析发现HD显著促进成骨相关基因Runx2、肌干细胞标志Pax7及β-catenin下游靶点Axin2的表达（P<0.01, P<0.001）。

Knockdown ofβ-catenin in SMSCs with sarcopenia

在条件性敲除β-catenin的小鼠中，肌肉湿重系数显著降低（*P<0.001），H&E染色显示肌纤维间隙增大、结构松弛，提示肌少症表型。免疫组化证实β-catenin蛋白表达下调，而HD干预可部分逆转这一现象，但未能恢复至野生型水平，表明β-catenin是HD发挥作用的关键通路。

Up-regulation ofβ-catenin regulates SMSCs and promotes myogenic differentiation

Western blot显示敲除β-catenin后，肌源性分化标志MyoD和MEF2C表达降低，而HD处理可促进其表达。RT-PCR发现β-catenin下游靶点TCF1、AXIN1/2及肌源性基因MYOD1、Myogenin、MYF5表达下调（*P<0.001）。免疫荧光双标（Pax7+BrdU、Pax7+Sca1）证实HD增强SMSCs增殖与迁移能力。

Knockdown ofβ-catenin in SMSCs results in osteoporosis and delayed bone healing

X射线和micro-CT分析显示，敲除β-catenin后骨折愈合延迟，骨痂连接不良，BV/TV、Conn.Dens和Tb.Th值显著降低（*P<0.001）。组织学染色发现软骨痂形成减少，硬骨痂改建延迟。HD干预可部分改善骨愈合，但效果不及野生型组，反向证实HD主要通过β-catenin依赖途径发挥作用。

Up-regulation ofβ-catenin controls the osteogenic differentiation of SMSCs and enhances the recovery of OPF

Safranin-fast green染色显示HD促进胶原纤维沉积和骨保护素（OPG）表达（*P<0.001）。免疫荧光证实HD上调Pax7+Sca1和Pax7+BrdU共表达，增强SMSCs增殖与分化能力。

Active compound analysis by herbal decoction

HPLC-Q-TOF鉴定出HD中27种活性成分，包括丹酚酸B（Salvianolic acid B）、淫羊藿苷（Icariin）、蛇床子素（Osthole）等，网络药理学分析提示其核心靶点涉及IL6、AKT1、TNF等，富集于PI3K-Akt、MAPK等通路。

讨论与结论

本研究首次揭示传统中药复方HD通过激活β-catenin信号通路，双向调控SMSCs的成骨与成肌分化，协同促进骨少肌少性骨折愈合。条件性敲除实验证实β-catenin缺失会导致肌少症和骨质疏松，而HD干预可部分逆转这一表型，但其效果依赖于β-catenin通路的存在。网络药理学进一步提示HD的多成分、多靶点特性可能通过调控炎症、氧化应激等途径协同发挥作用。该研究不仅为中医药治疗老年骨肌共病提供了科学依据，也为开发靶向SMSCs的再生疗法提供了新思路。未来研究可进一步优化HD组方配比，深入探索其药代动力学特性及临床转化潜力。