基于“以脏补脏”理论的鹿茸Ⅰ型胶原抗骨质疏松作用机理研究

动物药活性强、资源广，但研究深度远远落后于植物药。鹿茸是动物药之首，临床用量大，疗效确切。我们前期研究发现鹿茸、鹿茸Ⅰ型胶原均具有抗骨质疏松作用。国外研究证实骨质疏松患者体内Ⅰ型胶原α2链发生基因突变，提示鹿茸Ⅰ型胶原可能是鹿茸抗骨质疏松作用的重要活性成分。目前鹿茸Ⅰ型胶原可用于治疗骨质疏松症尚未见公开报道。本实验通过分离提纯得到鹿茸Ⅰ型胶原，拟观察其对骨质疏松动物模型的治疗作用、对成骨细胞发展过程的调控、研究其与骨韧性的关系，阐释其抗骨质疏松的作用机制。实验成果将丰富和完善中医"以脏补脏"理论，为拓展动物药的研究模式提供借鉴，为临床应用提供实验支撑和科学依据。

本项目基于“以脏补脏”传统理论，不仅是根据同气相求的原理，利用动物的内脏来补养和治疗人体内脏的“虚”与“损”，更是在分子水平对于机体功能的调整与修复，赋予这一传统学说现代科学内涵。本研究首先将鹿茸I型胶原酶解得到酶解物CSDV，并进行理化性质的测定。采用去势大鼠和糖皮质激素所致骨质疏松大鼠两种动物模型研究CSDV抗骨质疏松的作用，应用代谢组学方法寻找出其抗骨质疏松潜在生物标记物；并在细胞水平研究其对骨髓基质干细胞（BMSC）的诱导分化和对成骨细胞分子作用机制研究。结果显示，CSDV的平均收率为12.52%，平均蛋白含量56.89%，分子量集中在31kDa以下，氨基酸成分分析，含有胶原特有氨基酸羟脯氨酸，含量为6.71%；对去势雌性大鼠和糖皮质激素所致骨质疏松大鼠动物模型实验结果，表明经 CSDV 治疗后,骨密度明显升高、骨生物力学指标明显改变：最大载荷、最大挠度、骨应变都增大，骨形态计量学指标骨小梁占视域面积百分数（TBV）增大、平均骨小梁间距（MTPS）减小，CSDV能增加去势大鼠骨钙素（BGP）、碱性磷酸酶（ALP）水平，减少骨吸收。同时CSDV能明显增加糖皮质激素大鼠骨质疏松动物模型COL-1的蛋白表达水平，促进骨形成，增加骨韧性，应用主成分分析（PCA）筛选出氨基乙磺酸可被作为临床检测骨质疏松的一个生物标记，而鹿茸胶原酶解物能够改变尿液中此种生物代谢成分；本研究进一步在细胞和分子水平探讨其抗骨质疏松机制，结果显示CSDV通过通过调节BMP2-p38MAPK、ERK1/2传导通路，上调Runx2、Osx基因将BMSCs诱导分化为成骨细胞，其中BMP2-p38MAPK信号转导途径起主要作用，而对大鼠成骨样细胞ROS1728、人成骨样细胞U2OS不促进增殖，但能使其功能增强，并呈现时间依赖性。并能通过调控OPG/RANKL信号转导途径，抑制破骨细胞的分化、成熟。.　　　本课题从整体、细胞、分子水平逐层深入，从CSDV对不同类型骨质疏松保护作用、代谢产物的分析，以及对骨吸收和骨形成动态平衡的综合调节，从信号通路深入研究其靶点调控作用机制，赋予鹿茸“强骨”传统功效现代科学内涵，为研究鹿茸防治骨质疏松获得了更为科学详实的实验资料，为进一步开发鹿茸产品抗骨质疏松的现代生物学机制奠定了基础，提高了鹿茸的科技附加值。