活性小分子淫羊藿苷（Icariin）通过调控Hippo-YAP通路干预骨骺损伤的作用及其机制研究

Icariin, the major pharmacological active constituent of Herb Epimedium, could significantly accelerate the restoration of chondral defect. The mechanism of this effect is still not clear. In our previous studies, we found that Icariin could promote the dephosphorylation and activation of YAP protein in precarilaginous stem cells. Accumulation of activated YAP protein in nucleus may promote cell proliferation by up-regulating the mRNA levels of PCNA and Ki67.This study tries to elucidate the regulation of Icariin on the proliferation and apoptosis of precarilaginous stem cells in the inflammatory milieu and study the role of Hippo-YAP signaling pathway in this regulation process of Icariin. This study will further investigate the mechanism by which Icariin regulates Hippo-YAP pathway. Finally this study tries to confirm the healing effect of Icariin on the epiphyseal growth plate injury rats via Hippo-YAP pathway. The intensive study on the effect and mechanism of Icariin promoting growth plate injury repair via Hippo-YAP pathway will provide novel theoretical and experimental basis of the application of Icariin in epiphyseal growth plate injury patients.

活性小分子淫羊藿苷(Icariin)对软骨损伤有显著的治疗效果，但其作用机制仍未阐明。申请人在前期的研究中发现Icariin能够促进骨骺干细胞YAP蛋白去磷酸化激活；激活的YAP蛋白进入细胞核并上调增殖相关基因Ki67及PCNA的表达，进而调控骨骺干细胞生命状态。在此基础上，本项目拟体外培养骨骺干细胞并模拟骺板损伤局部的炎症环境，研究Icariin对炎症环境中骨骺干细胞增殖与凋亡的调控，探明Hippo-YAP通路在此调控过程中的地位及作用；深入研究Icariin调控Hippo-YAP通路的关键位点与具体机制；最后构建骺板损伤动物模型，验证Icariin对实验动物骺板损伤的修复作用以及对损伤处骺板软骨细胞增殖与凋亡的调控并并进一步验证Hippo-YAP通路在此过程中的关键作用。本课题的深入研究为Icariin应用于骺板损伤治疗提供理论及实验依据。

研究背景： .1、骨骺干细胞（PSCs）是一类具有持续增殖、自我更新及非对称分裂等特征的干细胞。可以分化成骺板软骨细胞，在骺板发育障碍及损伤修复过程中发挥重要作用。 2、研究表明淫羊藿苷（icariin）可降低氧化应激反应对细胞的损伤作用。 .研究方向： .1、研究淫羊藿苷（icariin） 对骨骺干细胞增殖的调控以及 Hippo-YAP 通路在此调控过程之中的作用;2、明确 Icariin 调控骺板软骨细胞增殖和分化的分子机制，及诱导干细胞成骨分化促进骨修复作用;3、建立骺板损伤动物模型，初步阐明 icariin 对于骨骺损伤修复的作用及其机制；4、针对骨骺干细胞及骺板软骨细胞开展实验。 .主要内容： .1、明确 Icariin 调控骺板软骨细胞增殖和分化的分子机制，及 Icariin 诱导干细胞成骨分化促进骨修复的作用；2、Icariin 在软骨表型维持中的作用；3、构建骺板损伤模型，探究负载 Icariin 的 PCL 生物材料对骺板损伤缩短和成角畸形的影响；4、课题的延续。 .重要成果： .1、Icariin 促进脂肪来源干细胞成骨分化以及血管生成，骨缺损修复。.2、Icariin 通过典型 Wnt 通路促进骨髓间充质干细胞成骨分化、抑制成脂分化。.3、Icariin 上调 IFT88 表达，促进骺板软骨细胞 II 型胶原和 SOX-9 蛋白表达增加，维持软骨细胞表型。 .4、MGF 调节骺板软骨细胞骨架积累和焦点粘附形成来触发 RhoA/Yap 激活并促进细胞迁移；MGF 促进粘附斑核心蛋白 vinculin 的表达和粘附斑激酶 FAK 的激活。 .5、构建大鼠骺板损伤模型，明确负载有 Icariin/骺板干细胞的 PCL 生物支架材料对骺板损伤的修复作用。 .6、淫羊藿苷通过线粒体融合和分裂、PI3K/AKT/mTOR 和 MAPK 途径保护骨髓间充质干细胞免受铁超载诱导的功能障碍，降低 ROS 产生，抑制细胞凋亡，抑制破骨细胞形成，消除铁超载诱导的骨髓间充质干细胞抑制成骨分化作用。.7、淫羊藿苷抑制铁超载诱导的成骨细胞凋亡，抑制 ROS 产生，促进 Runx2 和OPN 蛋白的表达， Runx2、ALP 和 OPN mRNA 的表达。 .科学意义：.为骺板的修复和再生提供潜在治疗策略基础。构建含有Icariin 的细胞支架，为骨缺损修复提供新选择。