陈畅研究组揭示柚皮素通过靶向Runx2改善老年性骨质疏松的新机制

发布时间:2026-08-31

  老年性骨质疏松属原发性骨质疏松,男女均有,以骨量下降、骨密度降低和骨微结构破坏为主要特征,其发生率随年龄增长显著升高。与绝经后雌激素缺乏导致的骨质疏松不同,老年性骨质疏松的发生机制更加复杂,其中成骨细胞数量减少和功能衰退、骨形成能力下降是老年性骨量丢失的重要病理基础。髋部骨折是老年性骨质疏松最严重的并发症,可显著增加老年人的死亡和致残风险。目前尚无专门用于治疗老年性骨质疏松的药物,随着人口老龄化加速,老年性骨质疏松已成为严峻的公共卫生挑战。

  2026年8月16日,中国科学院生物物理研究所陈畅团队在《British Journal of Pharmacology》在线发表题为"Naringenin alleviates age-related bone loss by targeting Runx2"的研究论文。该研究首次在自然衰老小鼠模型中系统揭示了柚皮素改善衰老性骨流失的作用机制,并进一步发现成骨分化核心转录因子Runx2是柚皮素的直接作用靶点。

  柚皮素是一种广泛存在于柑橘类水果中的天然二氢黄酮类化合物,也是日常膳食中可以摄入的植物源活性成分。既往研究发现,柚皮素具有抗炎、抗氧化以及调节能量代谢等多种生物学作用,但其在改善骨质疏松方面的直接作用靶点始终未被阐明,这极大限制了柚皮素功能的认识与转化应用。研究人员采用生理相关性强的自然衰老小鼠骨质疏松模型,系统评估了柚皮素对衰老性骨流失的保护作用。研究结果显示,柚皮素显著提高了自然衰老小鼠骨密度和骨微结构参数,而且能够增强骨骼的力学性能。进一步研究发现,柚皮素能促进成骨分化,显著提高骨矿化沉积速率和骨形成速率,同时还降低了破骨细胞活性,从而抑制骨吸收,在细胞和组织层面表现出"促进骨形成、抑制骨吸收"的双向调节特征。研究人员通过RNAi、生物素标记的柚皮素(NAR-biotin)亲和pull-down实验、质谱鉴定、分子对接及动力学模拟、表面等离子体共振、药物亲和反应靶标稳定性实验和细胞热迁移实验等技术手段,构建多层级证据链,确立了Runx2为柚皮素的直接作用靶点。不同于大量仅将 Runx2 视为促进成骨下游指标的天然产物研究,该研究进一步从化学生物学和生物物理学层面证明,柚皮素能够直接结合成骨分化核心转录因子Runx2,从而将 Runx2 从一个"被调控的成骨转录因子"确立为可直接作用的药理靶点。这一发现为利用小分子直接调控成骨核心转录程序提供了新的研究依据。

  该研究揭示了柚皮素改善老年性骨质疏松的新功能,鉴定出其作用于骨骼的直接靶点为Runx2,将Runx2从天然产物研究中频繁出现的"通路终点"和"成骨标志物",提升为一个能够被直接识别和调控的药理靶点,为围绕Runx2发现促进骨形成小分子提供了新的研究基础。综合来看,柚皮素有望成为防治老年性骨质疏松的候选天然产物。

图1. 柚皮素通过靶向Runx2改善老年性骨质疏松示意图

  中国科学院生物物理研究所陈畅研究员为论文的通讯作者,陈畅组孙传鑫高级工程师为第一作者,陈畅组博士生何雨珂参与了研究。该研究获得国家重点研发计划和北京市自然科学基金的资助。

  文章链接:

  https://doi.org/10.1111/bph.70631

(供稿:陈畅研究组)


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