壯骨止痛方對骨質疏松大鼠Wnt/β-catenin信號通路、血清Sclerostin水平的影響※

● 楊 軍 莫新民

壯骨止痛方對骨質疏松大鼠Wnt/β-catenin信號通路、血清Sclerostin水平的影響※

● 楊 軍1*莫新民2

目的：探討壯骨止痛方對骨質疏松雌鼠Wnt/β-catenin信號通路以及Sclerostin含量的影響。方法：將實驗動物分為假手術組、模型組、壯骨止痛方高劑量治療組、壯骨止痛方低劑量治療組、雌二醇組5組，用酶聯免疫法測定大鼠血清中β-catenin、Sclerostin的水平。結果：模型組大鼠血清β-catenin降低、Sclerostin水平上升，經壯骨止痛方藥物干預后，大鼠血清β-catenin水平明顯升高、Sclerostin水平明顯下降。結論：壯骨止痛方藥物可以提升Wnt/β-catenin信號通路的表達，降低血清Sclerostin的水平，達到預防治療骨質疏松的作用。

壯骨止痛方 β-鏈蛋白 骨硬化蛋白

骨質疏松癥(Osteoporosis，OP)是以骨量減少，骨小梁變細、斷裂、數量減少，皮質骨多孔、變薄等骨的微觀結構退化為特征，以致骨的脆性增高及骨折危險性增高的一種全身性骨病[1]。隨著人口老齡化的迅速到來，骨質疏松癥已成為嚴重的社會問題，其發病率已經躍居世界各種常見病的第7位。壯骨止痛方是湖南省名中醫、吾之業師莫新民教授研發而成，為治療骨質疏松癥的新藥，已經獲得國家新藥證書[國藥證字Z20050125]，對絕經后骨質疏松癥有良好療效[2-5]。本研究以經典的骨質疏松動物模型，用壯骨止痛方藥物進行干預治療，分別檢測不同組別大鼠血清中的β-catenin、Sclerostin的比率，從而探討壯骨止痛方預防治療骨質疏松的作用機制，為再次臨床開發應用提供依據。

1 材料

1.1 實驗藥物 壯骨止痛方藥物由陜西中醫藥大學附屬醫院藥劑科提供，動物灌胃前制備成混懸液，戊酸雌二醇(生產企業：拜耳醫藥保健有限公司廣州分公司，藥品批準文號：國藥準字J20130009)。

1.2 實驗動物 SD大鼠50只，SPF級，體重(200±20)g，雌鼠，購自第四軍醫大學實驗動物中心，合格證號：SCXK-(軍)2012-0007。動物飼養于清潔級飼養室，期間自由飲水、攝食，室溫20～25℃，濕度40%～70%，光照周期12h/12h，通風良好。

1.3 試劑與儀器 青霉素(華北制藥股份有限公司，國藥準字H13020655)；大鼠硬骨素(SOST)ELISA檢測試劑盒，大鼠β-鏈蛋白(β-catenin)ELISA檢測試劑盒均購自(E20160801A，蘇州爾卡文生物科技有限公司)。ELX808-IU酶標儀(美國寶特)；BT-25S型電子天平(上海)，0.5-10μl、2-20μl、1-200μl，200-1000μl移液槍。

2 方法

2.1 動物造模 采用國內外公認的雌性大鼠去卵巢3個月造成絕經后骨質疏松癥病理模型[6]，取同批次250g左右的雌性SD大白鼠共40只，月齡10～12個月。按體重將大鼠隨機分為假手術組、模型組、壯骨止痛方高劑量治療組(13.2g/kg/d)、壯骨止痛方低劑量治療組(3.3g/kg/d)、雌二醇組(0.167mg/kg/d)共5組，每組10只。除假手術組外，其余4組均切除雙側卵巢造成絕經后骨質疏松癥病理模型，術后在大鼠大腿肌肉內側，注射青霉素，每只4萬u/d，防止術后感染。

2.2 給藥方法 假手術組和模型組每天灌胃以相應體積冷開水，壯骨止痛方治療組、己烯雌酚組灌胃以相應藥物，劑量按成人劑量及人鼠體表面積折算確定。各組均從第5天拆線后開始給藥，每天灌胃一次，連續12周。(實驗過程中，可能由于術后處理不當，模型組和低劑量組各有一只腸脹氣死亡)。

2.3 標本采集 給藥12周，最后一次灌胃后2小時，腹腔注射2%的戊巴比妥鈉(0.2ml/100g體重)麻醉，腹部切口，從腹主動脈取血，人道主義處死大鼠，分離血清后，再轉放入-80℃冰箱中保存備用待分析。

2.4 指標檢測 指標檢測前，嚴格按試劑盒說明書進行相關項目的測定。主要測定大鼠血清β-catenin，Sclerostin比率變化，方法為酶聯免疫分析。

3 結果

3.1 壯骨止痛方藥物對絕經后骨質疏松癥大鼠血清β-catenin的影響 與假手術組比較，模型組大鼠血清中β-catenin含量明顯下降(P<0.01)，說明絕經后骨質疏松癥大鼠造模成功；與模型組比較，雌二醇陽性藥組大鼠血清中β-catenin含量明顯升高(P<0.01)，壯骨止痛方高、低劑量給藥組血清中β-catenin含量也顯著升高(P<0.05)，均有統計學差異，提示壯骨止痛方藥物對升高絕經后骨質疏松癥大鼠血清β-catenin含量有較好作用。見表1。

3.2 壯骨止痛方藥物對絕經后骨質疏松癥大鼠血清Sclerostion的影響 與假手術組比較，模型組大鼠血清中Sclerostin含量明顯升高(P<0.01)，有顯著差異；與模型組比較，壯骨止痛方高劑量給藥組和雌二醇陽性藥組大鼠血清中Sclerostin含量明顯下降(P<0.01)，壯骨止痛方低劑量給藥組血清中Sclerostin含量顯著下降(P<0.05)，提示壯骨止痛方藥物對降低絕經后骨質疏松癥大鼠血清SOST含量有較好作用。見表2。

表1 各組大鼠血清中β-catenin水平的變化

注：與假手術組比較，#P<0.05，##P<0.01;與模型組比較，*P<0.05，**P<0.01。

表2 各組大鼠血清中Sclerostin水平的變化

注：與假手術組比較，#P<0.05，##P<0.01;與模型組比較，*P<0.05，**P<0.01。

4 討論

壯骨止痛方由補骨脂、淫羊藿、枸杞、黨參、白術、芍藥、骨碎補、丹參、甘草等九味藥物組成，方中補骨脂、淫羊藿補腎氣，溫腎陽，善治腰腳疼痛之疾，淫羊藿又能“壯腰膝，通經絡”，為君藥；黨參、白術益氣健脾，補益后天，為肝腎提供生化之源；枸杞在《景岳全書·本草正》中云其“味重而純，故能補陰，陰中有陽，故能補氣……其功則明耳目，添精益髓，健骨強筋”，以上共為臣藥；芍藥、甘草組合，為芍藥甘草湯，《傷寒論》云其具有“腳攣急”，可以治療、緩解骨質疏松疼痛癥狀，為佐藥；丹參，不僅能補肝血以強筋骨，尚能在滋膩之群中輕疏靈動，通調經脈而活血祛瘀，兼有“調血”之職，為使藥。總之，壯骨止痛方既著重補腎氣、溫腎陽，又兼顧滋補肝腎陰精，以冀陽中求陰，陰中求陽，陰陽互生，加用丹參等通經活絡之品，標本兼顧，補而不滯，是該方具有補益肝腎、壯骨止痛之功，為治療骨質疏松癥的良藥。

現代研究證實，Wnt信號通路有3條，其中之一經典信號通路即Wnt/β-catenin信號對骨生物學顯得尤為重要[7-8]，其通過多種途徑增加骨量，包括更新干細胞、刺激前成骨細胞復制、誘導成骨細胞發生、抑制成骨細胞和骨細胞凋亡等。Wnt/β-catenin信號通路作用的關鍵分子是血清β-鏈蛋白(β-catenin)，它和骨骼的發育聯系密切：Hu[9]等人報道了β-catenin通路在骨生成中的重要性，評估了β-catenin基因敲除的小鼠的骨發育；證明了β-catenin信號對成骨細胞完成分化過程是必要的。Hill等人[10]利用小鼠模型研究β-catenin在肢體和頭間質中的作用，發現β-catenin在成骨細胞分化的早期也是必需的。本次實驗表明，在模型組大鼠組中，因為成功復制了雌鼠骨質疏松的模型，與假手術組相比，模型組大鼠血清β-catenin含量的明顯下降，但是通過壯骨止痛方藥物的干預，尤其是高劑量組的藥物，大鼠血清中β-catenin的含量明顯升高，與模型組比較P<0.05，有顯著的療效，說明壯骨止痛方藥物可以有效提升雌鼠骨質疏松癥的血清β-catenin的含量，從而激活Wnt/β-catenin信號通路，從而達到治療骨質疏松癥的臨床作用。

骨硬化蛋白(Sclerostin)，又稱硬骨素，是近年來發現的一種由基因編碼、骨原性細胞分泌的具有抑制骨形成作用的糖蛋白，已有研究顯示，在很多疾病中骨硬化蛋白水平高于正常人，如固定導致的骨質疏松、血液透析、類風濕關節炎、原發性甲狀腺功能亢進等。Huang QY等人研究表明，絕經后女性骨硬化蛋白水平高于絕經前女性[11]。因此提示骨硬化蛋白具有抑制骨形成的作用。本次實驗表明，與假手術組相比較，模型組大鼠的Sclerostin的水平明顯升高，說明造模骨質疏松大鼠的骨質在骨硬化蛋白的作用下發生變化，但是經過壯骨止痛方藥物(特別是高劑量組)干預后，Sclerostin的水平明顯下降，P<0.01，從而說明壯骨止痛方能夠降低Sclerostin水平的表達，達到預防治療骨質疏松的作用。

總之，壯骨止痛方可以抑制大鼠血清Sclerostin水平的表達、提高大鼠血清β-catenin水平的表達，激活Wnt/β-catenin信號通路，達到干預骨質疏松癥的作用。

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陜西省教育廳自然專項計劃基金項目(No.15JK1212)

楊軍，男，醫學博士，副教授、副主任醫師。主要從事經方治療老年病的研究。

1.陜西中醫藥大學(712046)；2.湖南中醫藥大學(410007)