中藥調節絕經后骨質疏松癥骨代謝的研究進展

方 晴，劉繼華，董 博，李 淼，歐國峰，符其飛

(1. 陜西中醫藥大學第一臨床醫學院，陜西 咸陽 712046；2. 陜西中醫藥大學附屬醫院，陜西 咸陽 712000)

絕經后骨質疏松癥(postmenopausal osteoporosis,PMOP)是指絕經期后婦女由于體內雌激素缺乏,鈣磷代謝失調，導致骨量急速丟失，骨吸收和骨形成動態平衡調節曲線被打破的一種代謝性疾病[1-3]。PMOP的主要病理特征是骨組織微結構改變、骨量減少、骨脆性增加、骨質量和骨強度降低，導致骨折危險系數增高。骨吸收和骨形成動態平衡調節曲線被打破是PMOP的主要發病機制[4]。有研究表明多種中藥能影響PMOP的骨代謝，從而恢復其動態平衡[5]。這些研究為臨床應用中藥治療各類型骨質疏松癥提供了科學依據。本文從中藥影響PMOP骨代謝的理論基礎、具體的調節作用和可能機制3個方面，對近年來中藥調節PMOP骨代謝的研究進展進行了綜述。

1 中藥影響PMOP骨代謝的理論基礎

祖國醫學很早以前就對骨質疏松癥有了一個比較全面的認識，后代醫家把它歸為“虛勞”“骨瘓”“骨痹”范疇，認為其發生、發展主要與“腎氣”有關。《內經》認為“骨瘓”(即現代醫學稱OP)首責于腎虛，主張腎主骨生髓，主生殖及發育機能,腎藏精，精生髓，髓生骨。精足則髓足，骨骼得養，則骨骼剛健。《素問·上古天真論》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……五七陽明脈衰……七七，任脈虛，太沖脈衰少，天癸竭……故形壞而無子。丈夫八歲腎氣實，發長齒更……三八腎氣平均，筋骨勁強，故真牙生而長極。四八筋骨隆盛……五八腎氣衰……七八肝氣衰……八八天癸竭……則齒發去。”明確指出了腎中精氣盛衰與人體的機能代謝密切相關，腎精充足則骨髓化生有源，骨骼得養則骨質強勁；反之，若腎精虧虛，則骨髓化源不足，骨骼失養則骨質脆弱。人體發育早期，腎精在體內多種調控因素的作用下可分化成成骨細胞、骨髓間充質干細胞，完成骨的重建過程，而隨著年齡增長腎精不足則導致各類骨退行性疾病的發病增多，這與《素問·上古天真論》中腎精對骨骼生長代謝影響的描述有異曲同工之處。由此可見腎中精氣影響著骨代謝的動態平衡，故臨床多采用補養腎精中藥來治療PMOP[6-7]。

2 中藥對PMOP骨代謝的調節作用

2.1單味中藥及其提取物對PMOP骨代謝的調節作用 臨床一般多選用補養腎精的中草藥如杜仲、巴戟天、牛膝、骨碎補、淫羊藿等配伍治療骨質疏松，其具有補腎、助陽、益氣、強筋健骨等作用。牟麗秋等[8]通過研究杜仲抗骨質疏松的藥效成分，發現杜仲中3種單抗化合物—槲皮素、京尼平苷及桃葉珊瑚苷可促進成骨細胞的增殖和分化，且作用強度與濃度和時間呈正比，為臨床開發杜仲相關藥物制品防治骨質疏松提供了藥理基礎。李丹青等[9]的研究結果顯示在細胞分化的早期、中期、晚期巴戟天多糖能使Runt相關轉錄因子2(runt-ralated transcription factor2，Runx2)和氧代丙腈(oxypropionitrile，OPN)的蛋白表達顯著增強，從而實現其促進BMSCs成骨分化的作用。楊國夫等[10]給予去卵巢大鼠牛膝醇提取物12周后，采用酶聯免疫吸附法分別檢測去卵巢大鼠注射不同劑量牛膝醇提取物3周后血清中骨堿性磷酸酶(BAP)、骨鈣素(BGP)、抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP)比值變化，并使用雙能X射線骨密度儀測量腰椎、股骨的骨密度。最終結果發現：注射了牛膝醇提取物的去卵巢大鼠血清BAP和BGP水平增高,血清TRACP水平顯著降低,且在高劑量組的表現最為明顯。這表明牛膝醇提取物具有較強的促進骨形成、抑制骨吸收、改善骨轉換率的作用,且存在一定的劑量效應關系。朱慧鋒等[11]通過去卵巢大鼠建立PMOP模型,研究注射不同劑量的骨碎補總黃酮12周后去卵巢大鼠血清中Smad1、Smad5 mRNA表達的變化。結果顯示骨碎補總黃酮的Smad1、Smad5、mRNA表達在高、中、低劑量組中均有所上調，其中以骨碎補總黃酮中劑量組最為有效，這說明骨碎補總黃酮中劑量組有明顯的治療作用，這為利用骨碎補防治骨質疏松癥提供了有利的依據。趙冰潔等[12]通過將雌性大鼠切除雙側卵巢，制造骨質疏松大鼠模型，通過測定其血清堿性磷酸酶和抗酒石酸酸性磷酸酶比值以及股骨中骨保護素(OPG)、破骨細胞分化因子(RANKL)蛋白表達活性，系統地觀察淫羊藿對骨生物學的影響，最終表明淫羊藿醇提物不僅能顯著下調血清堿性磷酸酶和抗酒石酸酸性磷酸酶比值,而且還能增強OPG蛋白表達活性,降低RANKL的活性,增加骨密度，減少骨折風險，從而發揮抗OP作用。汴琴等[13]通過制造去卵巢大鼠正常組、對照組、治療組實驗模型，觀察中藥淫羊藿、補骨脂各自有效成分提取物淫羊藿苷、補骨脂素對去卵巢3個月大鼠骨髓間充質干細胞(BMSCs)的調控作用，發現去卵巢12周后治療組去卵巢大鼠骨體積與組織體積之比、骨小梁厚度明顯減少，骨小梁空間距離明顯增加。表明淫羊藿苷和補骨脂素具有較強的成骨分化潛能，可能是淫羊藿和補骨脂發揮抗骨質疏松作用的主要有效成分之一。

2.2中藥復方對PMOP骨代謝的調節作用 中醫認識和治療疾病注重辨證論治,中藥復方正是在辨證論治的基礎上將藥物按君臣佐使的原則進行有機配伍組方，目前臨床實驗研究多采用中藥復方含藥血清進行體外細胞的誘導培養來驗證其功效[14]。胡靜等[15]用牡蠣鈣(主要以鹿茸為君藥，并輔以富含鈣劑的牡蠣等組成)補腎中藥復方含藥血清探究其對去卵巢大鼠成骨細胞中骨形成蛋白-4誘導成骨信號轉導機制的調節作用,結果證實牡蠣鈣中藥含藥血清均能大幅調高BMP-4和Smad5基因表達,調低Smad6基因表達,從而起到加快骨形成的作用,這可能是其防治骨質疏松癥的重要機制之一。楊鋒等[16]通過制造動物模型以便進一步研究右歸丸含藥血清對小鼠骨髓間充質干細胞(BMSCs)成骨分化過程的影響。結果發現右歸丸含藥血清可顯著上調Runx2、BMP-2、ColⅠmRNA的比值以及BMSCs堿性磷酸酶蛋白表達水平，增強成骨誘導劑誘導BMSCs向成骨細胞分化的作用,推進了成骨細胞發育成熟。高美霞等[17]觀察骨疏康治療PMOP患者的實驗研究表明服用骨疏康治療3個月后患者血清Ca2+水平較治療前顯著上升(P<0.05)，而血清P水平變化不明顯(P>0.05)，血清BGP水平較治療前也有大幅上調(P<0.05)，尿PYD/Cr較治療前則明顯下降(P<0.05)，同時伴隨有BMP水平的明顯升高(P<0.01)，雌二醇(E2)分泌水平也較治療前明顯升高(P<0.05),PTH則明顯下降(P<0.01)，患者腰膝酸軟、四肢乏力等癥狀消失。說明骨疏康治療骨質疏松癥效確定,作用明顯,具有很好的藥學發展前景。向科明等[18]通過大量收集實驗組和對照組患者分別使用補腎活血法(其主要成分有巴戟天、肉蓯蓉、黃精、黃芪、全當歸、熟地、枸杞子、黨參 、丹參、牛膝、淫羊藿、骨碎補以及田三七、甘草等)和碳酸鈣 D3治療POMP的相關資料，進而比較2組患者的骨強度、血清E2的水平變化。結果顯示治療組的骨強度值和血清E2水平均高于對照組，治療組患者服用補腎活血湯的治療總有效率顯著高于對照組，表明補腎活血方劑對治療絕經后骨質疏松癥患者有明確的效果,祖國傳統醫學寶庫還有很大的潛能值得我們開發利用。

3 中藥調節PMOP骨代謝的可能機制

近年來隨著科學研究手段的不斷發展，人們發現多種細胞因子和信號通路參與了PMOP骨代謝的調節過程。白細胞介素-1(IL-1)、IL-6、核因子-κB、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等生物活性物質一直被人們認為是骨組織微環境中溶骨細胞因子網絡中的重要成員，其可直接作用于破骨細胞，從而引起相應的生物學反應，參與骨代謝影響骨重建，而IL-4、IL-10、IL-12等則可抑制破骨細胞的生成和活性。IL-1、IL-6、TNF-α等不僅使骨吸收和骨細胞堿性磷酸酶的活性大大增強，同時還可作為臨床診治PMOP的輔助檢測指標。張萌萌等[19]觀察云克治療PMOP患者的實驗研究表明，云克對骨生成區具有明顯的導向作用，治療后患者血清中IL-1、IL-6、TNF-α、BALP、BGP水平較治療前明顯下降，這些生物活性物質進入骨組織后即參與骨代謝調節,具有明顯的抑制破骨細胞活性,增加BMD的作用,其增加BMD的重要機制之一可能就是抑制了破骨細胞活性,降低骨丟失，從而間接實現了促進成骨細胞的作用。

MAPK是普遍存在于動物細胞內的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，細胞外信號或刺激主要通過細胞外信號調節激酶(EPK)、C-Jun N端激酶(JNK，又稱SAPK)、P38通路3條通路將其激活[20]。MAPK信號通路一旦被激活，一方面可促進Osterix表達及Runx2磷酸化,另一方面可調節BMPs,從而發揮其促使BMSCs成骨分化的作用。其中p38MAPK信號通路尤為重要,其不僅在骨形成的早期非常重要,而且在維持骨代謝平衡方面發揮著顯著作用。研究證明一些可以影響骨代謝的中草藥都可通過p38MAPK信號通路來調控成骨分化，如淫羊藿、菟絲子、補骨脂等[21-23]。淫羊藿苷可以通過上調BMP-2、BMP4、Smad4、OPG、RANKL和OPG/RANKL的比率，激活BMP-2/Smad4信號轉錄途徑，來促進成骨分化。淫羊藿苷還能夠通過抑制p38和JNK通路的激活，從而達到抑制脂多糖介導的骨吸收的目的，這間接也促進了骨的形成[24]。Wu等[25]利用淫羊藿苷對患者病灶局部進行早期治療后發現，其對促進骨形成具有良好效果，特別是其骨誘導功能尤為顯著。經典的Wnt/β-catenin信號通路對BMSCs的自我更新和分化起著非常重要的作用，在骨細胞生成和骨形成中扮演著關鍵性的角色，β-catenin是Wnt信號通路中的中樞性因子，當Wnt蛋白和Fizzled受體及其他相關受體結合后，Wnt/β-catenin信號通路激活，β-catenin轉移入核，與核內相關因子相互作用，最終啟動下游成骨相關基因的轉錄[26]。劉光旺等[27]發現補腎填精中藥含藥血清可顯著上調去勢小鼠β-catenin、LRP5和TCF蛋白表達水平，且其水平的高低與含藥血清濃度呈正相關，這表明在應用補腎填精中藥治療骨質疏松癥的過程中Wnt/β-catenin信號通路發揮著不可替代的作用。

除此之外，Fas/Fas-L信號系統在雌激素相關性骨吸收以及骨內環境穩定的調節中也扮演了重要角色[28]。大量實驗研究表明，雌激素可以通過調節成骨細胞和破骨細胞上的Fas /Fas-L信號系統的表達而影響骨代謝過程[29]。正如骨代謝過程其實就是破骨細胞吸收陳舊骨和成骨細胞形成新骨的動態調節過程，而在此過程中雌激素主要是通過維持骨形成和骨吸收之間合適的比率來保證骨代謝內環境的穩定的[30]，其中Fas/Fas-L信號系統是雌激素發揮作用的關鍵機制[31]。一旦啟動了成骨細胞和破骨細胞的細胞凋亡途徑，Fas/Fas-L信號系統就可以通過自分泌途徑和旁分泌途徑，介導破骨細胞的凋亡和成骨細胞的形成。當雌激素水平降低時，破骨細胞凋亡減少，活動亢進，骨吸收作用增強，最終導致了PMOP的發生，這些都表明Fas/Fas-L信號系統對維持骨代謝的動態平衡有促進作用。

4 小 結

積極開展中藥對PMOP骨代謝調節作用的相關研究，可為臨床醫生應用中草藥治療各類型骨退行性疾病提供理論依據。對補養腎精中草藥的相關研究表明其具有類激素樣作用，可升高體內內分泌1,25-(OH)2D3水平，促進骨細胞增殖分化，使腸黏膜對鈣的吸收利用作用增強，調節體內骨代謝的動態平衡，促進骨生成，改善骨基質的分子結構，使骨結構力學特征性得以加強。至于其具體的調節機制可能與細胞中的多種生物活性因子如IL-1、IL-4、IL-6、IL-10、IL-12、核因子-κB、腫瘤壞死因子-α等、MAPK通路、經典的Wnt/β-catenin信號通路以及雌激素和Fas/Fas-L信號系統等有關。因此借助現代實驗技術，從細胞、分子生物學方面深入研究補腎中藥對PMOP骨代謝的可能機制、調節靶點、調節強度以及藥效動態調節曲線等將是未來研究的重點。

[1] 李冠慧,李燦東. 雌激素調控絕經后骨質疏松癥骨吸收-骨形成耦聯失衡的機制[J]. 中醫正骨,2016,28(2)：36-37

[2] 朱輝,鄭洪新. 補腎健脾活血法對骨質疏松癥大鼠骨NCX1表達影響比較研究[J]. 遼寧中醫藥大學學報,2015,17(7)27-28

[3] Somjen D,Katzburg S,Sharon O,et al. The effects of estro-gen receptors-α and β-specificagonists and antagonistson cell proliferation and energy metabolism in human bonecell lineCe[J]. Biochem,2011，112(2)：625-632

[4] LY Liang W,Li X. Effect of serum from postmeno-pausal women with osteoporosis exhibiting the Kidney-Yang deficiency pattern on bone formation in an h FOB 1. 19 human osteoblastic cell line[J]. Exp Ther Med,2015,10(3)：1089-1095

[5] 于海龍,包巨太,張曉峰，等. 中藥防治骨質疏松癥的研究進展[J]. 承德醫學院學報,2015,28(3):32-33

[6] 魯歡,涂海濤,等. 補腎健骨法預防腎病綜合征患者激素性骨質疏松癥的作用研究[J]. 廣州中醫藥大學學報,2013,30(1)：5-8

[7] 林詩富,潘富文. 補腎健骨方治療原發性骨質疏松癥50例[J]. 中國實驗方劑學雜志,2014,20(18)：192-195

[8] 牟麗秋,杜俊,等. 杜仲中槲皮素.京尼平苷及桃葉珊瑚苷對小鼠成骨樣細胞系MC3T3-E1增殖和分化的影響[J]. 藥物評價研究,2015,38(2)：165-166

[9] 李丹青,肖強兵. 巴戟天多糖通過p38 MAPK信號通路促間充質干細胞成骨分化的體外研究[J]. 中國中醫骨傷科雜志,2015,23(5)：1-4

[10] 楊國夫,宋國勝. 牛膝提取物對去卵巢大鼠骨密度、骨轉化及I型膠原蛋白表達的影響[J]. 中國骨質疏松雜志,2011,17(2)：109-112

[11] 朱慧鋒,王維佳. 骨碎補總黃酮對骨質疏松大鼠 Smad1 Smad5基因表達的影響[J]. 中華中醫藥學刊,2010,28(1)：200-202

[12] 趙冰潔,王春飛,封亮,等. 淫羊藿醇提物對去卵巢大鼠骨質疏松治療作用及機制研究[J]. 中草藥 ,2016,47(11):1919-1925

[13] 汴琴,劉書芬,等. 3種補腎中藥有效成分對去卵巢骨質疏松大鼠骨髓間充質干細胞的調控作用[J]. 中華中醫藥雜志,2011,26(5)：889-890

[14] 李文雄,張晶宇,楊鋒. 中藥調控骨髓間充質干細胞成骨分化的研究進展[J]. 中醫正骨,2016,28(7)：68-71

[15] 胡靜，鄭洪新. 牡蠣鈣補腎中藥血清對骨形成蛋白-4 誘導成骨信號轉導機制的調控作用[J]. 中國中醫藥學刊,2009,17(7):1-4

[16] 楊鋒,李小群,楊利學,等. 右歸丸含藥血清對骨髓間充質干細胞成骨及成脂分化的影響[J]. 中華中醫藥雜志,2015,30(1)：263-266

[17] 高美霞,陳康. 骨疏康對絕經后骨質疏松癥骨代謝的調節作用[J]. 中醫正骨，2003，15(11):13

[18] 向科明,賴洪華，莊瓊,等. 補腎活血法治療絕經后婦女骨質疏松癥98例臨床觀察[J]. 臨床和實驗醫學雜志,2011,10(13)：1044-1045

[19] 張萌萌，劉忠厚，吳乃寶，等. 云克對絕經后骨質疏松骨代謝調節的作用[J]. 中國骨質疏松雜志,2008,14(9):659-660

[20] Aenlle KK,Curtis KM,RoosBA,et al. Hepatocyte growth factor and p38 promote osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells[J]. Mol Endocrinol,2014,28(5):722-730

[21] 毛項穎,卞琴,沈自尹. 淫羊藿苷介導MAPK信號通路促進間充質干細胞株C3H10T1/2成骨分化的體外研究[J]. 中西醫結合學報,2012,10(11)：1272-1278

[22] 黃進,張進,徐志偉. 菟絲子含藥血清促進骨髓間充質干細胞增殖的效應及機制[J]. 中華中醫藥雜志,2011,26(4)：818-821

[23] Yang Z,Huang JH,Liu SF,et al. The osteoprotective effect of psoralen in ovariectomy-induced osteoporotic rats via stimu-lating the osteoblastic differentiation from bone mesenchymalstem cells[J]. Menopause,2012,19(10):1156-1164

[24] Zhang L,Zhang X,Li KF,et al. Icariin promotes extracellularmatrix synthesis and gene expression of chondrocytes invitro[J]. Phytother Res,2012,26(9):1385-1392

[25] 吳金峰，董競成，徐長青，等. 淫羊藿苷拮抗脂多糖炎癥模型的體內和體外研究[J]. 中國中西醫結合雜志，2009,29(4):330-334

[26] Zhao J,Ohba S,Shinkai M,et al. Icariin induces osteogenic differentiation in vitro in a BMP-and Runx2-dependent manner[J]. Biochem Biophys Res Commun,2008,369(2):444-448

[27] 劉光旺,高娟,郭含軍,等. 補腎填精中藥血清對去勢小鼠骨髓干細胞Wnt/β-catenin成骨分化信號通路的影響[J]. 中國骨質疏松雜志,2013,19(4)：324-329

[28] 劉麗鵬，吳潔. 轉化生長因子-β與絕經后骨質疏松癥關系研究進展[J]. 中國實用婦科與產科雜志,2011,27(5)：386-388

[29] 張佳佳,田京. Fas/Fas-L信號系統在絕經后骨質疏松癥中作用的研究進展[J]. 中國骨質疏松雜志,2012,18(4)：361-363

[30] Krum SA,Miranda-Carboni GA,Hauschka PV,et al. Estrogen protects bone by inducing Fas ligand in osteoblasts to regulate osteoclast survival[J]. EMBO,2008,27(3):535-537

[31] Kovacic N,Grcevic D,Katavic V,et al．Fas receptor is required for estrogen deficiency-induced bone loss in mice[J]. Lab Invest,2010,90(3):402-413