蛇床子提取物蛇床子素防治原發性骨質疏松癥的研究概況

張建平 謝興文 李建國* 王興盛,4 武將 景少博 楊勇 王博 高學斌

1.甘肅省中醫院急救中心，甘肅 蘭州 730050 2.西北民族大學附屬醫院，甘肅 蘭州 730030 3.甘肅省第二人民醫院，甘肅 蘭州 730030 4.甘肅省中醫院研究院骨傷病研究所，甘肅 蘭州 730050

骨質疏松癥(osteoporosis，OP)是以骨小梁減少、骨微觀結構破壞及脆性增加為特征的代謝性骨病。我國60歲以上男性患病率為23 %，女性為49 %[1]，文獻報道至2050年我國治療OP性骨折費用將高達245.3億美元[2]。臨床將其成為“沉默的殺手”，其引起的髖部骨折稱為“人生最后一次骨折”，其高發病率、嚴重并發癥及昂貴的醫療費用使之成為我國亟待解決的公共健康問題。隨著近年來中醫藥防治OP研究不斷深入，發現蛇床子素(osthole, OST)防治OP效果確切，能夠有效地改善骨代謝水平，增加骨密度[3]及調整骨密度代謝指標[4]，臨床亦表明含蛇床子復方能夠有效緩解OP患者臨床癥狀，提高患者生活質量。本文就OST在細胞及動物實驗中對骨代謝的影響、作用通路及含蛇床子復方對OP治療作用進行綜述，旨在為本藥深入研究及開發靶向藥物提供參考。

1 蛇床子及蛇床子素

蛇床子，別名野胡蘿卜子，傘形科植物蛇床的干燥成熟果實，性溫、味辛、苦，歸腎經，有殺蟲止癢、燥濕祛風、溫腎壯陽之功效。《本草綱目》記載“蛇床乃右腎命門、少陽，三焦氣分之藥”。《藥性論》記載：“濕痹，毒風，頑痛，去男子腰疼”。現代藥理研究表明，其有抗心律失常、抗OP、抗血栓及類激素樣等多方面作用[5-6]，OST為蛇床子香豆素類化合物，是蛇床子的主要藥理活性物質[7]，具有促進骨形成、抑制骨吸收作用[8]。研究[9]表明，OST能夠顯著的促進骨髓間充質干細胞(bone mesenchymal stem cells, BMSCs)及成骨細胞增殖、分化，促進骨形成，同時顯著增加骨鈣素(osteocalcin, OCN)及堿性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)等表達水平，其機制可能通過上調BMP-2mRNA表達來誘導其成骨分化[10]。文獻[11-12]指出，口服OST能夠增加大鼠峰值骨量，進而有效的發揮防治OP及OP性骨折的作用。大量文獻報道OST不僅能夠通過促進BMSCs及成骨細胞的增殖、分化來促進骨形成，同時能夠抑制破骨細胞骨吸收來調節骨代謝，進而促進骨形成，抑制骨吸收，增加骨礦含量及骨強度。

2 蛇床子素在細胞水平對骨代謝作用及相關通路研究

骨吸收大于骨形成時骨量流失加快，易于發生OP。研究表明OST在體內外均能夠增強ALP活性及礦化，促進成骨細胞成骨[13]。鄭蘇陽等[14]體外研究發現，OST能夠提高CHOP、PDI蛋白及降低GRP78蛋白水平表達，增加成骨細胞礦化能力，同時發現OST/殼聚糖衍生物膠囊能夠有效增加成骨細胞ALP活性，促進BMP2、Ⅰ型膠原蛋白表達，進而促進成骨細胞成骨[15]。王禮寧等[16-17]研究OST抑制破骨細胞分化發現，其能夠通過抑制NFATc1、Integrin-BETA3、c-Src等破骨相關因子及NFAT、NF-κB等轉錄因子來調節NF-κB信號通路，抑制破骨細胞對骨的溶解及吸收。綜上所述，OST促進成骨細胞成骨的同時抑制破骨細胞骨吸收來調節動態骨代謝平衡。

文獻報道OST防治OP與骨保護素/受體激活劑核因子κB配體 (OPG/RANKL)、Wnt/β-連環蛋白、骨形態發生蛋白 (BMP)及Notch信號通路相關[18]。OST能夠上調BMSCs鈣(Ca)含量、ALP活性及BMP-2、Runx2等表達量[19]。BMP-2抑制劑Noggin能夠顯著的抑制Smad1/5/8表達量及磷酸化Smad1/5/8的分泌[20]，由此證實OST可能通過BMP-Smads信號通路發揮促BMSCs成骨分化作用。亦有研究表明，其能夠通過激活Wnt/β-catenin通路來調節BMP-2的表達，協同發揮作用[21]。同時OST能夠抑制抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase, TRACP)活性，減少骨吸收面積及數量，上調成骨細胞中骨保護素(OPG)基因及B受體激活因子配體(RANKL) 的表達，抑制骨吸收作用與激活OPG/RANKL/RANK相關信號通路[22-23]。最新文獻[24]表明，OST能夠增加Beclin1和LC3蛋白及mRNA表達水平，提高自噬活性來促進雌激素缺乏引起的OP模型中BMSCs成骨。以上文獻指出，OST能夠通過多條通路及激活自噬系統來調節骨代謝平衡，發揮抗OP的作用。

3 蛇床子素在動物水平對骨代謝作用及相關通路研究

研究[25]表明OST能夠顯著增加OP模型大鼠骨密度、骨量及抑制骨吸收來改善骨組織微觀結構。趙永見等[26]應用雙能X線法證實OST能夠增加OPG基因敲除小鼠及去卵巢OP大鼠骨小梁數量、厚度及體積分數，降低骨小梁分離度。王青等[27]對磷酸三鈣(tricalcium phosphate, TCP)顆粒誘導小鼠顱骨溶解模型應用顱頂局部注射OST發現，模型小鼠骨組織及血清中OCN及ALP水平增加，TRACP活性降低，能有效抑制骨溶解。鮑君杰等[28]運用OST對去卵巢OP大鼠連續灌胃12周后發現，模型大鼠股骨干骺端骨密度及血清Ca2+水平提高，效果與尼爾雌醇相似，并由此推斷OST可能為雌激素受體調節劑[29]。總之，OST能夠增加OP模型大鼠骨密度、骨小梁數目、體積及厚度等骨微觀結構來防治OP。

明磊國等[30]應用OST對大鼠成骨細胞培養的作用，發現其能夠顯著促進Osterix、bFGF、Runx-2及IGF-Ⅰ基因的表達，增加ALP含量，促進OCN分泌及鈣鹽沉積，表明其通過促進成骨細胞成熟及礦化來促進骨形成。同時其能夠誘導p38及ERK1/2活化，激活β連環蛋白BMP-2通路來促進成骨[31-32]。鄭蘇陽[33]研究發現OST能夠促進大鼠成骨細胞的增殖、分化及成熟，其機制通過增加Wnt1蛋白表達及激活Wnt/β-catenin信號通路來發揮作用，Tang等[32]亦證實，OST能夠通過上調β-Catenin/BMP通路來促進成骨細胞的成骨，有效地抑制因雌激素缺乏所致的骨量丟失，改善模型大鼠骨結構。由此進一步證實，OST能夠通過調節骨代謝水平的同時改善模型動物的骨微觀結構來改善OP狀態。

4 含蛇床子復方防治OP的研究概況

覃瑤等[34]應用蛇床子、淫羊藿及川續斷提取物以不同比例組方能夠顯著地升高大鼠血清ALP及TRACP，骨組織切片示骨小梁增粗、排列整齊、骨質顯著改善來發揮顯著的抗OP作用。廖進民等[35]應用含蛇床子的仙珍骨寶膠囊對去卵巢模型大鼠連續灌胃6次/周，90 d處死后行骨組織形態劑量測量，模型大鼠骨小梁面積及厚度顯著增加，破骨細胞數量顯著降低，能夠有效地防止模型大鼠股骨頸骨密度丟失。楊軍[36]從蛋白組學角度研究含蛇床子復方壯骨止痛方對OP模型大鼠防治機制可能通過調節血清轉鐵蛋白、肌酸激酶A蛋白、果糖二磷酸醛縮酶A分泌顆粒素Ⅱ等蛋白水平來發揮其治療作用。張日松等[37]臨床運用補腎壯骨湯對絕經后骨質疏松癥患者連續用藥180 d后患者雌激素及骨密度水平顯著增加，效果優于密蓋息。馬勇等[38]臨床應用自擬溫腎通絡止痛方治療OP總有效率高達94.1 %，同時臨床采用多中心、隨機、對照研究表明其能夠有效的改善患者的臨床癥狀，同時患者能夠增加血清降鈣素水平，降低甲狀旁腺素水平[39]。綜上文獻顯示，含蛇床子復方具有良好的抗OP作用，為蛇床子及蛇床子素的深入研究提供基礎，但其作用機制研究較少。為進一步明確蛇床子及蛇床子素在復方中的作用，簡化復方結構、提高復方療效打下堅實基礎。

5 總結與展望

綜上所述，OST在細胞及動物實驗中均有抗OP作用，其能通過多種通路來改善骨代謝，發揮OP防治作用。歸納OST主要作用為：①促進BMSCs的成骨分化；②上調相關成骨因子及增加成骨細胞活性，促進成骨；③抑制破骨細胞的分化及成熟來降低骨質破壞；④抑制骨組織吸收，延緩骨量流失。但目前對其作用機制尚不能完全闡明，作用通路及相關作用靶點較多，今后研究當重視對其機制研究，借助現代藥理學理論、生物學技術及通量篩選技術，以代謝組學、蛋白組學及基因組學技術為平臺，深入挖掘其作用機制、明確作用靶點，今后在OST對骨質疏松癥患者骨微觀結構重塑及骨微觀血管方面的作用效果，為其治療提供充實的理論基礎。同時爭取國家各項基金支持及加強藥企合作，重視成果轉化，加速中藥靶向治療OP新藥研發。