基于“脾主肉、腎主骨”理論探討絕經后骨質疏松癥的OPG/RANK/RANKL信號調控機制

石敏 趙繼榮 薛旭 馬同

1.蘭州市城關區婦幼保健院，甘肅 蘭州 700030 2.甘肅省中醫院，甘肅 蘭州 700050 3.甘肅中醫藥大學，甘肅 蘭州 700030

骨質疏松癥(osteoporosis，OP)的發生是悄無聲息的，是以骨量減低、骨微結構損壞、導致骨強度下降、骨折風險增高為特征的全身性骨病[1]。絕經后骨質疏松癥(postmenopausal osteoporosis，PMOP)主要因絕經后婦女的卵巢功能減退、雌激素水平下降、骨生成和骨吸收代謝失衡，臨床主要表現以骨痛和骨折率增加為主，屬于原發性骨質疏松癥的一種，是絕經后婦女的常見病、多發病。據可靠資料顯示，截至2016年，50歲以上人口在我國已超過2.1億，PMOP的患病率高達36%[2]，后期并發脊柱、四肢及骨盆等重要部位的脆性骨折是致殘、致死的主要原因[3]，嚴重影響老年女性群體身心健康和生活質量，巨大的經濟投入和沉重的家庭負擔，使絕經后骨質疏松成為我國目前面臨的重要公共衛生問題。骨骼的健康依賴完整的結構和充足的骨量，骨吸收與骨形成之間調控機制是維持骨組織微環境穩定的重要保證。中醫典籍中并無“絕經后骨質疏松癥”的病名，據本病的病因病機和臨床癥狀將其歸屬于“骨痿”、“骨枯”、“骨極”、“骨痹”的范疇。中醫理論認為：腎主骨生髓為先天之本，脾主肌肉充四肢為后天之本，先后二天相輔相成、互資互生，腎精不足則骨枯髓空，脾虛失運氣血化生乏源則四肢百骸失養、筋骨肌肉不充，而成骨痿[4]。因證立法，治病求本，培補脾腎是治療的關鍵。長期的臨床實踐表明從脾腎論治PMOP療效確切，尚缺乏分子生物學依據解釋其作用機理。本文基于“脾主肉、腎主骨”理論，結合OPG/RANK/RANKL信號轉導系統在骨代謝中的調控作用，闡明從脾腎論治PMOP的科學依據，為中醫藥防治本病提供客觀的分子生物基礎。

1 絕經后骨質疏松癥及發病機制

骨組織是作為主要性激素——雌激素(estrogen)作用的直接靶點之一，雌激素受體(estrogen receptor，ER)在成骨細胞(osteoblast，OB)和破骨細胞(osteoclast，OC)中廣泛存在，ER可作用于OB和OC表面的受體和局部分泌的調節因子來影響骨的形成、吸收和代謝[5]。PMOP一般發生于女性絕經后的5～10年內，是嚴重影響老年女性人群身心健康和生活質量的重要疾病，究其原因主要是由于絕經后雌激素水平降低，OC數量增加、凋亡減少、壽命延長，雌激素對OC的抑制作用減弱，導致骨吸收與骨形成之間失去平衡，骨吸收大于骨形成所致。另外骨重建活躍使小梁骨變細、斷裂，皮質骨孔隙度增加，骨強度下降[6]，這是絕經后骨質疏松發生病理改變及脆性骨折的最主要因素。在絕經后的女性中，因雌激素缺乏導致OPG表達減低，抑制RANKL受體激活能力降低，造成OPG/RANK/RANKL信號通路紊亂[7-8]。有研究者證實，氧化應激被認為是人體內導致衰老和疾病的重要因素，其實質是中性粒細胞炎性浸潤，蛋白酶分泌增加，氧化與抗氧化作用失衡[9]。而雌激素通過充當抗氧化劑以保護骨組織，抵抗氧化應激從而參與骨質疏松癥的發病機制[10]。隨著年齡的增長，機體免疫系統低度活化使人體容易產生TNF-α、IL-1、IL-6、IL-7及PGE2等炎性物質，可減少分泌細胞的凋亡，OC形成增強，骨的吸收形成失衡[11-12]。隨著年齡的增長性腺功能也隨之減退[13]，性激素的分泌水平和生物利用度也降低。肌肉系統與骨骼系統發生退行性改變，有效活動量減少使骨骼對力學刺激的敏感性降低，發生廢用性骨量丟失的病理改變[14]。上述各種不良因素作用于相關信號通路和細胞因子后能夠刺激OC分化，抑制OB生成，最終導致PMOP發生。

2 “脾主肉、腎主骨”理論與PMOP的辨治機理

PMOP屬中醫“骨枯”、“骨痹”、“骨痿”之范疇，病位在骨，臟屬脾腎，與肺、胃、肝關系密切，病性多虛。《素問·上古天真論》中：“五七，陽明脈衰，面始焦，發始墮”及“五八，腎氣衰，發墮齒槁”是對人體五臟皆衰，始于脾腎兩臟，責之先后二天的經典論述[15]。而“脾腎不足-骨削肉減-髓空骨枯-骨肉不相親”是PMOP發生的病機關鍵[16]。脾居中土，主四時，運化水谷精微，生化氣血以濡養四肢百骸、形體官竅，《素問·經脈別論》中：“飲入于胃，游溢精氣，上輸于脾，脾氣散精……”是對《素問·靈蘭秘典論》中：“脾胃者，倉廩之官，氣血出焉”這一論述的詳細說明，更加清晰地闡釋了脾為后天之本的重要功能。若氣血生化有源，精微輸布津液于全身，內灌五臟六腑，外輸筋骨肌肉，濡養四肢百骸，使人體肌膚飽滿潤澤，骨骼肌肉強勁壯碩有力。絕經后女性各臟腑生理功能減退，脾虛運化無力，氣血生化無源，五臟濡養無權，肌肉不充，筋骨失養[17]。《脾胃論·脾胃勝衰論》指出：“大抵脾胃虛弱……脾病則下流乘腎，土克水，則骨乏無力，是為骨蝕……”，認為脾臟虧虛，其氣不足，其所勝者水火之宅亦受其累[18]。腎虛導致PMOP的發生是目前所公認的。中醫典籍中相關理論的論述頗多，《黃帝內經》曰：“腎為先天之本，主骨生髓”，《素問·痿論》中：“腎主身之骨髓……骨枯而髓，發為骨痿”是對其最直接的論述。《醫經精義》記載：“腎藏精，精生髓……精足則髓足，髓足者則骨強”。若先天之氣充滿，腎精充足，封藏有時，開泄有度，藏精生髓，骨得髓養，才能使四肢肌肉強健有力，正如《素問·靈蘭秘典論》所示：“腎者，作強之官，技巧出焉”。絕經后婦女腎中精血不足，精虧髓減，髓空骨枯。先天不足，則后天失養，脾虛不運，氣血無源，筋骨、肌肉失卻濡養，骨削肉減，骨肉不相親，乃至骨痿。

3 OPG/RANK/RANKL信號系統在PMOP中的調控作用

目前認為腫瘤壞死因子家族中的核因子κB受體活化因子配體(receptor activator of NF-кB ligand，RANKL)，核因子-κB受體活化因子(receptor activator of nuclear factor kappa B，RANK)和骨保護素(osteoprotegerin，OPG)共同組成的OPG/RANK/RANKL信號軸參與調節骨形成、吸收與骨代謝平衡[19]。RANKL與OC或OC前體細胞表面的RANK相結合，RANK被激活后，刺激信號通過核轉錄因子NF-Kb呈遞轉運至細胞核內[20]，使c-Fos的表達增強，活化的T細胞核因子和c-Fos結合后信號進一步傳導，使與OC生成的特異性基因開始發生轉錄，促進OC分化、增殖并抑制其凋亡，最終增強骨吸收活性[21]。OPG屬于腫瘤壞死因子受體超家族的成員蛋白，能夠競爭性地與破骨細胞膜表面的RANK相結合，且結合能力強于RANKL，從而有效地阻止RANKL與RANK結合，明顯阻斷能夠引起破骨細胞鏈式反應的信號傳遞，抑制OC的形成，在OC的增殖分化、成熟過程中起著負性調節作用[22]。OPG、RANK和RANKL三者共同組成了OPG/RANKL / RANK信號轉導系統，在OC的分化成熟中發揮著關鍵作用。OPG/RANKL/RANK信號通路在誘導OC分化成熟、促進骨吸收的同時，骨髓基質及OB分泌的OPG使OPG/RANK比例保持在適當水平[23]，以防止骨吸收過度，從而維持骨代謝的平衡。

OPG/RANK/RANKL信號軸的紊亂主要是由絕經后雌激素水平降低所引起的，OB上具有轉錄活性的受體是雌激素的作用靶點之一，雌激素減少可引起OB及骨髓干細胞上RANKL表達升高，OPG表達降低[24]。魏雙雙[25]運用去卵巢Wistar大鼠建立PMOP模型，探討雌激素缺乏對骨小梁厚度(Tb.Th)、間距(Tb.Sp)和數目(Tb.N)及OPG、RANKL表達的影響，外源性予以17β-雌二醇，去勢組與實驗組比較，Tb.N明顯減少且排列稀疏，Tb.Th變薄且Tb.Sp變寬，大鼠脛骨平臺骨皮質區的OPG、β-atenin、Wnt16mRNA水平顯著降低，RANKL水平顯著升高，說明17β-雌二醇是通過上調OPG表達、下調RANKL表達以減緩絕經早期骨量的丟失而發揮骨保護作用的。Shimizu[26]等研究發現，卵巢切除(OVX)大鼠給予OPG后，與未給予OPG的OVX大鼠比較其骨小梁明顯增加，認為，OPG作為誘導因素抑制破骨細胞性骨吸收，從而對OVX大鼠的骨質疏松癥發揮預防作用。因此，不少研究者將OPG作為PMOP骨折風險的血清檢測因子，以便及早發現、干預骨質疏松及脆性骨折的發生[27]。

4 在脾腎同治PMOP中OPG/RANK/RANKL系統對骨代謝的調控

OPG/RANK/RANKL系統是骨代謝史上里程碑式的發現，PMOP的理論機制不斷被學者深入揭釋，不僅為PMOP的治療開辟了廣闊的前景，也為中醫藥防治和研究該病開創了新紀元[28]。PMOP的病理實質是骨肌結構的破壞和功能的失衡，這與脾腎兩臟的病理生理變化聯系密切。中醫理論強調人作為機體的整體性與統一性，基于“脾主肉、腎主骨”的中醫理念，骨骼與肌肉的相互作用是脾腎關系的具體體現[29]，脾主肌肉四肢，腎主骨生髓，脾腎為先后天之本，共司肌肉筋骨，同主關節運動，維持人體正常的生理活動。絕經后女性腎精虧虛，精不足則髓不充，骨失養而日漸枯[30]，概括而言“脾腎不足-骨削肉減-髓空骨枯-骨肉不相親”最終導致PMOP的發生[31]。因此注重調理脾腎，腎充脾健是維系骨肉關系協調工作的物質條件。從脾腎論治絕經后骨質疏松癥，其核心理念既著眼于保護骨肌結構、調節骨肌功能，又遵循辨證論治的傳統診療思維對機體進行整體調控，符合“治病必求于本”的治療原則。Ma等[32]研究發現，骨肉關系失衡，使OPG/RANK/RANKL系統受到的有效刺激相應減少，OPG/RANK比例降低，骨吸收明顯大于骨形成。同時有學者證實[33-34]，由滋陰填精、益氣壯陽的龜鹿二仙湯合補氣健脾的四君子湯組方而成的補腎健脾方可下調血管活性腸肽(VIP)和OB受體VPAC2的表達，使二者結合減少，最后通過OPG/RANKL信號通路的最終環節上調OPG水平，下調RANKL水平，降低OC活性，減少骨吸收，有效防治脾腎兩虛型骨痿的發生。相關藥理學研究發現[35-38]，淫羊藿苷、巴戟天、補骨脂素、女貞子等補腎健脾類中藥干擾了OPG/RANK/RANKL系統而發揮調控骨量丟失的作用。倘艷鋒等[39-40]研究表明，補腎健脾方(黔淫羊藿、墨旱蓮、女貞子、杜仲、枸杞子、黃芪、白術、山藥、茯苓等)可較強下調RANKL mRNA 表達，上調OPG mRNA表達，同時對TOV、TOBS、TORS、DLS、SLS、MA等多項骨組織形態學指標影響顯著，從而抑制骨質疏松癥的骨代謝高轉化狀態而達到治療的目的。也有研究者[41]通過補腎健脾電針法(EA)針刺雙側足三里、腎俞、脾俞、太溪、及阿是穴，探討EA療法治療PMOP患者的臨床療效，結果表明：EA療法能顯著下調OC/OB比率，上調OPG/RANKL表達比率，增加Tb.Th、Tb.N和Tb.Ar，增加BMD，減低Tb.Sp指數，調節骨代謝平衡，維持骨生物力學結構穩定，防止骨量丟失。總之，辨證論治從宏觀層面調控，因證立法從微觀角度調節，健脾補腎以維持骨代謝正向平衡，從而達到防治PMOP的目的。

5 總結與展望

絕經后骨質疏松癥的發生是多因素作用的結果，其本質是脾腎關系即骨骼與肌肉在結構和功能上的失衡，從生物分子學層面講是OPG/RANK/RANKL信號轉導系統發生的紊亂，骨形成、吸收與代謝之間的比率失調。基于中醫“脾主肉、腎主骨”理論及“脾腎不足-骨削肉減-髓空骨枯-骨肉不相親”的病理機制，脾腎同治是其最核心的治療理念，但這并不是研究與治療的終點，深信隨著現代生物分子學及中醫藥事業的蓬勃發展，對絕經后骨質疏松病理機制、防治方面會取得更大進步，但能夠真正意義上解決這一世界性難題，任重而道遠。