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今天分享的这是一篇浙中医团队近期发表在中医药神刊“Phytomedicine”上的题为：Qi-Gu Capsule Alleviates Osteoporosis by Inhibiting Mesenchymal Stem Cell Senescence via the HIF-1α/AMPK Axis内容，主要研究的是中药复方芪骨胶囊（QGC）对骨质疏松症（OP）治疗机制的探索，首次系统的揭示了QGC通过激活HIF-1α/AMPK信号轴来减轻氧化应激和细胞衰老，该研究结合网络药理学、转录组及体内外实验的多维度方法，全面揭示了QGC的生物活性成分及其作用机制。在中医药的大多数研究中，网药和组学分析都是必不可少的，能深入对作用机制进行分子层面的探索。如果各位小伙伴也想应用到自己的研究中，欢迎来滴滴小记者！定制生信分析、思路设计、项目评估都能做哦！
题目：芪骨胶囊通过HIF-1α/AMPK轴抑制间充质干细胞衰老减轻骨质疏松症
期刊：Phytomedicine
影响因子：6.7
发表日期：2025.4.14
研究背景
骨质疏松症（OP）是一种全身性代谢性骨病，可引起骨量减少和骨微结构恶化，对公众健康造成严重负担，尤其是在老龄化社会芪谷胶囊 （QGC） 是一种中药，在缓解人类 OP 方面显示出潜力虽然这些发现是有希望的，QGC在OP治疗中的作用背后的确切机制需要进一步研究。
研究思路
研究结果
1.QGC恢复OVX诱导OP的骨微结构并促进MSC成骨
研究者构建了六组小鼠模型并开展OGC治疗实验。结果显示，OGC能够显著改善骨量和骨微结构。其作用机制主要是增强成骨细胞活性，促进MSC分化，而对破骨细胞导致的骨吸收过程影响较小。特别是高剂量OGC在促进骨形成方面效果更为突出。
2.OXS诱导的MSC衰老是OP进展的关键机制
研究基于GSE35958 mRNA数据集分析发现，OP组与对照组样本存在显著聚类分离。MSCs中有1640个基因表达上调，159个基因表达下调，其中TP53和CDKN1A在衰老通路中显著富集。GO功能注释显示，氧化应激反应异常和自噬功能障碍是OP患者MSC衰老的核心机制；KEGG通路分析表明，OP状态下MSC的成骨分化能力和自我更新能力均明显受损。热图可视化分析进一步验证，OP组MSC中与氧化应激及衰老相关的基因表达水平显著升高，DHE染色检测活性氧水平和RT-qPCR验证关键基因表达的结果与此一致。这些发现表明，氧化应激诱导的细胞衰老是OP患者MSC功能障碍的关键病理特征，伴随成骨分化能力下降和自我更新潜能减弱的双重缺陷。
3.NP发现HIF-1通路是QGC对抗OP的关键靶点
通过构建网络药理学模型，研究团队整合了TCMSP和ETCM数据库中的78种活性成分，以及GeneCards、OMIM、PharmGKB和TTD数据库收录的2104个骨质疏松症相关基因靶点。经Venn图分析筛选后，最终确定188个QGC治疗OP的潜在作用靶点。PPI分析进一步识别出TP53和HIF-1α在细胞衰老调控及氧化应激反应中发挥核心作用。GO功能注释和KEGG通路富集分析均显示，HIF-1α信号通路在此过程中具有关键调控作用。研究结果表明，QGC可能通过激活HIF-1信号通路，有效缓解氧化应激损伤并抑制与衰老相关的病理进程。
4.QGC通过激活HIF-1α在OxS条件下缓解MSC衰老
为验证HIF-1α的关键作用，研究团队开展了体内外实验。体外实验显示，QGC处理可显著上调HIF-1α表达水平，激活HIF-1α信号通路，有效缓解氧化应激反应并抑制细胞衰老进程，同时增强间MSC的功能活性，促进骨形成能力；而当采用siRNA技术敲低HIF-1α表达后，QGC的上述保护效应均被显著削弱。这些实验结果证实，HIF-1α是病理状态下改善MSC功能障碍、促进成骨分化的关键作用靶点。
5.AMPK介导QGC诱导的HIF-1α上调抑制衰老
进一步通过体内外实验系统探究了QGC是否经由HIF-1α/AMPK信号轴发挥其治疗效应。实验数据显示，HIF-1α与AMPK之间存在显著的协同调控关系，其中HIF-1α的活化是QGC激活HIF-1α信号通路的起始环节，而AMPK则作为该信号通路的下游效应分子发挥作用。研究证实，QGC主要通过激活HIF-1α进而调控AMPK信号通路来实现其治疗作用。
文章小结
研究表明，QGC减轻OxS诱导的MSC衰老并通过HIF-1α/AMPK轴促进成骨，突出了其治疗OP的机制基础。这些发现显示了QGC作为治疗剂的潜力，不仅可以促进成骨，还可以补充或替代当前的OP治疗，为加强临床管理提供了宝贵的前景。研究结合网药、转录组和体内外实验上层层验证，非常值得想要中医药领域做机制研究的小伙伴们借鉴。感兴趣可以来找小记者聊聊哦，无论是方案设计还是生信分析都没问题，主打一个为大家的科研减负！