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骨重建是人体内维持骨骼结构完整、功能健全的重要生理过程。骨重建在体内维持着微妙的平衡,由破骨细胞主导的骨吸收过程和成骨细胞主导的骨形成过程所调控。破骨细胞骨吸收的异常激活是许多骨骼疾病的主要原因,例如骨质疏松症、类风湿关节炎、假体周围骨溶解和牙周炎等。在过去几十年中,许多针对破骨细胞的药物进入临床中,双膦酸盐、降钙素类、选择性雌激素受体调节剂和迪诺塞麦等已在临床研究中显示出一定的疗效,但是其药物副作用和高费用限制了它们的临床应用。因此,我们仍然需要寻找新型药物用于治疗破骨细胞相关的疾病。梓醇是一种具有生物活性的环烯醚萜类化合物,提取自地黄的新鲜块茎中。地黄作为传统中药被用于治疗骨质疏松症已经有数十年。一些研究证实,梓醇具有具有抗炎、抗氧化、抗糖尿病和抗肿瘤等多重药理作用。近期的研究中发现,在BV2细胞和肺泡巨噬细胞中,梓醇能抑制LPS诱导的炎症反应通过抑制核因子-κB(NF-κB)信号通路。同时,在HCT116和T24细胞中,梓醇能有效抑制蛋白激酶B(AKT)信号通路。至今还没有研究对梓醇的抗破骨细胞和病理性骨丢失的作用进行充分地评估。在本研究中,我们评估了梓醇对于核因子-κB受体活化因子配体(RANKL)诱导的破骨细胞分化的作用,并阐述了其分子机制。此外,我们探究了梓醇对于雌激素缺损和炎症诱导的小鼠骨质疏松症模型的治疗作用。为了研究梓醇对于破骨细胞分化的作用,我们采用RANKL诱导骨髓来源巨噬细胞(BMMs)和RAW264.7细胞向破骨细胞分化,并添加不同浓度梓醇干预。结果显示,梓醇有效抑制RANKL诱导的破骨细胞分化,尤其在破骨细胞分化的早期阶段。接着,我们对成熟破骨细胞的骨吸收功能进行了研究。数据表明,梓醇能够抑制成骨破骨细胞的F-actin形成,并抑制骨吸收功能。为了进一步阐明分子机制,我们对RANKL/RANK信号进行了探究。结果显示,梓醇能通过抑制同源性磷酸酶张力蛋白(PTEN)的泛素化和降解,从而上调PTEN活性。上调的PTEN活性进而抑制了NF-κB和AKT信号通路,导致活化T细胞核因子c1(NFATc1)的表达下降。基于梓醇体外抑制破骨细胞分化的作用,我们建立了脂多糖(LPS)和卵巢切除术(OVX)诱导的小鼠骨质疏松症模型,以评估梓醇对于雌激素缺损和炎症诱导的骨质疏松症的治疗作用。Micro-CT及三维重建结果显示,LPS注射及卵巢切除术诱导了小鼠股骨的骨质丢失。而梓醇的治疗能有效抑制骨丢失。组织切片的抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色结果表明,梓醇治疗能有效减少骨小梁区域的破骨细胞数量。动物实验结果显示,梓醇能通过调控破骨细胞活性,有效抑制LPS和OVX诱导的骨质丢失。总之,我们的研究表明,梓醇能通过阻断NF-κB和AKT信号通路,抑制RANKL诱导的破骨细胞分化。梓醇的抑制作用可能是通过抑制PTEN泛素化和降解来实现的。此外,梓醇通过抑制破骨细胞活性,改善了LPS和OVX诱导的小鼠骨质丢失。我们的结果表明,梓醇有望成为治疗破骨细胞相关疾病的候选药物。