山姜素调节cAMP/PKA/CREB信号通路促进骨质疏松性骨折大鼠骨折愈合

doi:10.12307/2025.371

中国组织工程研究 ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (12): 2438-2443.doi: 10.12307/2025.371

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山姜素调节cAMP/PKA/CREB信号通路促进骨质疏松性骨折大鼠骨折愈合

陆飞1，周静2，金涛3

1连云港市第一人民医院康复医学科，江苏省连云港市 222000；2南京医科大学康达学院康复医学部，江苏省连云港市 222000；3中国人民解放军东部战区总医院健康医学科，江苏省南京市 210018

收稿日期:2024-03-26 接受日期:2024-05-14 出版日期:2025-04-28 发布日期:2024-09-09
通讯作者: 金涛，硕士，副主任医师，中国人民解放军东部战区总医院健康医学科，江苏省南京市 210018
作者简介:陆飞，男，1986年生，江苏省连云港市人，汉族，2021年苏州大学毕业，硕士，副主任技师，主要从事肌骨、肿瘤康复的研究。
基金资助:
连云港市科学技术协会项目(Lkxyb2101)，项目负责人：陆飞

Alpinetin promotes fracture healing in rats with osteoporotic fracture by regulating the cAMP/PKA/CREB signaling pathway

Lu Fei1, Zhou Jing2, Jin Tao3

1Department of Rehabilitation Medicine, The First People’s Hospital of Lianyungang, Lianyungang 222000, Jiangsu Province, China; 2Department of Rehabilitation Medicine, Kangda College of Nanjing Medical University, Lianyungang 222000, Jiangsu Province, China; 3Department of Health Medicine, General Hospital of Eastern Theater Command of Chinese PLA, Nanjing 210018, Jiangsu Province, China

Received:2024-03-26 Accepted:2024-05-14 Online:2025-04-28 Published:2024-09-09
Contact: Jin Tao, Master, Associate chief physician, Department of Health Medicine, General Hospital of Eastern Theater Command of Chinese PLA, Nanjing 210018, Jiangsu Province, China
About author:Lu Fei, Master, Associate chief technician, Department of Rehabilitation Medicine, The First People’s Hospital of Lianyungang, Lianyungang 222000, Jiangsu Province, China
Supported by:
Lianyungang Association for Science and Technology Project, No. Lkxyb2101 (to LF)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(cAMP/PKA/CREB)信号通路：环磷酸腺苷在各种反馈机制和细胞信号转导中是一个重要的次级信使，是下游蛋白激酶A的主要激活因子。反过来，蛋白激酶A激活环磷酸腺苷反应元件结合蛋白，环磷酸腺苷反应元件结合蛋白作为转录增强子调节基因转录，如cyclin D1和c-Jun。环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白通路是一种典型的细胞内信号通路，在骨质疏松性骨折的进展中起重要作用。
山姜素：是一种从山姜科植物中分离出来的天然黄酮类化合物，具有抗炎、镇痛、抗氧化、抗肿瘤等药理活性，已被用于治疗急性胃炎、结肠炎、高血压、高脂血症和炎症相关疾病，但其在骨质疏松性骨折中的作用尚未完全阐明。

背景：山姜素具有抗炎、抗肿瘤、抗菌等作用，已被证实能够缓解骨质疏松症，但山姜素对骨质疏松性骨折的影响及机制仍不清楚。
目的：探讨山姜素调节环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白信号通路对骨质疏松性骨折大鼠的改善作用。
方法：采用双侧卵巢切除手术构建骨质疏松症骨折大鼠模型，将成功造模大鼠依据随机数字表法分为山姜素低、中、高剂量组、抑制剂组和模型组，另选12只大鼠作为假手术组。骨折造模当天，山姜素低、中、高剂量组大鼠灌胃7.5，15，30 mg/kg的山姜素+腹腔注射等量的生理盐水，抑制剂组灌胃30 mg/kg的山姜素+腹腔注射5 mg/kg的H-89(通路抑制剂)，模型组与假手术组给予(灌胃+腹腔注射)等量生理盐水，1次/d，连续8周。放射性检查评估大鼠骨折愈合情况并进行愈合评分；骨密度扫描仪测定骨折处骨密度；通过三点弯曲实验和压缩实验评估大鼠股骨生物力学状况；苏木精-伊红染色观察大鼠骨折处病理损伤；酶联免疫吸附(ELISA)法检测血清碱性磷酸酶、骨钙素和Ⅰ型胶原交联C-末端肽、环磷酸腺苷水平的变化；Western blot检测股骨组织中骨形态发生蛋白2和环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白通路蛋白表达。
结果与结论：①相较于假手术组，模型组大鼠骨折愈合评分、骨密度、最大负荷、最大应力、碱性磷酸酶、骨钙素、环磷酸腺苷水平、骨形态发生蛋白2、磷酸化蛋白激酶A/蛋白激酶A、磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白表达下降，Ⅰ型胶原交联羧基末端肽水平增加(P < 0.05)；与模型组比较，山姜素各剂量组大鼠上述各项指标呈现相反的变化(P < 0.05)；与山姜素高剂量组比较，抑制剂组大鼠上述指标变化均被逆转(P < 0.05)。②结论：山姜素可能通过激活环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白信号通路加速骨质疏松症骨折大鼠的骨折愈合。

https://orcid.org/0009-0000-5823-4211(陆飞)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 山姜素, 环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白, 骨质疏松, 骨折愈合, 大鼠

Abstract: BACKGROUND: Alpinetin has anti-inflammatory, antitumor and antibacterial effects and has been proven to alleviate osteoporosis, but the effect and mechanism of alpinetin on osteoporotic fractures are still unclear.
OBJECTIVE: To investigate the improvement effect of alpinetin in rates with osteoporotic fracture by regulating the cyclic adenosine monophosphate (cAMP)/protein kinase A (PKA)/cAMP-responsive element binding protein (CREB) signaling pathway.
METHODS: A rat model of osteoporotic fracture was constructed using bilateral ovariectomy. The successfully modeled rats were randomly separated into model group, low-, medium-, and high-dose alpinetin group, and inhibitor group, with 12 rats per group. Another 12 rats were regarded as the sham operation group. On the day of fracture, rats in the low-, medium-, and high-dose alpinetin groups were gavaged with 7.5, 15, and 30 mg/kg alpinetin + intraperitoneally injected with an equal amount of normal saline, respectively; the inhibitor group was gavaged with 30 mg/kg alpinetin + intraperitoneally injected with 5 mg/kg
H-89 (a pathway inhibitor); and the model and sham operation groups were given (gavaged + intraperitoneally injected) an equal amount of normal saline, once a day for 8 consecutive weeks. Radiological examination was applied to evaluate fracture healing and assess healing scores; bone mineral density scanners were used to measure bone mineral density at the fracture site; three-point bending experiment and compression experiment were conducted to evaluate the biomechanical status of the femur; pathological damage at the fracture site in rats was observed by hematoxylin-eosin staining; enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) was used to detect changes in serum alkaline phosphatase, osteocalcin, type I collagen cross-linked C-terminal peptide, and cAMP levels; western blot was applied to detect the expression of bone morphogenetic protein 2 and cAMP/PKA/CREB pathway proteins in femoral tissue.
RESULTS AND CONCLUSION: Compared with the sham operation group, the fracture healing score, bone mineral density, maximum load, maximum stress, alkaline phosphatase, osteocalcin, cAMP levels, bone morphogenetic protein 2, p-PKA/PKA, p-CREB/CREB expression in the model group were decreased, the level of type I collagen cross-linked C-terminal peptide was increased (P < 0.05). The above indicators showed opposite changes in all the alpinetin groups compared with the model group (P < 0.05). Compared with the high-dose alpinetin group, the changes in the above indicators were reversed in the inhibitor group (P < 0.05). To conclude, alpinetin may accelerate fracture healing in osteoporotic fracture rats, by activating the cAMP/PKA/CREB signaling pathway.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: alpinetin, cyclic adenosine monophosphate/protein kinase A/cyclic adenosine monophosphate-responsive element binding protein, osteoporosis, fracture healing, rat

中图分类号:

陆飞, 周静, 金涛. 山姜素调节cAMP/PKA/CREB信号通路促进骨质疏松性骨折大鼠骨折愈合[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(12): 2438-2443.

Lu Fei, Zhou Jing, Jin Tao. Alpinetin promotes fracture healing in rats with osteoporotic fracture by regulating the cAMP/PKA/CREB signaling pathway[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(12): 2438-2443.

图/表（结果） 6

2.1 实验动物数量分析参与实验的72只大鼠实验过程均无死亡，全部进入结果分析。
2.2 山姜素升高大鼠骨折愈合评分和骨密度表1显示，模型组大鼠骨折愈合评分和骨密度低于假手术组(P < 0.05)；山姜素各剂量组大鼠骨折愈合评分和骨密度比模型组高(P < 0.05)；抑制剂组大鼠骨折愈合评分和骨密度低于山姜素高剂量组(P < 0.05)。

2.3 山姜素升高大鼠股骨最大负荷及最大应力表2显示，模型组大鼠股骨最大负荷、最大应力低于假手术组(P < 0.05)；山姜素各剂量组大鼠的最大负荷、最大应力高于模型组(P < 0.05)；抑制剂组大鼠的最大负荷、最大应力低于山姜素高剂量组(P < 0.05)。

2.4 山姜素减轻骨组织病理损伤假手术组骨小梁结构清晰，形态完整；模型组骨小梁变细，间隙增大、数量减少、结构紊乱；山姜素各剂量组骨小梁排列整齐，结构更密集，间距缩小、数量和厚度显著改善，山姜素高剂量组的效果更显著；与山姜素高剂量组比较，抑制剂组大鼠骨组织病理损伤加重，见图1。
2.5 山姜素增高血清骨钙素、碱性磷酸酶、环磷酸腺苷水平，降低Ⅰ型胶原交联羧基末端肽水平表3显示，模型组与假手术组比较，碱性磷酸酶、骨钙素、环磷酸腺苷水平下降，Ⅰ型胶原交联羧基末端肽水平增高(P < 0.05)；山姜素各剂量组与模型组比较，碱性磷酸酶、骨钙素、

环磷酸腺苷水平增加，Ⅰ型胶原交联羧基末端肽水平显著下降(P < 0.05)；抑制剂组与山姜素高剂量组比较，碱性磷酸酶、骨钙素、环磷酸腺苷水平下降，Ⅰ型胶原交联羧基末端肽水平增加(P < 0.05)。
2.6 山姜素促进股骨组织骨形态发生蛋白2及环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白通路蛋白表达模型组与假手术组比较，骨形态发生蛋白2、磷酸化蛋白激酶A/蛋白激酶A、磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白表达下调(P < 0.05)；山姜素各剂量组与模型组比较，各项指标上调(P < 0.05)；抑制剂组与山姜素高剂量组比较，各项指标下调(P < 0.05)，见图2和表4。

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引言

骨质疏松症是一种骨骼疾病，其特征是骨密度、骨组织微结构破坏和骨强度受损，导致骨骼脆弱和骨折风险增加，骨折是骨质疏松症患者最严重的结局，不仅增加后续新发骨折的风险，还会增加患者死亡率[1]。目前，有许多常用药物用于治疗骨质疏松症，如雌激素、降钙素、双膦酸盐和甲状旁腺激素，且治疗后患者总体生存率提高，但这些药物可能引起乳腺癌、心脑血管疾病等不良反应，且费用相当昂贵，给患者家属带来沉重的经济负担[2]。因此，迫切需要开发用于治疗骨质疏松症的新型治疗药物。山姜素(alpinetin，Alp)通过调节多种信号通路，发挥抗炎、抗肿瘤、抗菌、神经保护、抗病毒等作用[3]。山姜素通过降低炎症减轻脂多糖诱导软骨细胞损伤，是治疗骨关节炎的潜在药物[4]；山姜素并能通过增强蛋白激酶A/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白/ULK1信号转导触发自噬，诱导骨髓间充质干细胞的成骨分化，起到缓解骨质疏松症的作用[5]。研究发现，环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)/蛋白激酶A(protein kinase A，PKA)/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(cAMP-responsive element binding protein，CREB)信号通路被激活后，可促进骨组织微结构损伤修复，缓解骨流失，激活该信号通路可能是发挥抗骨质疏松症有效的分子机制之一[6-7]。文献显示，山姜素通过调控环磷酸腺苷反应元件结合蛋白表达和蛋白激酶A磷酸化水平发挥抗炎作用[5，8]。
山姜素调节环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白信号通路对骨质疏松症骨折大鼠的影响尚不清楚。此项研究建立骨质疏松症骨折大鼠模型，对山姜素影响骨质疏松症骨折的分子机制进行探究。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1.1 设计随机对照动物实验。
1.2 时间及地点实验于2022年3月至2023年3月在连云港市第一人民医院中心实验室完成。
1.3 材料
1.3.1 实验动物 SPF级SD大鼠72只，10-12周龄，雌性，体质量300-370 g，购于玛斯生物技术(固安)有限公司，生产许可证号：SCXK(冀)2021-004。大鼠在SPF级的动物实验室饲养，温度20-24 ℃，湿度45%-60%，12 h明暗循环。适应性饲养1周，期间自由饮水饮食。该实验方案经连云港市第一人民医院动物实验伦理委员会批准(批准号为2022-1-23)。
1.3.2 主要试剂与仪器山姜素(DMBP1065)购自上海笃玛生物科技有限公司；环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白通路抑制剂H-89 (LM1643)购自上海联迈生物工程有限公司；苏木精-伊红染色试剂盒(L9406-1)购自北京蓝博斯特生物技术有限公司；碱性磷酸酶(BKE7214)、Ⅰ型胶原交联羧基末端肽(C-terminal type I collagen telopeptide，CTX-Ⅰ)(BKE11918)、环磷酸腺苷(BKE6921)、骨钙素(BKE6894)ELISA试剂盒购自上海帛科生物技术有限公司；兔源GAPDH(ab313651)、骨形态发生蛋白2(ab284387)、磷酸化蛋白激酶A(ab32390)、蛋白激酶A(ab32514)、磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(ab220798)、环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(ab32515)一抗、辣根酶标记羊抗兔二抗IgG(ab205718)购自英国Abcam公司。
双能X射线骨密度仪(型号InAlyzer，深圳柏安诺科技有限公司)；酶标仪(型号SpectraMax，上海逍鹏生物科技有限公司)；光学显微镜(型号E100，日本尼康)；离心机(型号xinyan22-013，上海欣言生物科技有限公司)。
1.4 实验方法

1.4.1 动物建模、分组和给药随机取60只大鼠，参考文献[9]建立骨质疏松症骨折大鼠模型。大鼠经腹腔注射2%戊巴比妥钠(50 mg/kg)进行麻醉后，分离双侧卵巢，缝合切口。另选12只大鼠作假手术组，假手术组大鼠仅暴露卵巢不切除。90 d后利用双能X射线骨密度仪检测大鼠股骨骨密度，造模组较假手术组股骨骨密度明显下降，说明骨质疏松造模成功。所有大鼠麻醉后，将右侧后肢外侧皮肤剥开，用钢锯将股骨中段锯断，然后用克氏针固定，对切口进行缝合，逐层缝合。将成功造模的60只大鼠依据随机数字表法分为山姜素低、中、高剂量组、抑制剂组和模型组，每组12只。骨折造模当天，山姜素低、中、高剂量组大鼠灌胃7.5，15，30 mg/kg的山姜素[5]+腹腔注射等量的生理盐水，抑制剂组灌胃30 mg/kg的山姜素+腹腔注射5 mg/kg的H-89[10]，模型组与假手术组给予等量生理盐水灌胃+腹腔注射，1次/d，共给药8周。

1.4.2 大鼠骨折愈合程度评分药物干预结束后，X射线摄像仪拍摄右侧后肢股骨骨折处(参数：距离90 cm，电流3.2 mA，电压40 kV)，由3位专业人士进行骨折愈合评分[9]，每组随机选6只大鼠进行评估，骨折愈合评分为0-4分，评分越高代表骨折愈合情况越好。
1.4.3 骨密度扫描仪测定骨折处骨密度药物干预结束后，每组选取6只大鼠，用双能X射线骨密度仪测定大鼠骨折处骨密度(参数：扫描速度60 mm/s、扫描宽度5.0 cm，分辨率1.0 mm×1.0 mm)。
1.4.4 大鼠股骨生物力学检测每组选取6只大鼠，使用力学测试装置测定大鼠股骨生物力学指标，将大鼠右侧股骨水平放在跨度为20 mm的测试仪两个支撑点上，下压速度5 mm/min，直到股骨中段断裂，绘制载荷变形曲线图，记录骨生物力学指标最大负荷、最大应力。
1.4.5 苏木精-伊红染色观察大鼠骨折处病理损伤药物干预结束后，麻醉后取大鼠右侧股骨。大鼠的右侧股骨用40 g/L多聚甲醛固定24 h，PBS漂洗，脱水后，包埋，切成5 μm的切片，脱蜡、水化后行苏木精和伊红染色，通风橱中干燥后，用中性胶密封切片。在光学显微镜下观察组织病理学形态学变化。
1.4.6 ELISA法检测血清碱性磷酸酶、骨钙素、Ⅰ型胶原交联羧基末端肽、环磷酸腺苷水平每组剩余6只大鼠经腹主动脉取血，4 000 r/min离心16 min。按照ELISA试剂盒的方法步骤进行操作。
1.4.7 Western blot检测股骨组织中骨形态发生蛋白2和环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白通路蛋白的表达根据蛋白提取试剂盒的说明提取股骨组织总蛋白。用BCA蛋白检测试剂盒制作标准曲线，计算蛋白浓度，通过SDS-PAGE凝胶电泳分离蛋白质(120 V，100 min)，然后转移到PVDF膜上(300 mA，80 min)，并使用5%脱脂奶粉在室温下封闭2 h。将PVDF膜加入TBST中，洗涤3次。加入1∶1 000的骨形态发生蛋白2、磷酸化蛋白激酶A、蛋白激酶A、磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白、环磷酸腺苷反应元件结合蛋白一抗及1∶2 000的GAPDH一抗，将膜与一抗在4 ℃孵育过夜，用TBST洗涤后，将PVDF膜与HRP标记的山羊抗兔IgG二抗(1∶5 000)一起室温孵育2 h，加入显影液，超灵敏多功能成像仪通过曝光得到不同物镜的条带，并用Image J软件分析蛋白质灰度值。
1.5 主要观察指标 ①大鼠骨折愈合评分和骨密度；②股骨最大负荷及最大应力；③骨组织病理观察；④血清骨钙素、碱性磷酸酶、环磷酸腺苷、Ⅰ型胶原交联羧基末端肽的水平；⑤股骨组织骨形态发生蛋白2及环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白通路蛋白的表达。
1.6 统计学分析用Graphpad Prism 9.0软件对实验数据进行分析。计量资料表示为x±s。单因素方差分析和SNK-q检验用于多组间差异比较。P < 0.05为差异有显著性意义。文章的统计学方法已经连云港市第一人民医院生物统计学专家审核。

讨论

骨质疏松症在老年人中的发病率高，在绝经后女性中表现的更加明显，骨质疏松症及其相关骨折被认为是老龄化社会中最常见的骨骼疾病之一。由于康复期长和复发率高，骨质疏松性骨折已成为严重的公共卫生问题，而现有的骨质疏松症治疗方法有各种局限性[11]。因此，探索安全有效的治疗药物具有重要意义。
成骨细胞通过胶原蛋白的矿化促进骨形成，而破骨细胞通过消化骨矿物质和蛋白质来促进骨吸收。当骨代谢紊乱时，骨吸收超过骨形成，就会发生骨质疏松症。骨质疏松症与骨脆性高有关，这是由于骨过度吸收和骨形成减少所致，导致髋部和其他骨折的可能性[12]。在骨折愈合过程中，骨组织被重建，生物力学功能得到恢复，然而，骨质疏松症会扰乱这一过程，导致疼痛和身体残疾。骨质疏松症患者往往会失去干骺端区域的骨量，因此需要对症治疗，以增加骨量并减少骨质流失[13]。研究表明，黄酮类化合物可以缓解炎症，减少氧化应激，从而抑制破骨细胞的分化和功能，维持骨稳态和代谢，减少毒性和不良反应[14]。山姜素是一种天然类黄酮类化合物，研究表明，山姜素抑制破骨细胞的分化和功能，保护脂多糖诱导的小鼠骨质溶解，可以开发为治疗溶骨性疾病的药物[15]。山姜素通过增加的碱性磷酸酶活性和骨钙素表达，能够在体内体外增强骨髓间充质干细胞的成骨分化水平，口服山姜素通过加强蛋白激酶A信号传导和自噬显著减轻了地塞米松诱导的骨质疏松症小鼠模型的骨质流失[5]。碱性磷酸酶是成骨分化的早期标志物之一，Ⅰ型胶原交联羧基末端肽是骨吸收的标志物，骨钙素在成骨细胞中特异性表达，也是成骨分化过程中晚期阶段的标志性物质[16]。骨形态发生蛋白2与成骨细胞分化密切相关，骨形态发生蛋白2缺乏导致软骨愈伤组织形成延迟和矿化过程受损[17]。此次研究发现，山姜素可升高骨折愈合评分、骨密度、最大负荷、最大应力及碱性磷酸酶、骨钙素、骨形态发生蛋白2表达，降低Ⅰ型胶原交联羧基末端肽表达，提示山姜素能够调节骨代谢，加速骨组织重建和成骨细胞分化，进而促进骨质疏松性骨折愈合。
环磷酸腺苷信号通路参与调节成骨分化和骨形成。蛋白激酶A作为环磷酸腺苷信号传导中的中枢换能器，在调节成骨分化和矿化等各种生理过程中起着至关重要的作用。环磷酸腺苷反应元件结合蛋白是蛋白激酶A的靶标，蛋白激酶A介导环磷酸腺苷反应元件结合蛋白在Ser133处的磷酸化，从而激活环磷酸腺苷反应元件结合蛋白[18]。甲状旁腺激素是治疗骨质疏松症代谢药物，许多研究表明，甲状旁腺激素诱导环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白通路的激活，增加小鼠Ⅱ型骨形成蛋白受体(BMPR2)的表达，来促进成骨分化及骨折愈合[19-20]。另一项研究表明，环磷酸腺苷对骨形态发生蛋白2诱导的成骨细胞分化的合成代谢作用是通过激活蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白通路增强骨形态发生蛋白响应元件(BRE)的转录活性来介导的[21]。一些研究发现，成骨细胞中环磷酸腺苷/蛋白激酶A通路的激活导致核因子κB受体活化因子配体与骨保护素(RANKL/OPG)的比率降低，从而抑制破骨细胞的生成[22]。环磷酸腺苷在骨质疏松性骨折大鼠骨组织中下调表达，激活环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白信号通路能够促进骨形成、缓解骨质疏松症，减少骨微损伤，进而减轻骨质疏松症骨折[7，23-24]。此次研究发现，骨质疏松性骨折大鼠中血清环磷酸腺苷水平与股骨组织中磷酸化蛋白激酶A/蛋白激酶A、磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白的蛋白表达显著降低，与上述研究一致，说明环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白信号通路在骨质疏松性骨折大鼠中处于抑制状态；山姜素干预后，环磷酸腺苷血清水平与股骨组织中磷酸化蛋白激酶A/蛋白激酶A、磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白的蛋白表达显著升高。而使用该信号通路抑制剂H-89干预后，骨密度及骨生物力学性能降低，减弱了山姜素对骨质疏松症骨折大鼠的骨折愈合促进作用。提示山姜素可能通过激活环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白信号通路加速骨质疏松症骨折大鼠的骨折愈合。
综上所述，山姜素对骨质疏松症骨折大鼠骨折愈合的促进作用可能是通过激活环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白信号通路实现的。然而，该研究仍有一些的局限性：首先，部分实验样本量较少；其次，未考虑山姜素治疗过程中的不良反应；第三，机制研究不够完善，环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白信号通路抑制剂H-89对山姜素促进骨质疏松症骨折大鼠骨折愈合的逆转作用是不完全的，可能有其他通路参与这个过程，有待深入研究。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

山姜素调节cAMP/PKA/CREB信号通路促进骨质疏松性骨折大鼠骨折愈合

Alpinetin promotes fracture healing in rats with osteoporotic fracture by regulating the cAMP/PKA/CREB signaling pathway

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