
枸杞糖肽可修复骨微结构,缓解绝经后骨质疏松损伤。
技术推荐
骨质疏松是绝经后女性高发的代谢性骨病,以骨密度降低、骨微结构破坏为特征,会增加骨折风险。现有化学药物疗效明确,但长期使用存在副作用、成本高等问题,因此从食源活性物质中挖掘安全有效的护骨功能成分成为研究热点。
枸杞是药食同源物质,传统记载其可强筋健骨;现有研究多针对粗枸杞多糖LBP,证实其可调控破骨细胞分化、减轻炎症。本研究中的枸杞糖肽LbGP是纯化糖蛋白复合物,相比粗多糖,其纯度与生物活性更高。前期体外实验已证实它可促进成骨、抑制破骨细胞活性,但体内护骨分子机制尚不明确。
骨代谢受多条信号通路调控,PI3K-Akt通路参与成骨细胞存活和分化,RANKL/RANK/OPG轴主导破骨细胞生成,炎症因子也会介导骨丢失。由于枸杞糖肽属于大分子,无法直接进行网络药理学分析,宁夏回族自治区药品检验研究院高萌团队采用小分子预测——大分子验证思路:借助枸杞小分子活性成分开展网络药理学预测,得到核心靶点与通路,再去卵巢(OVX)骨质疏松小鼠模型上,验证LbGP对预测靶点、通路及炎症应答的实际调控效果,从多靶点协同角度解析枸杞糖肽护骨机制,为将其开发成功能食品原料提供理论支撑。
核心痛点
其一,目前抗骨质疏松药物疗效明确,但长期使用存在非典型股骨骨折风险、价格高昂、个体应答差异大等问题,急需开发安全的食源性骨健康活性成分。
其二,现有研究多聚焦枸杞粗多糖LBP,而纯度更高、生物活性更强的枸杞糖肽LbGP,其体内促骨健康分子机制尚不清晰。LbGP为大分子糖肽,难以直接进行网络药理学靶点预测,机制解析难度大。
本技术核心优势
首先,研究通过网络药理学筛选得到枸杞的45个活性小分子、418个成分靶点,以及骨质疏松相关的579个疾病靶点,将二者取交集得到58个核心靶点。PPI网络筛选出AKT1、SRC、MAPK3、ESR1、STAT3为关键枢纽基因。
KEGG富集提示PI3K-Akt信号通路、破骨细胞分化、TNF信号通路是核心通路;GO富集主要涉及激酶活性、炎症反应、激素应答等生物学过程。构建成分-靶点-通路网络,槲皮素、甾醇类化合物及AKT1、MAPK3等靶点处于网络核心位置,为后续分子对接与动物实验提供预测方向。

▲图1:枸杞抗骨质疏松网络药理学分析
枸杞活性小分子与6个核心靶蛋白的对接结合能均小于-5.0 kcal/mol,结合亲和力较强,依靠氢键和疏水作用结合于靶蛋白活性
口袋;重对接验证的RMSD值<2.0 Å,证明对接体系可靠。同时,枸杞糖肽来源的代表性二肽(Ala-Ser、Gly-Ser)与AKT1、CTSK同样具备较好结合能力,提示枸杞糖肽降解后的多肽可直接作用于核心靶点,这进一步验证了网络药理学预测结果。

▲图2:代表性活性成分与核心靶蛋白的分子对接构象图
接下来,研究构建OVX小鼠体内模型进行验证:设置假手术组、模型组、LbGP给药组,给予100 mg/(kg·d)的LbGP连续灌胃12周。LbGP改善OVX小鼠骨微结构,提升骨密度和骨体积分数;提升骨形成标志物PINP,降低骨吸收标志物CTX-1;降低血清促炎因子、抑制破骨细胞过度活化;激活PI3K-Akt通路,下调CTSK表达,降低RANKL/OPG比值。

▲图3:枸杞糖肽改善去卵巢(OVX)小鼠骨微结构,调节血清骨转换标志物与炎症细胞因子
HE染色显示OVX组骨小梁破坏、骨髓腔扩大;TRAP染色表明OVX组破骨细胞数量显著增多,侵蚀面积显著增大,而枸杞糖肽干预可显著抑制破骨细胞过度活化,减少骨侵蚀。Western blot结果显示OVX小鼠PI3K-Akt通路被抑制,磷酸化的PI3K和AKT水平降低;枸杞糖肽处理显著提升p-PI3K、p-AKT水平,激活PI3K-Akt通路;同时下调组织蛋白酶K(CTSK),降低RANKL/OPG比值,抑制破骨细胞生成。上述结果从蛋白层面阐明了枸杞糖肽调控骨代谢的分子机制。

▲图4:枸杞糖肽抑制破骨细胞分化并调控OVX小鼠PI3K-Akt信号通路
枸杞糖肽通过激活PI3K-Akt信号通路,一方面下调CTSK、降低RANKL/OPG比值抑制破骨细胞活性,另一方面抑制机体促炎因子释放,多重协同改善去卵巢诱导的骨微结构损伤,发挥抗骨质疏松作用。

▲图5:枸杞糖肽抗骨质疏松作用机制模式图
总结
本研究结合网络药理学预测与体内动物实验,系统阐释了枸杞糖肽LbGP改善骨骼健康的作用机制。动物实验表明,LbGP干预可显著改善去卵巢小鼠骨微结构,促进骨形成、抑制骨吸收,并缓解全身炎症反应。分子机制上,LbGP能够激活PI3K-Akt信号通路,下调CTSK蛋白表达,同时调控RANKL/OPG比值,协同抑制破骨细胞功能,进而改善骨微结构、缓解骨质疏松表型。本研究结果为将枸杞糖肽开发为促进骨骼健康的功能食品配料提供了科学依据。
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原文章: GAO M, HE K, WU J B, et al. Lycium barbarum glycopeptide promotes bone health in ovariectomized mice via PI3K-Akt activation and osteoclast suppression[J]. Food Bioscience, 2026, 81:109244.
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