從痰論治激素性股骨頭壞死OPG/RANK/RANKL信號調控機制研究進展

汪小敏 曹林忠 宋敏 李俊 趙希云 劉新宇 蘇亮磊

摘要：近年來，激素的不規范使用導致激素性股骨頭壞死（SANFH）的發病率呈上升趨勢。中醫藥防治SANFH療效確切，受到廣泛關注，但由于缺乏藥效學機理的分子生物學依據，尚未達到標準化治療水平。OPG/RANK/RANKL信號通路的發現，為臨床防治骨代謝疾病開辟了新途徑。該信號通路與SANFH“脾虛生痰-由痰致瘀-因瘀致痹”的病機演變密切相關，從痰論治SANFH的分子生物學效應最終可通過該信號通路調控的微觀信息來表達。本文探討從痰論治SANFH與OPG/RANK/RANKL信號調控機制的相關性，結合骨代謝調控機制探討SANFH的中醫辨治，為臨床及深入研究提供依據。

關鍵詞：激素性股骨頭壞死；OPG/RANK/RANKL信號通路；從痰論治；機制；綜述

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2017.10.036

中圖分類號：R272.968.1 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5304（2017）10-0133-04

Research Progress in OPG/RANK/RANKL Signal-regulated Mechanism of Steroid Induced Avascular Necrosis of Femoral Head from Phlegm Theory WANG Xiao-min1， CAO Lin-zhong1， SONG Min1， LI Jun2， ZHAO Xi-yun1， LIU Xin-yu1， SU Liang-lei1 （1. Gansu University of Chinese Medicine， Lanzhou 730000， China； 2. Lanzhou University， Lanzhou 730000， China）

Abstract： In recent years， due to the irregular and abused use of glucocorticoid in clinical treatment， the incidence of steroid induced avascular necrosis of femoral head （SANFH） is gradually increasing. TCM for the prevention and treatment of SANFH has received much attention from many scholars. However， due to the lack of the scientific explanation of molecular biology level for its pharmacodynamics mechanism， it is difficult to achieve the purpose of standardized treatment. The discovery of OPG/RANK/RANKL signaling pathway has opened up new shortcuts for the prevention and treatment of bone metabolic diseases. OPG/RANK/RANKL signaling pathway is associated with the pathogenesis of “spleen deficiency and phlegm - blood stasis caused by phlegm-blood stasis due to paralysis” of SANFH. The treatment efficacy based on the phlegm theory can eventually axial control of the system through the micro-information to express. This article discussed the relevance between the “phlegm” in the treatment of SANFH and molecular biology mechanism of OPG/RANK/RANKL signal regulation mechanism， and combined the system of bone metabolism regulation mechanism to discuss TCM differentiation of SANFH， with a purpose to provide references for clinical and further study.

Key words： steroid induced avascular necrosis of femoral head； OPG/RANK/RANKL signaling pathway； phlegm theory； mechanism； review

激素性股骨頭壞死（steroid induced avascular necrosis of femoral head，SANFH）是由于糖皮質激素（glucocorticoid，GC）大劑量應用致使骨內循環障礙、

基金項目：甘肅省自然科學基金（1308RJZA293）；甘肅省衛生行業科研管理項目（GWGL2014-65）；甘肅中醫藥大學中青年基金（ZQ2014-13）

通訊作者：曹林忠，E-mail：clzh1@163.com

骨代謝失衡，破壞股骨頭局部血運，引起缺血壞死，繼而導致股骨頭塌陷、骨折的一種骨代謝性疾病。激素和酒精是引起非創傷性股骨頭壞死的主要因素，近年來，由于GC不規范使用，SANFH的發病率日漸升高，居非創傷性股骨頭壞死的首位，其起病隱襲、病情發展快、致殘性強，已成為困擾醫患的重大公共難題。

根據發病部位、臨床癥狀等特點，SANFH可歸屬中醫學“骨痹”“骨蝕”等范疇。脾主后天、化生氣血，腎主先天、主骨生髓，骨痹的發生、發展較復雜，主要與脾、肝、腎三臟失調有關。脾失健運，聚濕為痰，因痰致瘀，由瘀致痹，日久則骨枯髓減，發為骨痹[1-2]。臨床治療中應以“健脾化痰、活血化瘀、補益肝腎”為原則，以達到扶正祛邪、補后天以養先天的治療目的。大量臨床研究表明，從痰論治SANFH療效確切，但尚缺乏分子生物學依據闡釋其藥效學機理。本文基于從痰論治SANFH的有效性與OPG/RANK/RANKL信號通路分子生物學機制的相關性，為中醫藥防治該病提供參考。

1 從痰論治理論依據

根據病因學特點，鄭洪新教授將GC歸為“藥邪”范疇[3]。長期或大量使用GC可致痰濕蘊結，流注關節，膠著粘滯，日久痰瘀互結，阻于骨骸、經脈，筋骨失榮，骨肉不相親，乃至骨枯髓空，發為骨痹。故本病發病誘因為藥邪，病位在骨，病性多屬本虛標實，臟屬脾、肝、腎，核心病機為“外邪侵襲，痰濕蘊結，由痰致瘀，因瘀致痹，骨肉不相親，乃至髓空骨枯”[2]。

中醫歷來多有從痰發微探討骨痹的論述，《黃帝內經》最早提出“痰致痹痛”，宋代陳無擇《三因極一病證方論·敘痹論》明確指出“因痰致痹”。《丹溪心法》記載：“痰挾瘀血，遂為窠囊”；陳士鐸《辨證錄》著重強調“治痹必治痰”；明代樓英《醫學綱目》詳細闡述了“骨痰”“風濕痰”等相關內容[4]。《諸病源候論》云：“諸痰者，此由血瘀壅塞……故能痰也。”《脾胃論》曰：“脾病則下流乘腎……是為骨蝕，令人骨髓空虛。”脾為化生氣血之源，脾病日久，運化失司，則氣血乏源，脾又主濕，聚濕為痰，痰阻脈絡則為瘀，髓海失養，則骨枯髓減，亦可致痹。又因藥邪致痰，蘊結經脈、骨骸，致使氣血運行受阻，津液不布，骨失所潤，即“因痰致虛”[5]。根據“痰瘀同病、因痰致虛、怪病治痰”的觀點，陳衛衡等[6]根據健脾化痰、通經活絡的基本治則，組建了健脾活骨方，方中茯苓、半夏、黨參、白術等健脾化痰、益氣補虛，熟地黃、桂枝、川芎、赤芍等活血補血、通絡止痛，從而達到痰瘀同治、由痰治虛的目的。

2 OPG/RANK/RANKL信號通路與骨代謝調控

2.1 OPG/RANK/RANKL信號通路

OPG/RANK/RANKL信號通路，于1997年被Simonet等發現，最早運用于骨細胞新陳代謝、骨質疏松等研究領域[7]。此后，文獻報道及本課題組前期研究均表明，該系統與SANFH也有很大的相關性[8-10]。研究表明，該系統在平衡骨形成和骨吸收方面起著關鍵的調節作用[11-12]。其三聯體組成部分：骨保護素（OPG）、核因子κB受體活化因子配體（RANKL）和核因子κB受體活化因子（RANK）均是腫瘤壞死因子受體的超家族成員[9]。OPG是一種可溶性糖蛋白，在促進成骨細胞（OB）生成、調節骨代謝方面起決定性作用，可競爭性結合RANKL，從而拮抗RANKL與RANK表面相關蛋白結合，進而降低破骨細胞（OC）的分化、成熟能力，促進OC的凋亡[13]。RANKL是一種三聚體糖蛋白，可結合OC表面表達的RANK受體，促進OC的分化、成熟[14]。RANK為Ⅰ型跨膜蛋白，是RANKL受體激活劑，RANKL的生物學效應是結合且活化OC表面的特異性受體RANK，從而誘導OC的分化、成熟，阻止OC凋亡，加快骨溶解[15]。

2.2 激素性股骨頭壞死骨代謝調控機制

研究表明，長期、大劑量使用GC均會誘導OB和骨細胞凋亡，并延長OC的壽命，這與SANFH有較大相關性[16-17]。長期應用GC導致的SANFH大鼠模型，其壞死組織的OPG mRNA表達與GC用量呈負相關，而RANKL mRNA表達與GC用量呈正相關，且OPG/RANKL比值與GC用量呈負相關[18]。大劑量應用GC導致的SANFH大鼠模型中，OPG mRNA和蛋白表達較正常大鼠明顯下降，而RANK和RANKL的mRNA和蛋白表達水平明顯增加[19]。因此，OPG/RANK/RANKL系統參與SANFH的調控機制：長期或大劑量使用GC導致OPG mRNA和相關蛋白表達下降，從而下調OPG與RANKL的結合，進而上調RANKL/RANK的結合，激活了控制OC活性的信號級聯反應來促進OC形成，促進骨吸收，導致SANFH的發生[18]。

另外，血管內皮細胞生長因子、細胞因子、脂肪代謝、雌激素水平、骨質疏松等易感因素在SANFH發生過程中均與OPG/RANK/RANKL信號通路關聯緊密[20-21]。因此，OPG/RANK/RANKL信號通路作為各種易感因素調節SANFH的共同切入點，已成為中醫藥治療的研究熱點。

3 從痰論治與OPG/RANK/RANKL信號調控機制

長期或大量使用GC致使脂質代謝及股骨頭正常軟骨內骨代謝紊亂，同時破壞骨組織的正常微循環，導致髓腔內血液瘀滯，出現繼發性骨內壓升高，如此反復，形成惡性循環，直接和/或間接引起OB和骨細胞的凋亡，最終導致股骨頭壞死[22]。劉軍蓮等[23]從生化方面研究指出，血液中異常的血脂和脂蛋白屬中醫“無形之痰”范疇，這與SANFH“脾虛生痰-由痰致瘀-因瘀致痹，骨肉不相親，乃至骨枯髓空”病機過程相一致，其本質就是骨結構與血運的破壞。從痰論治的基本理念為扶正祛邪，從而修復骨結構和血運[24]。健脾祛痰方藥通過調節骨代謝相關的骨形成蛋白、轉化生長因子及其下游蛋白的表達而發揮關鍵的防治作用[25]。陳衛衡等[26]研究早中期SANFH中醫證型，發現痰瘀阻絡型占44.24%，多于肝腎虧虛型的21.24%和經脈痹阻型的34.52%。另有研究表明，分別對SANFH雞模型給予健脾化痰藥和補腎壯骨藥，促進OB形成的BMP-2、TGF-β等細胞因子在健脾化痰組的表達比補腎壯骨組更快、更早出現[27]。其作用機制為健脾化痰類藥物直接作用于股骨頭區的活性細胞，促進成骨因子BMP-2、TGF-β等分泌，促進骨形成，同時能調節GC導致的脂質代謝紊亂，盡早改善股骨頭局部微循環和血運，促進骨細胞的修復與重塑，而補腎壯骨類藥物調節脂質代謝的能力總體弱于健脾化痰類藥物，因而健脾化痰組呈現出更早、更快的骨修復能力[28]。陳鎮秋等[29]進行動物實驗發現，祛痰逐瘀法能調控SANFH兔骨髓基質干細胞分化方向，增加OB分化率，完成對股骨頭壞死病灶的骨修復。

隨著分子生物學技術的進步，研究者基于痰理論，應用健脾祛痰、活血通絡方藥防治SANFH，在OPG/RANK/RANKL信號調控機制研究中不斷深入，旨在用分子生物學依據闡釋其藥效學機理。模擬人SANFH病理變化的兔SANFH動物模型中，祛痰療法（苓桂術甘湯）能明顯促進OPG的合成、分泌，升高OPG/RANKL比值，使OB/OC偶聯向成骨方向發展，修復股骨頭壞死區域骨小梁，重塑股骨頭局部血循環，達到治療SANFH目的[30]。健脾祛痰、活血通絡方藥（茯苓、白術、太子參、法半夏、赤芍、當歸、紅花、川芎等）能激活OPG/RANK/RANKL信號通路，一方面提高OPG mRNA在股骨頭壞死區域的表達，另一方面抑制RANKL mRNA表達，同時上調OPG/RANKL比值，從而拮抗GC的誘導作用，抑制OC活性，促進OB的形成來促進骨修復，達到治療目的[31]。研究表明，白術、法半夏、茯苓等健脾祛痰藥能明顯糾正脂質代謝、降低血液黏度，防止血脂和脂蛋白在髓腔內的堆積，改善局部血液循環[32-34]；赤芍、當歸、紅花、川芎等活血類中藥具有明顯促進OB增殖與分化的作用。

4 展望

綜上，從痰論治SANFH行之有效。健脾化痰、祛痰逐瘀等療法體現中醫“痰生百病、痰瘀同病、治病必求于本”的原則，祛痰療法可以激活OPG/RANK/RANKL信號通路，促進OB增殖與分化，抑制OC的生成與活化，改善股骨頭局部微循環和血運，修復和重塑股骨頭塌陷組織，達到防治SANFH的目的。以上綜述僅通過OPG/RANK/RANKL信號傳導對其藥效學進行分子生物學層次的科學解釋，但必須指出的是，從痰論治SANFH的藥效學機制極其復雜，目前對該系統上游環節機制的研究尚未成熟，故加強其上游機制的相關研究，發揮中醫藥防治SANFH最大效益將是我們今后研究的重點。

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（收稿日期：2016-12-18）

（修回日期：2017-01-06；編輯：向宇雁）