基于腎主骨生髓探討骨髓基質干細胞與絕經后骨質疏松腎虛證的關系

李冠慧　黃明芳　李西海　梁文娜

(福建中醫藥大學 中醫學院中醫證研究基地，福建　福州　350122)

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基于腎主骨生髓探討骨髓基質干細胞與絕經后骨質疏松腎虛證的關系

李冠慧黃明芳1李西海2梁文娜

(福建中醫藥大學 中醫學院中醫證研究基地，福建福州350122)

腎主骨生髓；骨髓基質干細胞；絕經后；骨質疏松

絕經后骨質疏松(PMOP)是骨量減少導致骨微結構改變骨折發生率增加的一種絕經后女性常見的骨代謝疾病。《黃帝內經》提出“腎主骨髓”的理論，從生理上詳細描述了女子骨的強弱與腎氣盛衰的關系，從病理上提出了腎虛骨痿的理論。骨髓基質干細胞具有骨向分化的潛能，與女子骨的強弱關系密切。補腎中藥能通過特發性促性腺激素低下(IHH)信號通路刺激骨髓基質干細胞向成骨細胞生長，從而改善女性PMOP，提示PMOP腎虛證與骨髓基質干細胞的功能改變有關〔1〕。

1　腎主骨生髓的理論源流

1.1腎與骨的生理關聯性腎主骨生髓。骨，指骨骼，是軀體的支架。髓，分骨髓、脊髓和腦髓，皆由腎精化生。骨骼的發育標志著人形體的發育，由腎精充養，由腎氣推動和調控。腎藏精，精生髓，髓居骨中(稱骨髓)以養骨，骨骼賴之以生長發育。因此，腎主骨生髓實際上是腎精及腎氣促進機體生長發育的具體外在表現。《素問·六節藏象論篇》中提出：“腎者，主蟄，封藏之本，精之處也，其充在骨”。《素問·陰陽應象大論》更直接指出：“腎生骨髓”。《素問·宣明五氣論》云：“腎主骨生髓，腎生骨髓，骨髓充在腎”。《中西匯通醫經精義·五臟所主》曰：“骨內有髓。骨者，髓所生。周身之骨，以背脊為主腎系貫脊。腎藏精，精生髓，髓生骨，故骨者，腎之所合也”。《醫經精義》曰：“腎藏精，精生髓，髓生骨，故骨者腎之合也。髓者，腎精所生，精足則髓足，髓在骨內，髓足則骨強”。《素問·上古天真論》以“七”為基數詳細記述了腎氣由稚嫩到充盛再由充盛到衰少的過程中，女性骨骼發育隨腎氣盛衰的變化，曰：“女子七歲，腎氣盛，齒更發長……。三七，腎氣平均，故真牙生而長極。四七，筋骨堅，發長極，身體盛壯。……七七，任脈虛……，故形壞而無子”。從文中可以看出，女性生、長、壯、老、已生命過程中，每一階段骨質代謝的生長發育狀態，均與腎精及腎氣的盛衰密切相關，并從“齒、骨”的變化中體現出來。

1.2腎與骨的病理相關性后代醫家在繼承《黃帝內經》“腎藏精主骨生髓”理論的生理基礎上，又對其病理相關性做了進一步的闡述。《諸病源侯論·腎著腰痛侯》中指出：“腎主腰腳。腎經虛則受風冷……，故令腰痛”。《黃帝內經素問集注·瘓論篇》注解云：“腎生骨髓，在體為骨，腎氣熱而精液竭，則髓減骨枯而發為骨瘓也”。在治療上，基于腎主骨生髓理論《太平圣惠方》對骨折提出了“補筋骨、益精髓、通血脈”的方法。《外科集驗方·服藥通變方第一》提出了“腎實則骨有生氣”的觀點。

腎藏精，精化氣，腎精足則腎氣充，腎氣充則骨髓生化有源，髓以養骨，則機體骨質代謝正常，骨骼堅固有力；反之，若腎精不足，骨髓生化無源，骨骼失養，可出現骨痿，骨骼發育代謝遲緩，骨軟無力，骨質脆弱，易于骨折等。可見，無論從理論還是臨床，腎藏精主骨生髓的理論，骨與腎之間的關聯性均被古今醫家認可并有效運用，為臨床從腎論治PMOP提供了理論依據。

2　骨髓基質干細胞(BMSc)的功能

骨髓中含多種多能干細胞，BMSc是主要的一類，位于骨髓網狀間質內，具有多向分化的能力，并在一定條件的誘導下，可向成軟骨細胞、成骨細胞、破骨細胞分化。由于BMSc較高的重復性和較短的周期性，組織工程學將BMSc應用于骨種子細胞的技術和思路就應運而生。

BMSc可能是機體骨髓成骨能力的來源〔2〕。體外培養BMSc能短時間內生成大量干細胞且生成濃度較高。一定誘導條件下，BMSc可向成骨細胞分化。在細胞生長因子、DA-006、富血小板血漿的誘導下，BMSc的成骨分化路線可簡單描述為：BMSc→骨祖細胞→前成骨細胞→成骨細胞→成熟骨細胞〔3～6〕。BMSc向成骨細胞的定向分化過程，受到特異性成骨細胞轉錄因子的調控。利用蛋白質組方法能夠找到BMSc的標志并檢測到其向成骨細胞的分化〔7～9〕。Hedgehog信號通路是在胚胎發育階段的重要信號通路之一，調控機體多種組織器官的生長發育，與骨質生成的發育過程有密切關系。Hedgehog信號通路家族成員包含：人沙漠刺猬因子(DHH)、IHH及鼠音猬因子SHH，而IHH在機體骨質生長發育過程中發揮著關鍵性的調節作用〔10〕。BMSc對成熟軟骨細胞的增殖分化的促進作用機制或許與對IHH信號通路活性的改變有關〔11〕。體內實驗顯示，通過自體骨髓的BMSc移植，可有效促進機體新骨形成，具有促進體內成骨的能力。在牙槽骨缺損的修復中，應用分離的BMSc進行自體移植，結果顯示BMSc的移植對牙槽骨再生起到了促進作用。

3　BMSc與PMOP的關系

PMOP是體內成骨細胞和破骨細胞失衡導致成骨細胞生成減少破骨細胞異常增多，從而使機體出現骨量減少骨質疏松的癥狀。BMSc在機體內的生理變化趨勢與《素問·上古天真論》所述的女子生長壯老已生命過程中的腎氣盛衰趨勢相一致。

3.1BMSc與PMOPPMOP是由于骨微結構受損，骨成分及骨基質比例下降，骨質變薄，骨脆性增加，導致骨質發生率增高的一種骨代謝疾病。骨組織，和其他機體組織一樣，有其代謝過程。骨代謝的過程中受全身多種因素的調節。BMSc便是其調控途徑之一。用分離出的BMSc對機體進行治療，發現BMSc細胞治療組與其它治療組相比，BMSc細胞治療組能加快PMOP中的骨折愈合速度。在牽張間隙內注射BMSc的實驗組和注射等量生理鹽水的對照組進行對照，結果顯示實驗組新生的骨量和骨小梁的寬度均高于對照組。以上實驗表明，BMSc對骨質疏松性骨折愈合有促進作用〔2〕。

3.2BMSc改善PMOP的作用機制PMOP中骨形成減少的病理關鍵便是成骨細胞數量的下降，IHH信號蛋白對BMSc的增殖、成軟骨分化以及軟骨表型維持均起到了相應的促進作用〔12〕，可以通過誘導BMSc向成骨細胞的分化，來增加成骨細胞的數量，從而用于PMOP的治療。BMSc成破骨細胞的潛能對PMOP的形成亦有一定程度的影響。通過貼壁培養誘導，部分BMSc可向破骨細胞分化。研究表明，BMSc對破骨細胞凋亡起促進作用。而絕經后雌激素水平的下降，使得BMSc對FasL基因的表達水平下調〔13，14〕。腎臟本身是一個復雜的內分泌器官〔15〕。中醫認為，機體的生長發育及衰老過程主要由腎精及腎氣的盛衰來決定，故腎精及腎氣的盛衰能影響骨質的代謝，決定機體骨骼的強弱。BMSc是一種多潛能成體干細胞，能向成骨細胞進行分化。其主要存在于骨髓，同時還存在于胚胎時期間充質來源的骨外組織，在個體生長發育成熟及組織修復過程中起著重要作用。

3.3BMSc與腎精的關聯性“腎精”與干細胞的密切相關性逐漸引起關注。干細胞的功能與中醫命門學說中的先天之精相類似。干細胞具先天之精的屬性。腎藏精，精是生命之源，是構成人體生命活動的精微物質。臨床上，根據腎主骨生髓理論，對PMOP患者采用補腎為主的純中藥進行臨床研究，將之與阿法骨化醇組和安慰劑組進行療效對比，結果發現補腎中藥組患者的骨代謝情況明顯優于后兩組。從使用補腎中藥治療的實驗研究顯示，補腎活血中藥杜仲、何首烏、淫羊藿、巴戟天、淫洋藿、丹參、熟地黃能有效刺激BMSc增殖并誘導其向成骨細胞分化，使成骨細胞數量增多，成骨活性增高，從而促進骨的形成，改善骨代謝〔2，16～19〕。實驗結果從以藥證效的角度，對腎藏精主骨生髓理論與BMSc骨向分化的一致性進行了闡釋。

4　BMSc與PMOP腎虛證的關系

在PMOP腎陽虛證里，使用溫補腎陽的右歸飲，能使骨髓里成骨細胞的增殖得到促進，同時抑制BMSc向破骨細胞的分化，為右歸飲治療PMOP腎陽虛證的作用機理提供了實驗依據。而PMOP腎陽虛證和PMOP腎陰虛證患者在骨標志物、體質指數(BMI)、骨密度(BMD)等均存在差異。在PMOP腎陰虛證中，用六味地黃丸進行對比實驗，發現血清骨代謝物均在不同程度上發生了改變〔20〕。中醫補腎陰藥和補腎陽藥在治療PMOP中能增加機體的骨密度，對骨組織結構的破壞起改善作用。其可能是通過調控骨代謝及相關基因表達而發揮作用。

綜上，腎功能的衰退是機體骨質代謝下降的關鍵因素。通過補腎療法能有效提高機體骨質代謝水平，提高PMOP治療效果。其作用機制之一便是通過調控BMSc的分化潛能，提高BMSc向成骨細胞的分化，從而促進骨生成，介導機體骨髓的生長發育，緩解因腎虛導致的骨質疏松癥狀。本文從微觀層次對“腎藏精主骨生髓”、BMSc與腎和骨之間的關聯性提供新的認識，并為從腎論治PMOP提供新的思路。

1梁文娜，李亞嬋，李西海，等.絕經后骨質疏松癥腎陽虛證證素變化與熵變的內在關系〔J〕.中華中醫藥雜志，2014；29(6)：1791-3.

2華臻，楊俊鋒，潘婭嵐，等.補腎中藥促進骨髓間充質干細胞成骨分化的研究進展〔J〕.中華中醫藥雜志，2015；30(9)：3222-6.

3Choi K，Ortega MT，Jeffery B，etal.Oxidative stress response in canine in vitro liver，kidney and intestinal models with seven potential dietary ingredients〔J〕.Toxicol Lett，2016；241：49-59.

4Wang G，Zhuo Z，Yang B，etal.Enhanced homing ability and retention of bone marrow stromal cells to diabetic nephropathy by microbubble-mediated diagnostic ultrasound irradiation〔J〕.Ultrasound Med Biol，2015；41(11)：2977-89.

5Kankuri E，Mervaala EE，Storvik M，etal.Exacerbation of acute kidney injury by bone marrow stromal cells from rats with persistent renin-angiotensin system activation〔J〕.Clin Sci (Lond)，2015；128(11)：735-47.

6劉伯齡，李西海，肖麗春，等.透骨消痛顆粒含藥血清誘導骨髓基質干細胞向軟骨細胞分化〔J〕.中國組織工程研究，2013；17(32)：5863-70.

7曾建春.補腎活血中藥對膝OA患者生存質量影響及相關實驗研究〔D〕.廣州中醫藥大學，2010.

8Sayed M，Drummond CA，Evans KL，etal.Effects of Na/K-ATPase and its ligands on bone marrow stromal cell differentiation〔J〕.Stem Cell Res，2014；13(1)：12-23.

9Liang W，Li X，Li Y,etal.Tongue coating microbiome regulates the changes in tongue texture and coating in patients with post-menopausal osteoporosis of Gan-shen deficiency syndrome type〔J〕.Int J Mol Med，2013；32(5)：1069-76.

10Soltanoff CS，Yang S，Chen W，etal.Signaling networks that control the lineage commitment and differentiation of bone cells〔J〕.Crit Rev Eukaryot Gene Exp,2009；19(1)：1-46.

11丁然，游洪波，李鋒，等.脈沖磁場與前軟骨干細胞向成熟軟骨細胞的增殖與分化：與Ihh/PTHrP信號通路活性有關嗎〔J〕？中國組織工程研究與臨床康復，2010；14(20)：3615-9.

12劉寬，吳興.Hedgehog信號調控骨髓間充質干細胞成軟骨細胞分化：調控方式及其串話機制尚待研究〔J〕.中國組織工程研究，2014；18(37)：6040-5.

13魏鉑沅，楊柳，高博，等.人骨髓間充質干細胞中 Notch 信號上調對破骨細胞增殖的調控〔J〕.中國骨質疏松雜志，2014；20(5)：466-70.

14陳婧，馬紀，孫奮勇.骨髓貼壁細胞向破骨細胞的分化〔J〕.中國組織工程研究，2014；18(7)：985-90.

15周婉奕，舒惠荃.“腎主骨”的現代醫學證據〔J〕.心血管病防治知識(學術版)，2011；25(2)：489-90.

16宋敏，羅曉.淫羊藿總黃酮含藥血清對成骨細胞OPG/OPGL基因表達的影響〔J〕.時珍國醫國藥，2012；23(4)：883-6.

17張晨，張進，黃進，等.基于干細胞的“腎精”理論與衰老機制探析〔J〕.遼寧中醫雜志，2014；41(9)：1877-9.

18白宇，張柳，呂志偉，等.辛伐他汀在人骨髓基質干細胞向成骨細胞分化過程中的作用〔J〕.中國骨質疏松雜志，2007；13(16)：381-4.

19王蕭楓，許兵，童培建，等.右歸飲協同干細胞轉染VEGF移植修復激素性骨壞死的研究〔J〕.中華中醫藥學刊，2013；31(9)：1930-3.

20李悅，姜自偉，侯雪芹，等.兩種補腎法治療絕經后骨質疏松癥的分子機制差異〔J〕.中華中醫藥雜志，2015；30(5)：1570-4.

〔2015-12-17修回〕

(編輯袁左鳴)

國家自然科學基金項目(No.81202645)；國家自然科學基金重點項目(No.81230087)；福建省自然科學基金項目(No.2015J01339)；福建省衛生系統中青年骨干人才培養項目(No.2015-ZQN-JC-32)；2015年度福建省高等學校新世紀優秀人才支持計劃

梁文娜(1979-)，女，博士，副教授，碩士生導師，主要從事內分泌病證結合研究。

李冠慧(1991-)，女，碩士，主要從事內分泌病證結合研究。

R259

A

1005-9202(2016)15-3846-02；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.15.111

1海南省人民醫院胸外甲狀腺外科

2福建中醫藥大學中西醫結合研究院