枸杞子“坚骨”功效的科学内涵--均一多糖LBP1C-2通过靶向BMPRIA/BMPRII/Noggin而改善衰老性骨流失

　　枸杞子是我国传统名贵中药，《神农本草经》把它列为上品，历代本草均有记载。宁夏枸杞（Lycium barbarum L.）为茄科枸杞属植物宁夏枸杞的果实，是中药枸杞子道地药材。作为典型的药食同源中药，枸杞子一直被纳入在国家卫健委发布的既是食品又是中药材的物质目录中。《本草纲目》中记载枸杞子具有"久服坚筋骨，轻身不老，耐寒暑"的功效。陈畅课题组前期研究揭示了枸杞水提物通过激活PKA-CREB通路上调雌激素相关受体ERRγ从而增加氧化型肌纤维类型增强肌肉功能的"坚筋"功效的科学内涵（FASEB Journal. 2020 34(9):11460-11473.）。2023年2月23日，中科院生物物理研究所陈畅课题组与中科院上海药物研究所丁侃课题组合作，在《Carbohydrate Polymers》杂志在线发表了题为"LBP1C-2 from Lycium barbarum alleviated age-related bone loss by targeting BMPRIA/BMPRII/Noggin"的研究论文，揭示了枸杞子通过促进骨形成改善衰老性骨流失而发挥"坚骨"功效的物质基础、作用机制和作用靶点，解析了枸杞子"坚骨"功效的科学内涵。

　　《中国药典》记载枸杞子具有"滋补肝肾"的功效，而中医学存在"肾主骨"之基本理论，为枸杞子改善骨流失提供了理论依据。研究发现枸杞子水提取物LBE、枸杞多糖LBP和均一多糖LBP1C-2在年轻小鼠、自然衰老小鼠和双侧去势小鼠三种模型中均能发挥抗骨流失作用；尤其令人兴奋的是首次发现三种成分均可增加自然衰老小鼠骨密度，改善骨组织显微结构；确定了枸杞子发挥抗衰老性骨流失作用的药效物质基础为均一多糖LBP1C-2。体内小鼠实验和体外细胞实验表明，LBE、LBP和LBP1C-2可上调骨形成。进一步通过RNAi、Surface Plasmon Resonance和Thermal Shift Assay等技术确定了LBP1C-2的直接作用靶点，并阐明了其作用机制：LBP1C-2一方面可直接与BMP受体BMPRIA和BMPRII结合，另一方面LBP1C-2可与BMP的抑制蛋白Noggin结合，两者共同激活BMP/Smads信号通路，从而发挥改善衰老性骨流失的作用。

　　该研究成果在物质基础、作用机制和作用靶点三个层次科学阐述了枸杞子发挥"坚骨"功效的科学内涵，LBP1C-2有望成为一种潜在的治疗衰老性骨流失的先导化合物。

图. 枸杞子改善衰老性骨流失的分子机制

　　中科院生物物理所陈畅研究员和中科院上海药物所丁侃研究员为本文的共同通讯作者，陈畅组孙传鑫博士和原丁侃组陈霞博士为本文共同第一作者。该课题获得宁夏自治区重点研发计划重大项目、中国科学院科技服务网络计划（STS计划）区域重点项目、国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技项目（B类）、高水平创新研究院项目的资助。相关工作也已申请专利。

　　文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861723001893

（供稿：陈畅研究组）