川續斷對骨組織改建的研究進展

馬 萌 阮 瓊 伍廷蕓▲

1.荊楚理工學院醫學院，湖北荊門 448000；2.湖北省荊門市康復醫院口腔科，湖北荊門 448000

川續斷屬于川續斷科川續斷屬，它是一種草本植物川續斷干燥根，也叫川斷，圓柱形，微扁，有的略彎曲，直徑為0.5～2 cm，長5～15 cm。表面有水平皮孔樣斑痕與少量須根痕，有輕微或明顯扭曲的溝紋和縱皺，表面是黃褐色或灰褐色。皮部呈棕色或墨綠色，木部呈黃褐色，外緣呈淺褐色或褐色，導管束放射狀排列。質地柔軟，容易折斷，長久存放后堅硬，呈不平坦斷面。氣味微香，味苦、微甜而且后澀[1]。其中，湖北省宜昌市五峰縣與鶴峰縣產的川續斷加工后具有微氣、微苦、微甜澀、根粗、無頭尾、質地柔軟、菊花心、墨綠色（俗稱烏梅色）的特點，被譽為“五鶴續斷”。在國內外，“烏梅花心”極為聞名，為湖北恩施州地道藥材之一[2]。續斷皂苷Ⅵ（asperosaponin Ⅵ，ASA Ⅵ）作為續斷的主要活性成分是一種三萜皂苷類化合物是從中草藥川續斷植物的根中提取并分離出的，一般也被稱作木通皂苷D（akebia saponin D，ASD），也有文獻稱它為續斷皂苷C，分子式是C47H76O18，它是續斷的主要活性成分。

續斷可以增強身體和骨骼，補充肝臟和腎臟，并治療持續的出血和骨折。它可用于肝腎功能衰竭、風濕性關節痛、腰部和膝蓋酸痛、肌腱損傷、跌倒、骨折、胎漏和出血。腰部和膝蓋酸痛多用鹽續斷；風濕性關節痛、肌腱損傷、跌倒、骨折多用酒續斷[1]。中藥川續斷不僅對治療各種疾病有著重要的意義，而且對骨改建具有一定的藥理作用，可以通過多個細胞水平和生物學途徑干擾骨的新陳代謝，尤其促進成骨細胞的形成與增殖。中藥川續斷可以使臨床中的骨折愈合的時間縮短，促進四肢骨折的愈合，并且在加快骨折愈合與修復等方面有著十分重要的影響，在預防骨質疏松，加快牙周組織改建，正畸矯治中也有著積極的作用。本文對近年來川續斷對骨改建作用的研究進展進行綜述。

1 川續斷對骨改建的物質基礎

中草藥植物的化學成分是影響其藥理作用的和臨床療效的因素之一。在中藥續斷中，續斷根的70%乙醇提取物中分離出環烯醚帖苷類七個，皂昔類化合物八個[3]。另有四個未知化合物中兩個為酚酸類化合物，兩個為環烯醚帖苷類。

1.1 三萜皂苷類

從川續斷中分離出總共20 種三萜皂苷類[4]，為常春藤和齊墩果烷型皂苷。

1.2 環烯醚萜

目前對于續斷，研究者分離得到19 種環烯醚萜類化合物，如馬錢子苷、獐牙菜苷、吳茱萸苷、林生續斷苷Ⅲ、林生續斷苷Ⅳ、馬錢苷酸、續斷苷A、續斷苷B、續斷苷C、續斷苷D、續斷苷E、續斷苷F、續斷苷G、續斷苷H、續斷苷M、續斷苷N、6′-O-β-D-apiofuranosyl sweroside、lisianthioside 等[5]。

研究表明，ASA Ⅳ對骨髓間充質干細胞向OB 增殖與分化有促進作用，從而促進骨形成并防治骨質疏松，有一定的強骨作用[22]。因此可以認為ASA Ⅳ是續斷的主要活性成分是一，它是一種三萜皂苷類化合物。ASA Ⅳ是從中草藥川續斷植物的根中提取并分離出的。分子式是C47H76O18，皂苷化學結構見圖1[6]。

圖1 川續斷皂苷Ⅵ的化學結構式

2 川續斷對骨改建的藥理作用

堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）是成骨細胞（osteoblast，OB）分泌的高度特異性的酶蛋白。ALP不僅是OB 分化與成熟的標志之一，還最常用來評估骨轉換和骨形成，而且還可以用來反映OB 活動的強弱。其在細胞中表達的多少反映骨細胞的功能狀態與分化程度。OB 的活動增強時，ALP 含量增加，反之降低。

2.1 川續斷對骨細胞的作用

成骨細胞研究中，ALP 是常見的胞內酶主要分布在細胞質膜，是成骨細胞的表性特征之一。ALP 的活性反映骨形成狀況，這與OB 的分化和成熟成正相關。由OB 合成和分泌的骨鈣素不僅可以調節骨鈣代謝，而且在鈣代謝異常和骨質疏松綜合征的診斷有重要意義。OB 對骨形成、骨發育與生長有促進作用。

2.1.1 川續斷對成骨細胞的作用 程志安等[7]通過動物實驗證明，高劑量和中劑量的續斷水煎液促進OB 的增殖，同樣可以使ALP 的表達和礦化結節的數量都增加，并對成骨骨鈣素和Ⅰ型膠原信使核糖核酸（messenger RNA，mRNA）在細胞中的表達有促進作用，在雌激素中無顯著差異。實驗結果顯示續斷明顯促進OB 的分化與增殖，并且可防止OB 的凋亡，該實驗得知此藥物可能是促進骨折愈合與預防骨質疏松的機制之一。對于去卵巢大鼠，續斷可明顯增加其骨鈣和骨礦的含量與骨密度[8]。因此可以認為續斷水煎液增強ALP 的表達，促進OB 的分化與增殖，并且可防止OB 的凋亡。

朱珠等[9]研究通過動物實驗得出1×10-8～1×10-5mol/L續斷苷可以顯著增強ALP 的表達，1×10-6mol/L 續斷苷可以顯著增強ALP 的表達。在一定濃度范圍內，其對小鼠的成肌細胞OB 的分化有促進作用，對OB 的增殖無顯著作用。因此可以認為一定濃度的續斷苷可以增強ALP 的表達，促進OB 的分化，從而也可促進骨的形成。

2.1.2 川續斷對破骨細胞的作用 劉介等[10]實驗表明在一定濃度范圍中，川續斷總皂苷促進OB 增殖、分化和細胞周期，并且有顯著的量效關系。徐鑫等[11]實驗顯示續斷總皂苷對護骨素（osteoprotegerin，OPG）mRNA 表達有促進作用，進而促進成骨細胞分化；對細胞核因子κB 受體活化因子配體（receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL）mRNA 表達有抑制作用，進而抑制破骨細胞（osteoclast，OC）分化，使骨吸收速率小于骨形成速率。因此可以認為川續斷總皂苷不僅可以促進OB 增殖、分化和細胞周期，而且也抑制OC 分化，從而促進骨形成。

2.1.3 川續斷對骨髓間充質干細胞的作用 黃媛等[12]用ASD 誘導體外培養骨髓間充質干細胞（bone marrow stromal cells，BMSCs）向OB 分化并檢測OB 分化的狀況。結果表明，ASA Ⅵ組的大鼠骨鈣素表達量與ALP 活性均高于誘導組，說明在骨髓間充質干細胞向OB 分化的過程中，ASD 發揮了重要的作用。張志達等[13]過動物實驗發現ASD 在糖皮質激素環境下，可以促進BMSCs 向OB 的分化，同時，ALP 的活性增加，生物學效應的發揮可能與BMP/Smad 的信號通路有關。因此可以認為ASD 可以促進BMSCs 的分化，從而促進骨形成并預防骨質疏松。

毛晴等[14]以體外培養OB 為模型，用24 h 內新生的Sprague-Dawley 大鼠和加入含不同濃度續斷總皂苷的二甲基亞砜培養基培養24、48、72 h，實驗結果顯示川續斷皂苷遇可促進BMSCs 分化為OB。中、高劑量組的OB 與ALP 活性均強于對照組。實驗結果表明，續斷總皂苷不僅對OB 的增殖有著重要的作用，同時在OB 分化的過程中也扮演著重要的角色，以及通過調節OB 的增殖和分化及OPG 與細胞核因子κB受體活化因子（receptor activator of nuclear factor-κB，RANK）的比值，促進骨形成。因此可以認為續斷總皂苷可以促進BMSCs 分化為OB，也可以調節OB 的增殖和分化。

Ke 等[15]證實ASA Ⅵ可以促進去勢大鼠骨髓間充質干細胞的增殖，對ALP 的活性與鈣化結節的形成有增強作用。此外，ASA Ⅵ增強了Ⅰ型膠原蛋白、鈣調蛋白、堿性磷酸酶與Runt 相關轉錄因子2 的表達，而PI3K 特異性抑制劑（LY294002）治療降低了所有這些成骨作用，并降低了ASA Ⅵ誘導的磷酸化蛋白激酶B（human phospho-AKT，p-AKT）水平。結果表明ASA Ⅵ通過作用于磷脂酰肌醇-3 激酶/AKT 信號通路，促進去勢大鼠BMSCs 的成骨分化。續斷對骨質疏松癥的預防和治療具有明確的作用，并促進成骨細胞的增殖。因此可以認為ASA Ⅵ促進BMSCs的分化，從而達到預防和治療骨質疏松癥的目的。

2.2 川續斷對骨質疏松癥的作用

骨質疏松癥是一種源于各種原因而增加骨脆性，破壞骨微結構，降低骨密度和骨質量，以致易發生骨折的全身性的疾病。骨吸收能力加強和形成能力降低是形成骨質疏松癥的主因。現代研究的結果發現[16]，川續斷在抗骨質疏松癥領域具有良好的臨床療效。它的主要化學單體是ASA Ⅵ具有很強的抗骨質疏松癥效果。骨質疏松癥因缺乏雌激素導致成骨能力下降和破骨能力增強，造模時常用去卵巢大鼠。

李家等[17]通過動物實驗證明，ASA Ⅵ對骨髓間充質干細胞向OB 增殖與分化有促進作用，此研究推測ASA Ⅵ調節骨髓間充質干細胞的成骨分化從而使骨改建并抑制因去卵巢導致的骨量減少。ASAⅥ可經Wnt/β-catenin 信號通路對骨髓間充質干細胞的成骨分化有促進作用。ASAⅥ對BMSCs 的分化和BMSCs的細胞活力有促進作用，進而促進骨形成，使骨量增加與小梁的微觀結構改善。因此可以認為ASA Ⅵ對骨髓間充質干細胞向OB 增殖與分化有促進作用，從而加快骨形成。可以在臨床上應用中藥續斷防治骨質疏松癥。

2.3 川續斷對骨折的作用

高自立[18]觀察實驗表明，續斷骨湯可減輕骨折后的疼痛與腫脹癥狀。它不僅對早期骨折愈合有促進作用，使臨床骨折愈合的時間變短，而且促進四肢愈合。李全喜[19]觀察實驗表明，聯合使用川續斷接骨湯和加壓鋼板堅強內固定的方法可促進四肢骨折的愈合。張波等[20]推測骨折的治療中，續斷使骨在愈合不同的階段中OPG、骨形態發生蛋白質（bone morphogenetic protein，BMP）和轉化生長因子（transforming growth factor，TGF）的基因表達上調，使血清中堿性磷酸酶、磷、鈣的含量增加，促進骨生長并治療骨折。因此可以認為續斷骨湯可促進骨折的愈合，中藥續斷可以應用于臨床骨折治療之中。

劉開飛[21]研究發現ASA Ⅵ能減輕膠原誘導型關節炎的骨破壞。武春明等[22]發現，續斷水提液通過對新骨痂的重塑與骨痂的形成的促進作用在小鼠脛骨橫行骨折愈合的中后期起作用。韓田浦等[23]研究表明，斷續湯可以治療脛骨骨折，縮短患者骨折愈合時間，改善血流變學，緩解疼痛，同時可以減少骨折不愈合情況的發生。陳磊等[24]發現續斷能使炎癥因子白介素1、白介素6 和腫瘤壞死因子α 的水平降低，有強骨作用。因此可以認為補腎斷續湯可以加快骨損傷愈合與修復。

2.4 川續斷在口腔及其頜面部的作用

隨著社會的發展和審美意識的提高，愈來愈多的人選擇接受正畸治療。長時間的正畸治療會增加牙槽骨松動的風險。牙周組織改建是牙移位的生物學基礎是，所以牙周組織改建成為正畸熱點。牙周組織改建的基礎是張力側的OB 調節的新骨沉積和壓力側的OC 調節骨吸收。

崔金婕等[25]動物實驗表明，續斷組的大鼠在中藥影響下磨牙近中的移動速度和距離明顯較對照組增加。在正畸牙齒移動過程中續斷水煎液起促進作用，這對于正畸牙齒運動是有益的。陳佩佩等[26]動物實驗研究表明，一定濃度的前列腺素E2與ASA Ⅵ對壓力側牙周組織OC 分化有促進效果。中藥續斷能夠加快牙周組織改建，對于正畸矯治有促進作用。因此可以認為中藥續斷對于正畸矯治有積極作用，為中藥續斷可以應用于口腔的正畸矯治過程中提供理論基礎，在實際的臨床應用中有待于進一步的研究。

李善昌等[27]通過實驗證實，續斷復合磷酸鈣骨材料對成骨形成、有機磷向無機磷轉化有促進作用，對鈣鹽沉積和骨形成有加速作用。它有對骨誘導性好和成本較低的優點。續斷復合磷酸鈣骨植入材料對骨形成有顯著加速作用。因此可以認為續斷復合磷酸鈣骨材料對修復骨缺損效果很好。

川續斷接骨湯、補腎斷續湯、續斷水煎液、續斷總皂苷、中藥川續斷和續斷中的主要活性成分ASA Ⅵ對骨改建具有一定的藥理作用，可以通過多個細胞水平和生物學途徑干擾骨的新陳代謝，尤其促進成骨細胞的形成與增殖。中藥川續斷的主要活性成分ASD可以促進BMSCs 分化為OB，調節OB 的增殖和分化，也可以抑制OC 分化，從而使骨吸收速率小于骨形成速率，由此可加快骨損傷愈合與修復并可以預防和治療骨質疏松癥。中藥川續斷還對于口腔正畸矯治有積極作用。在頜骨治療方面，續斷復合磷酸鈣骨材料對骨的誘導性好，在理論上可以應用于骨缺損，在實際的臨床應用中有待于進一步的研究。

3 川續斷在骨組織增量作用中的應用前景

我國自古以來大量使用中藥材，這是傳統醫學中密不可分的一部分，續斷在中國分布廣，被廣泛使用。

續斷中有有多種藥理活性成分，其中主要活性成分皂苷Ⅵ以及其他化學成分，在骨的藥理作用上有很大的藥用價值，尤其對促進成骨細胞的形成與增殖，加快骨折愈合與修復，預防并治療骨質疏松和在正畸治療中應用價值等方面具有較好的發展前景。續斷通過促進OB 增殖與分化，調節OPG/RANKL 水平[12]，上調OPG、BMP-2、TGF-β1 等的基因表達，上調血清中磷、鈣、堿性磷酸酶的含量促進骨骼修復和保護骨骼[18]，且已被證實它能抑制OC 分化[13]，但是相關研究較少。矯正牙齒的研究熱點在牙周組織的改建。現研究證實中藥續斷能夠加快牙周組織改建，對于正畸矯治有促進作用，在實際的臨床應用中有待于進一步的探討中藥續斷對于牙周組織的作用機制。在國內外，頜骨骨量不足一直是熱點研究，現已有研究表明，續斷復合磷酸鈣骨材料對骨的誘導性好[27]。但在加速成骨的作用方面有待于進一步的研究，這都為將來的實驗研究提供依據。但是中藥藥材中的成分多而復雜，其不良反應也應得到重視，已有1 例報道服用續斷后出現輕度皮炎皮疹及2 例惡心嘔吐[28]，這也為今后的研究工作提出了新的考驗。在口腔治療中，聯合使用續斷藥材在臨床中應用很少，在這方面還有待更深入的研究，臨床上治療疑難雜癥的方法不斷拓寬，中藥續斷的應用具有廣闊的前景。