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Phytomedicine (中科院1区-TOP期刊)I 破局骨质疏松:松果菊苷靶向HSC70,斩断破骨细胞过度激活通路! (李萍/李飞-中国药科大学)

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2026年4月10日,中国药科大学天然药物国家重点实验室李萍李飞团队联合新疆第二医学院药学院李建光团队、江苏省中医院/南京中医药大学附属医院骨科王磊团队,在Phytomedicine中科院1区TOP期刊,IF=8.3)在线发表题为 “Echinacoside targets HSC70 to inhibit osteoclastogenesis and ameliorate ovariectomy-induced osteoporosis” 的研究论文。该研究聚焦天然产物松果菊苷(Echinacoside, ECH)抗骨质疏松的关键靶点与分子机制,首次系统揭示HSC70是ECH调控骨重塑、抑制破骨细胞生成的重要直接靶点。

骨质疏松症是最常见的代谢性骨病之一,其核心病理在于骨形成与骨吸收失衡,尤其是破骨细胞过度活化导致骨量快速丢失。现有治疗策略多集中于促进成骨或抑制骨吸收的单一环节,而能够兼具“促成骨—抗破骨”双重调控潜力的药物仍相对有限。因此,寻找新的骨重塑调控靶点,并开发精准干预策略,是骨质疏松防治领域的重要方向。

松果菊苷是来源于肉苁蓉的天然苯乙醇苷类化合物,既往研究提示其具有改善骨丢失的潜力,但其是否能够直接调控破骨细胞生成,以及背后的精确靶点仍不清楚。本研究通过小分子亲和层析、LC-MS/MS蛋白筛选、分子动力学模拟、RANKL诱导破骨细胞生成模型、OVX诱导骨质疏松大鼠模型以及临床样本验证,构建了从“靶点发现—机制解析—动物验证—临床相关性观察”的完整证据链。

研究发现,HSC70是松果菊苷发挥抗破骨细胞生成作用的关键细胞靶点。分子动力学模拟进一步确认,HSC70的ARG36和ARG272是ECH结合的主要氨基酸位点,二者共同支撑了ECH-HSC70复合物的稳定形成。更重要的是,HSC70在骨质疏松细胞模型、OVX大鼠模型以及临床骨质疏松患者样本中均呈现明显上调,提示HSC70不仅是一个药物结合靶点,更可能是参与骨质疏松发生发展的关键调控因子。

机制上,ECH通过靶向HSC70促进IKKβ发生泛素化介导的降解,从而抑制IKKβ-NF-κB信号轴活化,最终阻断破骨细胞分化及骨吸收功能。与ECH处理结果一致,敲低Hsc70同样能够抑制TRAP阳性破骨细胞形成、F-actin环形成及骨吸收活性,进一步证明HSC70在破骨细胞生成中的关键作用。

在体内实验中,ECH显著改善OVX诱导的大鼠骨丢失和骨代谢紊乱,提高骨密度、骨体积分数、骨小梁数量和骨小梁厚度,并降低骨吸收相关指标。进一步的功能验证显示,Hsc70过表达可在正常大鼠中诱导骨丢失,而Hsc70敲低则可缓解OVX大鼠骨丢失;同时,无论过表达还是敲低Hsc70,均会削弱甚至消除ECH的治疗作用,说明ECH的抗骨质疏松效应高度依赖其对HSC70的靶向调控。

该研究的亮点在于:一方面,从天然产物松果菊苷出发,明确了其抗骨质疏松作用的直接靶点HSC70;另一方面,揭示了“HSC70—IKKβ泛素化降解—NF-κB信号抑制—破骨细胞生成受阻”这一新的骨重塑调控轴。研究不仅拓展了HSC70在代谢性骨病中的功能认识,也为松果菊苷作为新型HSC70抑制剂的进一步开发提供了重要实验依据。

总体来看,该研究将天然药物活性成分、靶点发现技术和骨代谢疾病机制研究紧密结合,提出了以HSC70为核心的骨质疏松精准干预新思路。松果菊苷有望作为兼具天然产物优势和明确分子靶点的新型候选药物,为代谢性骨病治疗提供新的转化方向。

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摘要

背景:松果菊苷(ECH)是一种从肉苁蓉中分离获得的天然苯乙醇苷类化合物,在抗骨质疏松症(OP)方面显示出良好的治疗潜力。然而,其具体分子靶点及相关作用机制尚未完全阐明。

目的:本研究结合小分子亲和层析、RANKL诱导的破骨细胞生成模型以及卵巢切除(OVX)诱导的大鼠骨质疏松模型,系统探讨ECH发挥抗骨质疏松作用的分子靶点及机制。

方法:采用小分子亲和层析和分子动力学模拟鉴定ECH的直接分子靶点及其潜在结合位点。随后,结合分子生物学技术,利用RANKL诱导的破骨细胞生成模型进一步阐明ECH调控骨稳态的分子机制。最后,在OVX诱导的大鼠骨质疏松模型中验证ECH的体内抗骨质疏松作用。

结果:本研究发现,热休克同源71 kDa蛋白(HSC70)是ECH调控破骨细胞生成的关键细胞靶点。HSC70的ARG36和ARG272氨基酸被证实为ECH的主要结合位点。值得注意的是,HSC70在骨质疏松模型和临床患者样本中均显著上调。从机制上看,ECH通过促进IKKβ的泛素化介导降解来抑制破骨细胞生成。此外,敲低Hsc70表现出与ECH处理相似的生物学效应。体内研究证实,ECH通过靶向HSC70,显著改善OVX诱导的大鼠骨质疏松模型中的骨丢失和代谢紊乱。具体而言,Hsc70过表达可在正常大鼠中诱导骨丢失;相反,Hsc70敲低可缓解OVX大鼠的骨丢失。此外,Hsc70过表达和敲低均会消除ECH在OVX大鼠中的治疗作用。

结论:本研究揭示HSC70是骨重塑的新型调控因子,并提出ECH作为一种新的HSC70抑制剂,具有成为潜在治疗药物的前景。本研究为骨质疏松的发病机制提供了重要认识,并为代谢性骨病提出了一种创新的靶向治疗策略。


01

研究背景及科学问题

骨质疏松症(OP)是最常见的代谢性骨病,主要发生于绝经后女性。其特征是骨密度(BMD)降低和骨微结构破坏,从而导致骨折风险升高。骨骼健康依赖于破骨细胞介导的骨吸收与成骨细胞介导的骨形成之间的动态平衡。OP表现为骨形成减少和破骨性骨吸收增强。针对骨重塑、同时调节合成代谢和分解代谢通路,是OP再生治疗的一项基础策略。目前OP治疗主要通过促进成骨或抑制骨吸收来降低骨折风险。多数药物治疗通过靶向成骨细胞或破骨细胞来控制症状。然而,临床上仍缺乏能够同时促进骨形成并抑制骨吸收的有效药物。

热休克同源71 kDa蛋白(HSC70/HSPA8)是一种关键分子伴侣,具有组成型表达特点,对维持细胞稳态至关重要,并参与蛋白折叠、转运和降解等过程。HSC70与疾病病理生理过程关系密切,因此被认为是一个具有潜力的治疗靶点。近期研究提示,HSC70与骨代谢异常之间存在紧密联系。HSC70介导的PRL2自噬性降解对于破骨细胞形成和炎症性骨破坏具有重要作用。此外,同时敲低HSC70和MNSFβ可抑制RANKL刺激下的破骨细胞形成。因此,利用天然来源小分子靶向HSC70并调节其活性,是一种有前景的OP治疗方式。然而,利用天然化合物靶向HSC70以调控骨重塑,目前仍研究不足。

小分子亲和层析是药物靶点鉴定的有效方法。天然产物是药物发现中生物活性化合物的重要来源。因此,探索具有骨重塑调控作用的天然化合物,有助于揭示其靶点及骨代谢中的新调控机制。松果菊苷(ECH)是来源于肉苁蓉的一种活性苯乙醇苷类化合物,已显示出神经保护和抗癌作用。我们此前的研究表明,ECH可促进成骨细胞分化,并减轻卵巢切除(OVX)大鼠的骨丢失,提示其可能具有治疗OP的潜力。然而,ECH对破骨细胞生成的调控作用及其抗骨质疏松的精确机制仍很大程度上未知。本研究旨在通过结合小分子亲和层析以及一系列体内外实验,探讨ECH对破骨细胞生成的影响,并进一步阐明其潜在分子机制。

本研究利用ECH偶联微珠进行小分子亲和层析,并结合后续蛋白质谱筛选,鉴定HSC70为ECH的直接结合靶点。重要的是,HSC70在OP模型和临床患者样本中高表达。从机制上看,HSC70通过调控IKKβ泛素化来调节破骨细胞生成。ECH在体内通过直接靶向HSC70改善OVX诱导的骨丢失。综上,本研究揭示了HSC70中可用于药物干预的骨重塑热点,并提出ECH可能作为治疗代谢性骨病的潜在HSC70抑制剂。

02

重要发现及亮点

HSC70是ECH的细胞靶点

抑制破骨细胞生成是改善OP的有效策略。因此,我们首先在RANKL诱导的RAW 264.7细胞中评估ECH抑制破骨细胞生成的潜力。结果显示,在最高50 μM浓度范围内,ECH处理未产生明显细胞毒性。随后,我们考察了ECH的抗破骨细胞生成作用。ECH处理显著阻断了RANKL刺激下的破骨细胞生成。此外,ECH有效抑制了RANKL诱导的破骨细胞生成相关基因Nfatc1、Ctsk、c-Fos和Acp5的转录上调。ECH还显著抑制了RANKL刺激的RAW 264.7细胞中F-actin环形成和骨吸收活性。总体而言,这些结果表明ECH可在体外有效抑制破骨细胞生成。

细胞靶点是ECH介导骨稳态调节作用的分子基础。为鉴定这些靶点,我们构建了ECH偶联的环氧活化Sepharose 6B微珠(ECH beads),作为一种亲和工具,用于分离可直接与ECH相互作用的蛋白。随后采用考马斯亮蓝染色和液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)对捕获蛋白进行可视化和鉴定。值得注意的是,在鉴定到的蛋白中,HSC70的丰度最高。因此,我们推测HSC70可能是ECH的直接细胞靶点。进一步实验显示,HSC70可被ECH beads拉下,而过量游离ECH可竞争性抑制这一相互作用。此外,在另一篇已接收但尚未发表的文章中,我们已通过细胞热迁移实验、药物亲和反应靶点稳定性实验、生物层干涉技术等方法证实ECH能够直接结合HSC70。

随后,我们对HSC70-ECH复合物进行了1000 ns分子动力学(MD)模拟,以评估其稳定性、柔性和紧密性。采用均方根偏差(RMSD)评估HSC70-ECH复合物的结构稳定性。RMSD分析显示,HSC70-ECH复合物在约200 ns模拟后达到结构稳定。通过分析氨基酸残基的均方根波动(RMSF)评估残基特异性柔性。RMSF结果显示,HSC70的N端和C端区域具有更高的内在柔性。这些末端区域的动态波动可能在调控HSC70活性及其与ECH相互作用中发挥关键作用。采用回转半径(Rg)分析监测HSC70-ECH复合物在模拟过程中的结构紧密性,其平均Rg值为2.52 nm。由于氢键对于稳定受体-配体复合物至关重要,因此分析了HSC70与ECH之间的氢键。结果显示,模拟过程中氢键数量逐渐增加,提示结合稳定性增强。为量化结合亲和力,采用MM/PBSA方法进行分析。ECH-HSC70复合物的结合能为−36.59 kcal/mol,表明二者之间存在强相互作用。此外,残基特异性能量分解分析鉴定出14个参与ECH结合的氨基酸残基。综上,这些结果证实ECH可直接结合HSC70并形成稳定复合物。

HSC70的ARG36和ARG272氨基酸被鉴定为ECH的结合位点

残基特异性能量分解分析显示,有14个氨基酸残基参与ECH结合,其中ARG36和ARG272是主要贡献残基。为验证这一结果,我们采用丙氨酸扫描突变,将关键残基ASN35、ARG36、ASP53、GLU231、THR265、ARG272和ASN364替换为丙氨酸。上述位点突变显著削弱了HSC70-ECH复合物的整体稳定性、柔性和紧密性,其中ARG36/ARG272双突变的影响最为明显。这些特定位点突变还破坏了氢键形成,并提高了复合物能量和结合能,提示结合亲和力减弱。综上,MD模拟表明HSC70能够与ECH形成稳定复合物,其中ARG36和ARG272是高亲和力结合所必需的关键残基。

HSC70在OP模型和临床患者样本中高表达

为阐明HSC70在OP中的潜在功能,我们检测了HSC70在OP细胞模型、动物模型和患者样本中的表达。qRT-PCR分析显示,在RANKL诱导的破骨细胞生成过程中,Hsc70 mRNA水平自第3天起显著上调。同时,WB分析显示HSC70蛋白水平在破骨细胞生成过程中升高。与此一致,我们在OVX大鼠和OP患者的骨组织中均观察到HSC70水平升高。此外,与健康个体相比,OP患者血浆HSC70水平显著升高。总体而言,这些结果表明HSC70表达在OP中发生失调,药理学抑制HSC70可能是一种可行的OP治疗策略。


敲低HSC70抑制破骨细胞生成

为阐明HSC70在破骨细胞生成中的功能作用,我们使用强效HSC70抑制剂VER-155008处理RAW 264.7细胞。结果一致显示,VER-155008处理可抑制RANKL诱导的破骨细胞生成相关基因表达。随后,我们研究了Hsc70敲低对RANKL刺激下RAW 264.7细胞破骨细胞生成的影响。Hsc70敲低显著阻碍了TRAP阳性多核破骨细胞的形成。此外,qRT-PCR分析显示,Hsc70缺失削弱了破骨细胞生成相关基因的激活。F-actin染色结果显示,Hsc70敲低阻断了F-actin环形成。同时,Hsc70敲低抑制了破骨细胞的骨吸收活性。综上,这些结果表明Hsc70敲低可抑制破骨细胞生成。

HSC70通过IKKβ-NF-κB轴调控破骨细胞生成

鉴于RANKL激活的NF-κB信号对破骨细胞生成至关重要,我们分析了RANKL刺激并经ECH处理的RAW 264.7细胞中的NF-κB信号活性。ECH有效阻断了RANKL诱导的NF-κB转录活化,并阻止NF-κB p65核转位。类似地,VER-155008处理也抑制了RANKL触发的NF-κB p65核转位。值得注意的是,ECH和VER-155008均不影响总NF-κB p65蛋白水平。此外,Hsc70敲低同样不改变NF-κB p65蛋白水平,但可阻止RANKL诱导的NF-κB p65入核。

进一步研究显示,ECH处理降低了IKKβ蛋白水平,从而导致RANKL处理细胞中IκBα磷酸化水平下降。Hsc70敲低同样降低IKKβ表达,并进一步减少IκBα磷酸化。此外,ECH处理和Hsc70敲低均促进IKKβ降解。蛋白酶体抑制剂MG-132的使用可消除ECH诱导的IKKβ降解,说明该降解过程通过蛋白酶体途径发生,并伴随IKKβ泛素化增加。类似地,HSC70敲低也增加了IKKβ泛素化和降解。综上,这些数据表明HSC70通过IKKβ-NF-κB轴调控破骨细胞生成。

ECH靶向HSC70缓解卵巢切除大鼠模型中的OP

为证明ECH在体内通过靶向HSC70抑制破骨细胞生成,我们建立了卵巢切除(OVX)诱导的OP大鼠模型和Hsc70过表达OVX大鼠模型(OVX+AAV9-Hsc70),并通过灌胃给予ECH处理10周。AAV9介导的Hsc70过表达通过OVX大鼠膝关节腔注射实现。ECH剂量依据既往研究设定。与Sham组相比,OVX组体重显著升高。ECH处理轻度减弱了这种体重增加,而OVX大鼠中Hsc70过表达对体重无显著影响。

Micro-CT分析显示,与Sham+AAV9-Vector组相比,OVX+AAV9-Vector组的BMD、骨体积分数(BV/TV)、骨小梁数量(Tb.N)、骨小梁厚度(Tb.Th)和连接密度(Conn.D)显著降低,而结构模型指数(SMI)升高,表现出典型OP病理特征。ECH处理显著改善BMD、BV/TV、Tb.N、Tb.Th和Conn.D,并降低SMI。然而,Hsc70过表达消除了ECH的这些治疗作用。

骨特异性碱性磷酸酶(BALP)和Ⅰ型前胶原N端前肽(PINP)是典型骨形成生物标志物,而Ⅰ型胶原C端交联肽(CTX-1)是骨吸收生物标志物。进一步结果显示,OVX组血清PINP降低,而BALP和CTX-1升高。ECH可逆转这些变化,但Hsc70过表达阻断了ECH介导的PINP、BALP和CTX-1水平恢复。H&E染色和TRAP染色显示,ECH改善骨微结构并抑制破骨细胞生成,而Hsc70过表达抵消了ECH对TRAP阳性破骨细胞的抑制作用。值得注意的是,单独Hsc70过表达即可在正常大鼠中诱导骨丢失。综上,这些数据表明,ECH通过靶向HSC70缓解OVX大鼠模型中的OP。

Hsc70敲低缓解卵巢切除大鼠模型中的OP

为探讨Hsc70沉默对骨表型及ECH体内治疗作用的影响,我们建立了OVX诱导的OP大鼠模型和Hsc70敲低OVX大鼠模型,并通过灌胃给予ECH处理10周。AAV9介导的Hsc70敲低通过大鼠膝关节腔注射实现。体重结果显示,与NC shRNA+OVX组相比,Hsc70 shRNA+OVX组大鼠体重显著降低,提示Hsc70敲低减轻了OVX诱导的大鼠体重增加。此外,Hsc70 shRNA+OVX组与Hsc70 shRNA+OVX+ECH组之间体重无显著差异,说明Hsc70敲低消除了ECH对大鼠体重的影响。

Micro-CT分析显示,与NC shRNA+OVX组相比,Hsc70 shRNA+OVX组的BMD、BV/TV、Tb.N、Tb.Th和Conn.D显著升高,而骨小梁分离度(Tb.Sp)降低,表明Hsc70敲低可缓解OVX诱导的骨丢失和OP表型。然而,Hsc70敲低完全抵消了ECH在OVX大鼠中的治疗作用。H&E染色和TRAP染色显示,Hsc70敲低改善骨微结构并抑制破骨细胞生成。同时,Hsc70敲低破坏了ECH对骨微结构的有益作用及其对破骨细胞生成的抑制作用。综上,这些结果表明,Hsc70敲低可显著减轻OVX大鼠的骨丢失。


图1. HSC70是ECH的细胞靶点。
(A)松果菊苷(ECH)的化学结构。(B)ECH处理48 h和72 h后对RAW 264.7细胞活力的影响,n=4。(C-D)RANKL刺激的RAW 264.7细胞经ECH处理7天后的TRAP染色图像及破骨细胞生成定量分析。比例尺,500 μm;n=3。(E-H)qRT-PCR分析RANKL刺激的RAW 264.7细胞经ECH处理72 h后Nfatc1、Ctsk、c-Fos和Acp5的mRNA水平,n=3。(I-J)RANKL刺激的RAW 264.7细胞经ECH处理7天后的F-actin染色图像及F-actin环定量分析。比例尺,200 μm;n=3。(K-L)RANKL刺激的RAW 264.7细胞经ECH处理10天后的骨吸收陷窝图像及陷窝面积定量分析。比例尺,200 μm;n=3。(M)ECH pull-down实验的代表性凝胶图像,n=3。(N)LC-MS/MS在RAW 264.7细胞中筛选出的前八个潜在ECH结合蛋白。(O)Pull-down实验验证ECH与RAW 264.7细胞中HSC70的结合,n=3。(P)RMSD分析反映HSC70-ECH复合物的结构稳定性。(Q)RMSF分析显示HSC70-ECH复合物的残基特异性柔性。(R)Rg分析评估HSC70-ECH复合物的结构紧密性。(S)模拟过程中HSC70与ECH之间的氢键数量。(T)MM/PBSA计算得到的HSC70-ECH复合物结合自由能。(U)HSC70-ECH相互作用的残基能量分解。TDC:总分解贡献;SDC:侧链分解贡献;BDC:骨架分解贡献。数据以均数±标准差表示。***p<0.001,**p<0.01。ns,差异无统计学意义。


图2. HSC70的ARG36和ARG272氨基酸被鉴定为ECH的结合位点。
(A)HSC70突变体-ECH复合物的RMSD分析。(B)HSC70突变体-ECH复合物的RMSF分析。(C)HSC70突变体-ECH复合物的Rg分析。(D)HSC70突变体与ECH之间的氢键数量。(E)HSC70突变体-ECH复合物的能量分析。(F)HSC70突变体-ECH复合物的结合自由能分析。


图3. HSC70在OP模型和临床患者样本中高表达。
(A-C)通过qRT-PCR和WB定量检测RAW 264.7细胞破骨细胞生成过程中HSC70的表达,n分别为3和3。(D-E)Sham和OVX大鼠胫骨切片中HSC70免疫组织化学代表性图像及定量分析。比例尺,500 μm;n=3。每组定量分析5张图像。(F)健康对照(n=1)和OP患者(n=1)股骨切片的H&E染色及HSC70免疫组织化学代表性图像。比例尺,5 mm。(G)健康对照(n=29)和OP患者(n=29)血浆HSC70水平。数据以均数±标准差表示。***p<0.001,**p<0.01,*p<0.05。ns,差异无统计学意义。


图4. Hsc70敲低抑制破骨细胞生成。
(A-B)TRAP染色显示,在RANKL刺激7天后,Hsc70敲低的RAW 264.7细胞中破骨细胞形成减少。比例尺,500 μm;n=3。(C-G)qRT-PCR分析RANKL刺激72 h后Hsc70敲低RAW 264.7细胞中Nfatc1、Ctsk、c-Fos和Acp5的mRNA水平,n=3。(H-I)RANKL刺激7天后Hsc70敲低RAW 264.7细胞的F-actin染色图像及F-actin环定量分析。比例尺,200 μm;n=3。(J-K)RANKL刺激10天后Hsc70敲低RAW 264.7细胞的骨吸收陷窝图像及陷窝面积定量分析。比例尺,200 μm;n=3。数据以均数±标准差表示。***p<0.001,**p<0.01,*p<0.05。


图5. HSC70通过IKKβ-NF-κB轴调控破骨细胞生成。
(A)WB分析RANKL刺激的RAW 264.7细胞经ECH处理8 h后核内和胞质NF-κB p65蛋白水平,n=3。(B)免疫荧光染色及定量分析RANKL刺激的RAW 264.7细胞经ECH处理8 h后的NF-κB p65核转位。比例尺,25 μm。(C)RANKL刺激8 h后Hsc70敲低RAW 264.7细胞中核内和胞质NF-κB p65蛋白水平,n=3。(D)免疫荧光染色及定量分析RANKL刺激8 h后Hsc70敲低RAW 264.7细胞中的NF-κB p65核转位。比例尺,25 μm。(E)WB分析RANKL刺激的RAW 264.7细胞经ECH处理8 h后IKKβ和p-IκBα水平,n=3。(F)RANKL刺激8 h后Hsc70敲低RAW 264.7细胞中IKKβ和p-IκBα蛋白水平,n=3。(G)293T细胞经ECH(20 μM)处理不同时间后进行环己酰亚胺(CHX,50 μg/ml)追踪实验,并通过WB分析IKKβ蛋白水平,n=3。(H)Hsc70敲低RAW 264.7细胞经10 μg/ml CHX处理不同时间后IKKβ降解动力学,通过WB分析IKKβ蛋白水平,n=3。(I)RAW 264.7细胞先经MG-132处理,再暴露于ECH 8 h,检测并定量IKKβ相对蛋白水平,n=3。(J)293T细胞转染Myc-IKKβ和HA-Ub质粒48 h后,经ECH处理24 h并经MG-132处理8 h,进行共免疫沉淀实验。泛素化IKKβ用抗Myc微珠免疫沉淀,并用抗HA抗体检测,n=3。(K)293T细胞转染Myc-IKKβ和HA-Ub质粒24 h后,再转染靶向HSC70的siRNA 48 h,并经MG-132处理8 h,进行共免疫沉淀实验。泛素化IKKβ用抗Myc微珠免疫沉淀,并用抗HA抗体检测,n=3。数据以均数±标准差表示。***p<0.001,**p<0.01,*p<0.05。ns,差异无统计学意义。


图6. ECH靶向HSC70缓解卵巢切除大鼠模型中的OP。
(A)AAV9介导Hsc70递送及ECH处理OVX大鼠的实验设计。(B)各实验组大鼠体重监测,n=7/组。(C)各实验组大鼠股骨代表性micro-CT图像及三维重建图,n=5/组。(D-I)基于C图的骨小梁组织形态计量学分析:BMD、BV/TV、Tb.N、Tb.Th、SMI和Conn.D,n=5/组。(J-L)各实验组大鼠血清PINP、BALP和CTX-1水平,n=6/组。(M)各实验组大鼠胫骨切片H&E和TRAP染色代表性图像。黑色箭头表示TRAP阳性细胞。比例尺分别为200 μm和100 μm;n=3/组。(N)各实验组大鼠胫骨切片H&E和TRAP染色图像定量分析。每组定量分析5张图像。(O-P)各实验组大鼠胫骨切片HSC70免疫组织化学代表性图像及定量分析。比例尺,500 μm;n=3/组。每组定量分析5张图像。数据以均数±标准差表示。***p<0.001,**p<0.01,*p<0.05。ns,差异无统计学意义。


图7. Hsc70过表达诱导正常大鼠骨丢失。
(A)AAV9介导Hsc70过表达与空载体(AAV9-Vector)在大鼠中的实验设计。(B)对照组(Vector)和Hsc70过表达组股骨代表性micro-CT图像及三维重建图,n=3/组。(C-H)基于B图的骨小梁组织形态计量学分析:BMD、BV/TV、Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp和SMI,n=3/组。(I)AAV9-Vector组和AAV9-Hsc70组大鼠胫骨切片H&E和TRAP染色代表性图像。黑色箭头表示TRAP阳性细胞。比例尺分别为200 μm和100 μm;n=3/组。(J)AAV9-Vector组和AAV9-Hsc70组大鼠胫骨切片H&E和TRAP染色图像定量分析。每组定量分析5张图像。(K-L)AAV9-Vector组和AAV9-Hsc70组大鼠胫骨切片HSC70免疫组织化学代表性图像及定量分析。比例尺,500 μm;n=3/组。每组定量分析5张图像。数据以均数±标准差表示。***p<0.001,**p<0.01,*p<0.05。


图8. Hsc70敲低缓解卵巢切除大鼠模型中的OP。
(A)AAV9介导Hsc70 shRNA递送及ECH处理OVX大鼠的实验设计。(B)各实验组大鼠体重监测,n=7/组。(C)各实验组大鼠股骨代表性micro-CT图像及三维重建图,n=5/组。(D)基于C图的骨小梁组织形态计量学分析:BMD、BV/TV、Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp和Conn.D,n=5/组。(E)各实验组大鼠胫骨切片H&E和TRAP染色代表性图像。黑色箭头表示TRAP阳性细胞。比例尺分别为200 μm和100 μm;n=5/组。(F)各实验组大鼠胫骨切片H&E和TRAP染色图像定量分析。每组定量分析5张图像。(G-H)各实验组大鼠胫骨切片HSC70免疫组织化学代表性图像及定量分析。比例尺,500 μm;n=5/组。数据以均数±标准差表示。***p<0.001,**p<0.01,*p<0.05。ns,差异无统计学意义。


图9. ECH通过抑制HSC70介导破骨细胞生成的机制示意图。

【Citation】:Han D, Wu QT, Wang L, Li JG, Li P, Li F. Echinacoside targets HSC70 to inhibit osteoclastogenesis and ameliorate ovariectomy-induced osteoporosis.Phytomedicine. Published online April 10,2026.

贡献★★★★★

综上,本研究鉴定HSC70为ECH的直接细胞靶点。值得注意的是,HSC70在OP中病理性上调,并通过调控IKKβ的泛素化介导降解正向调节破骨细胞生成。此外,ECH靶向HSC70可在体内有效减轻骨丢失。总体而言,这些发现为OP提供了潜在治疗靶点,并鉴定ECH是一种新的HSC70抑制剂,在OP治疗中具有重要转化潜力。

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