打破“单向用药”的局限！IF=11.9《Asian J Pharm Sci》证实：红参外泌体，口服就能双向调控骨代谢

骨质疏松症是一种以骨吸收超过骨形成为特征的代谢性骨病，现有药物长期使用存在诸多不良反应，开发兼具促进骨形成与抑制骨吸收作用的口服治疗策略具有重要的临床意义。红参是通过蒸制和干燥加工的人参根，其药理活性强于白参，已被证实具有免疫调节、抗疲劳、抗癌及抗骨质疏松等多种功效。红参中的主要活性成分——人参皂苷（特别是Rg1和Rb1）虽具有骨保护潜力，但其口服生物利用度极低，在胃肠道中易降解，难以在骨组织中达到有效浓度。近年来，植物来源的外泌体样纳米囊泡因其良好的生物相容性、胃肠道稳定性及主动靶向递送能力，在炎症性肠病、肝纤维化、骨质疏松等疾病治疗中引起广泛关注。

基于这一研究背景，韩国安东国立大学Young-Eun Cho团队在该领域持续深耕。2025年11月19日，该团队在《Asian Journal of Pharmaceutical Sciences》（IF=11.9）发表题为“Ginseng-derived exosome-like nanovesicles protect against liver fibrosis by regulating TIMP2 pathways and gut dysbiosis”的研究，首次从人参中分离出纳米囊泡，并证明其通过调控肝脏TIMP2通路和恢复肠道菌群稳态，有效改善肝纤维化。

在此基础上，该团队于2026年6月1日在同一期刊（Asian J Pharm Sci, IF=11.9）发表了题为“Red Ginseng-Derived Nanovesicles to Modulate Osteoblast and Osteoclastogenesis for Osteoporosis Therapy”的研究，进一步探索红参来源纳米囊泡在骨质疏松治疗中的应用。该研究发现，红参来源的纳米囊泡通过调控BMP-2/Smad和MAPK信号通路，在体外实现双向调节——促进成骨细胞分化与矿化，同时抑制破骨细胞生成与骨吸收功能；在去卵巢诱导的骨质疏松小鼠模型中，口服RGNVs能显著恢复骨密度，且未观察到系统毒性，表现出良好的生物相容性与安全性。上述研究表明，RGNVs作为一种兼具促成骨与抗破骨双重作用的天然纳米治疗策略，为骨质疏松症的临床治疗提供了全新的思路和候选方案。

 

一、研究意义

本研究首次系统性地从红参中分离、表征并验证了其来源的纳米囊泡在骨质疏松治疗中的双重作用机制：

➤促进骨形成：通过激活BMP-2/Smad/Runx2信号通路，增强成骨细胞分化与矿化；

➤抑制骨吸收：通过阻断RANKL诱导的NF-κB/MAPK信号通路，抑制破骨细胞生成与骨吸收活性。

此外，口服RGNVs在体内表现出良好的骨组织靶向性、显著的骨密度恢复效果以及优异的生物安全性。这些发现为开发新型口服天然纳米药物提供了理论依据和实验支持，具有重要的临床转化潜力。

图1. 展示RGNVs骨质疏松预防效果的示意图

 

二、核心研究思路

01、RGNVs的制备与表征

研究人员首先采用差速超速离心法从红参根中成功分离出红参来源的纳米囊泡。通过透射电子显微镜观察，这些纳米囊泡呈现出典型的球形形态，并具有清晰的脂质双层膜结构，其平均粒径约为217纳米。为了进一步明确其分子组成，研究团队进行了蛋白质谱分析，结果鉴定出114种与人参来源囊泡共有的蛋白，同时发现了40种仅存在于红参纳米囊泡中的特有蛋白，提示红参的蒸制加工过程可能赋予了其独特的蛋白质谱。此外，高效液相色谱分析检测到RGNVs中富含多种人参皂苷，包括常见的Rg1、Rb1，以及红参特有的Rh1、Rg3等成分，这些活性分子被认为是其发挥骨保护作用的重要物质基础。

图2. RGNV的分离与表征

 

02、体外功能验证

在细胞水平上，研究人员系统评估了RGNVs对成骨细胞和破骨细胞的双向调控能力。

1.成骨细胞功能验证

研究人员通过细胞成像实验证实，RGNVs能够被MC3T3-E1成骨前体细胞有效内吞，且荧光强度呈浓度依赖性增加。内吞机制实验表明，这一过程主要通过网格蛋白介导的内吞途径完成。细胞毒性实验排除了RGNVs对细胞增殖的负面影响。功能实验结果显示，RGNVs能以剂量和时间依赖性的方式显著提升细胞内和分泌到培养基中的碱性磷酸酶活性。矿化染色实验表明，RGNVs处理后冯·科萨染色和茜素红S染色的阳性面积和强度均显著增加，矿化结节形成增多。在原代成骨细胞中，研究团队进一步验证了RGNVs能显著提高碱性磷酸酶活性，增强冯·科萨和茜素红S染色所显示的矿化能力，并且从基因和蛋白水平上证实其上调了成骨分化关键分子Runx2、ALP、OPN和ProCOL1的表达。

图3. RGNVs介导的MC3T3-E1细胞中促进成骨细胞分化

2.破骨细胞抑制功能验证

研究人员将小鼠造血干细胞诱导分化为破骨细胞，并在此过程中给予RGNVs处理。抗酒石酸酸性磷酸酶染色结果显示，RGNVs以浓度依赖性的方式显著减少了多核破骨细胞的数量和体积；定量分析培养基中的TRAP活性也佐证了这一抑制效果。骨片吸收实验证实RGNVs能显著抑制破骨细胞的骨吸收能力，荧光标记的鬼笔环肽染色则显示RGNVs破坏了破骨细胞执行吸收功能所必需的肌动蛋白环结构。Western blot结果进一步显示，RGNVs处理后，破骨细胞关键转录因子NFATc1和c-Fos以及功能蛋白Cathepsin K的表达水平显著降低。

图4. RGNVs促进成骨细胞分化，并抑制体外破骨细胞形成

 

03、体内分布与疗效

为了评估RGNVs在体内的行为和治疗效果，研究人员使用DiR荧光染料标记RGNVs并通过口服途径给予小鼠。活体成像结果显示，口服后48小时，RGNVs在骨组织中出现了显著的荧光富集，表明其具有良好的口服稳定性和骨靶向能力。

图5.口服RGNVs的体内分布

在去卵巢诱导的绝经后骨质疏松小鼠模型中，口服RGNVs治疗能够显著改善骨微结构。显微CT分析显示，RGNVs治疗组的骨小梁体积分数、骨小梁数量均显著升高，而骨小梁分离度则明显下降，说明骨丢失被有效逆转。组织学染色进一步证实，RGNVs治疗组小鼠的骨表面成骨细胞数量增多，而破骨细胞数量减少，从细胞层面解释了骨结构改善的原因。

 图6. RGNVs在OVX诱导骨质疏松模型中的抗骨质疏松作用

 

04、机制研究

为揭示RGNVs发挥双向调控作用的分子机制，研究者开展了深入的信号通路分析。转录组测序和WB实验结果显示，在成骨细胞中，RGNVs能够激活BMP-2/Smad信号通路，促进骨形态发生蛋白2的表达及Smad1/5/8的磷酸化。当使用BMP信号通路的特异性抑制剂阻断该通路后，RGNVs诱导的碱性磷酸酶活性和矿化结节形成均被显著削弱，证实了BMP-2/Smad通路是RGNVs促进成骨分化的关键分子途径。在破骨细胞中，RGNVs则通过抑制RANKL诱导的NF-κB和MAPK信号通路的激活，下调了破骨细胞生成所必需的两个核心转录因子c-Fos和NFATc1的表达，从而有效阻断了破骨细胞的分化和骨吸收功能。

图7. RGNVs通过BMP-2/Smad信号通路增强MC3T3-E1细胞的成骨分化

 

 

05、安全性评估

在评估RGNVs的治疗潜力的同时，研究团队也对其体内安全性进行了系统检测。在为期7天的口服毒性实验中，RGNVs治疗组小鼠的体重和行为表现均未出现异常。主要器官（心、肝、肺、肾、脑）的组织病理学检查显示，未发现任何炎症、坏死或其他结构损伤。血清生化分析结果表明，反映肝功能的谷丙转氨酶、谷草转氨酶和甘油三酯，以及反映肾功能的尿素氮和肌酐等指标均未见异常变化。此外，血清中肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-1β等关键促炎性细胞因子的水平也未升高。以上结果共同证明，在有效治疗剂量下，口服RGNVs具有良好的生物相容性和体内安全性。

图8. 体内RGNVs的毒性评估

三、总结

从传统的蒸制红参，到登上国际顶刊的纳米级药物载体，这项研究为骨质疏松症的治疗打开了一扇全新的大门。它的突破性不仅在于它解决了传统红参活性成分口服生物利用度低的长期瓶颈，更在于它为“天然产物 + 纳米递送”这一研究范式提供了有力的实践范例。RGNVs作为一种集“高疗效、低毒性、易使用”于一身的天然纳米治疗策略，为骨质疏松症的临床治疗带来了新的希望，也为传统中药的现代化开发开辟了广阔的思路。当然，从实验室到临床，还有很长的路要走——关键活性成分的解析、长期安全性的评估、规模化生产的工艺优化，都是未来需要进一步探索的方向。但无论如何，这项研究已经让我们看到：源自自然的纳米“快递员”，或许正是破解骨松治疗难题的那把钥匙。

 

参考文献：Kim J, Sim Y, Kim D, Kwon J, Lee S, Rungratanawanich W, Kim J, Jung J, Lee Y, Hyun S, Lee S, Kwon H, Song B, Seo K, Kim D, Cho Y. Ginseng-derived exosome-like nanovesicles protect against liver fibrosis by regulating TIMP2 pathways and gut dysbiosis. Asian J Pharm Sci. 2025 Dec;20(6):101105.