CD44 通过调控 PI3K/Akt 信号通路的活化，协调炎症级联反应和破骨细胞分化，从而促进疾病的发生发展。金雀异黄素通过靶向抑制 CD44 介导的信号传导，对共病性骨质疏松症（OP）和牙周炎（PD）表现出治疗作用。
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CD44 通过调控 PI3K/Akt 信号通路的活化，协调炎症级联反应和破骨细胞分化，从而促进疾病的发生发展。金雀异黄素通过靶向抑制 CD44 介导的信号传导，对共病性骨质疏松症（OP）和牙周炎（PD）表现出治疗作用。
本研究通过蛋白质组学分析阐明了骨质疏松症（OP）与牙周炎（PD）共病相关的关键分子决定因素，同时揭示了其调控功能 CD44 在骨质疏松小鼠模型的实验性牙周炎中。第一阶段包括收集来自本机构接受常规健康评估的骨质疏松合并牙周炎患者（n = 3）和健康对照者（n = 6）的血清样本，用于比较蛋白质组学分析。随后在临床样本和骨质疏松合并牙周炎小鼠模型中对差异表达基因（DEGs）及相关信号通路进行转化验证。为从机制上表征 CD44在骨质疏松条件下探究其在帕金森病（PD）进展中的作用，通过双侧卵巢切除术建立骨质疏松小鼠模型，随后采用结扎法诱导实验性牙周病（PD）。综合评估包括苏木精-伊红染色分析组织形态学改变、利用显微CT检测上颌第一磨牙区域骨微结构变化，以及免疫印迹法检测磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）/Akt信号通路相关组分。同时，结合网络药理学筛选与分子对接模拟，以鉴定活性成分 当归 具有治疗潜力。蛋白质组学分析鉴定出 CST3, A2M, CD44, CDH13, CETP，以及 VWF 作为OP+PD发病机制中潜在的致病介质。在本研究中，基因集富集分析显示，PI3K/Akt信号通路在OP+PD疾病进展中起主要介导作用。基于定量逆转录PCR的验证证实了显著差异 CD44 在临床和实验性OP+PD队列中均出现上调。 在体 通过调节 CD44 抑制显著恢复了骨质疏松小鼠牙周组织的完整性，减少了炎性细胞浸润，并增强了牙槽骨的微观结构，同时伴随PI3K/Akt信号通路的抑制。网络药理学分析揭示染料木黄酮是其中主要的生物活性植物化学成分 当归，其中 CD44 被确定为其核心分子靶点。染料木素改善了骨质疏松合并牙周病小鼠的牙槽骨结构，增加骨体积分数（BV/TV）、骨小梁厚度（Tb.Th）和骨矿物密度（BMD），同时减少骨小梁数量（Tb.N）和骨表面积与骨体积比（BS/BV），表明骨质量更佳，其机制归因于CD44信号轴的抑制。
牙周炎（PD）是一种复杂的混合性微生物疾病，由龈沟内病理性生物膜的沉积引起1。其特征是微生态环境失衡，触发宿主体内一系列病理性炎症级联反应，最终导致牙骨质、牙周膜和牙槽骨（牙周附着系统的组成部分）发生不可逆的进行性损害，可能引起牙齿松动甚至脱落2。为便于比较，研究采用了标准化的统计方法，最新的流行病学数据3表明，全球有超过10.66亿人患有重度牙周炎，年龄标化患病率约为12.5%，在不同国际人群中存在显著差异。
骨质疏松症（OP）是一种全身性骨骼疾病，其特征是骨微结构显著退化和骨量系统性流失4,5。这种结构上的脆弱性显著增加了骨折风险，尤其是在老年人群中。值得注意的是，日本65岁及以上人群的牙周病患病率高于30至64岁的成年人。绝经后女性牙周病发病率较高，且常伴有其他健康问题6,7。研究预测，从2005年到2025年，该疾病的疾病负担将增加超过50%，经济成本预计将从170亿美元上升至250亿美元。这一趋势凸显了牙周病所带来的重大社会经济影响。此外，在患有牙周病和牙龈炎的女性患者中，疾病持续时间及其慢性....
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所有动物实验均按照实验室动物护理和使用的机构指南进行。研究方案已通过动物伦理委员会的审查和批准。所有努力均旨在尽量减少动物的痛苦。
本研究旨在评估CD44介导的PI3K/Akt通路调控在合并骨质疏松症与牙周炎（OP+PD）过程中破骨细胞分化及炎症进展中的作用，并确定当归中的一种生物活性成分甘草素是否能够治疗性地调节这些效应。该研究的理论依据源于越来越多的证据表明，CD44的过表达与OP+PD中的病理性骨吸收及免疫失调相关11,12,13。通过整合蛋白质组学、体内建模和网络药理学方法，本实验方案系统地探究了缓解疾病进展的分子机制及治疗干预策略14。
体内实验的样本量基于既往研究和功效分析确定，每组 n = 6，可确保在不同处理条件下检测到显著差异（P < 0.05）所需的足够统计功效。染料木黄酮以50 mg/kg和100 mg/kg剂量给药，溶于含5% DMSO的橄榄油中，通过每日灌胃给药。小鼠在帕金森病（PD）造模后持续监测8周。诱导牙周炎症的结扎线采用5-0丝线，双侧卵巢切除术在0.3%戊巴比妥钠麻醉（0.5 mL/100 g）下进行15
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OP+PD 队列的蛋白质组学分析
对 OP+PD 患者（n=3）和健康对照者（n=6）血清进行定量蛋白质组学分析，鉴定出与疾病发病机制相关的失调蛋白。比较分析显示，在 OP+PD 患者血清中，有九种蛋白表达下调（APOL1、CST3、IGLV3-27、IGHV3-33、PF4、CLEC3B、SRGN、C6、SELL），六种蛋白表达上调（IGLV9-49、A2M、VWF、CETP、CD44、CDH13），相较于对照组（图 2A，B）。加权基因共表达网络分析（WGCNA）界定了与表型相关的转录模块。我们对模块特征基因进行层次聚类，结果显示青色模块（turquoise module）与 OP+PD 表型之间存在强相关性（Pearson 相关系数 r > 0.85）（图 2C–E）。该模块的功能富集分析表明，其在免疫调控（P = 3.2 × 10-5）和细胞.......
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本研究提出了一种转化研究框架，结合蛋白质组学分析、基因表达验证、体内动物模型和网络药理学方法，以探讨骨质疏松症与牙周炎（OP+PD）共病的分子机制。核心假设是CD44调控PI3K/Akt信号通路，从而加剧OP+PD状态下的炎症性骨丢失，而来自当归（Angelica sinensis）的黄酮类化合物甘草素可能通过抑制CD44缓解这一过程。该整合策略连接了分子发病机制与中药药理学，为系统性骨骼-炎症性疾病治疗药物的发现建立了平台27,28,29,30。
现有大多数研究仅依赖于骨质疏松症（OP）或牙周病（PD）模型，未能考虑二者之间的协同作用。流行病学证据显示，衰老、雌激素缺乏和炎症性细胞因子过表达等共同危险因素在共存时会加速疾病进展 31,.......
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作者声明无利益冲突。
本研究由甘肃省医疗卫生行业科学技术基金（项目编号：GSWSKY2020-77）、甘肃省自然科学基金（项目编号：25JRRA314 和 21JR7RA620）、甘肃省人才计划以及甘肃省人民医院青年孵化研究项目（项目编号：23GSSYF-35）资助。
作者贡献：
Jing Qi 完成了大部分实验工作和数据分析。Yunqing Pang 参与了样本采集、数据整理和统计分析。Yu Wang 协助实验设计并提供了技术支持。Dawei Hou 和 Jing Wang 共同监督了该项目，对稿件的重要知识内容进行了关键性修改，并批准了最终版本。所有作者均阅读并批准了最终稿件。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| ELISA试剂盒 | 上海酶联生物科技股份有限公司 | 炎症细胞因子（TNF-α, IL-6, IL-1β, IL-4, ALP, TRAP5b, TGF-β，VWF，CD44 | |
| RNA提取试剂盒 | 上海叶生生物科技 | 血清RNA提取 | |
| cDNA合成试剂盒 | 上海叶生生物科技 | 高活性逆转录 | |
| qPCR试剂盒 | 上海叶生生物科技 | 定量PCR扩增 | |
| 抗体（一抗/二抗） | Cell Signaling Technology / Abcam / 杭州先利生物科技 / 北京中杉金桥生物技术 | 特异性一抗； β-肌动蛋白内参；山羊抗兔IgG二抗 | |
| 组织学试剂 | 碧云天生物技术 / 上海上上 | 苏木精–伊红和亚甲蓝染色 | |
| 化学发光底物 | 雅肯生物技术 | Western blot 检测 | |
| 微型计算机断层扫描系统 | Scanco Medical AG（Viva CT40） | 高分辨率显微结构分析 | |
| LC-MS/MS 系统 | 赛默飞世尔科技 Q Exactive HF-X | 高分辨率蛋白质组学分析 | |
| 软件：MaxQuant（v2.1.0），Andromeda | 布罗德研究所 | 蛋白质组学数据预处理 | |
| 软件：GSEA（v4.3.2） | 布罗德研究所 | 通路富集分析 | |
| 软件：R（v4.0.3）、WGCNA（v1.73）、pheatmap（v1.0.12） | R 基金会 | 统计计算，网络分析，聚类分析，热图 | |
| 软件：AutoDock 4.2，AutoDockTools 1.5.7 | 斯克里普斯研究所 | 分子对接与网格定义 | |
| 软件：Open Babel 3.1.1 | Open Babel 项目 | 配体结构优化 | |
| 软件：PyMOL 2.5.2 | 施ödinger, LLC | 分子对接可视化 |
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