單味中藥調節成骨/破骨細胞分化平衡防治絕經后骨質疏松癥的作用機制研究進展※

李昊然,于冬冬

(1.遼寧中醫藥大學,遼寧 沈陽 110032；2.遼寧中醫藥大學附屬醫院,遼寧 沈陽 110032)

絕經后骨質疏松癥(postmenopausal osteoporosis,PMOP)為全身骨代謝疾病,主要是因女性絕經后雌激素分泌水平下降,致骨代謝處于負平衡狀態,骨密度降低,導致其極易發生脆性骨折[1]。在原發性骨質疏松患者中,已絕經女性發病率遠超其他人群,且脆性骨折發病率比絕經前增加約3倍[2]。目前臨床治療PMOP的藥物主要有雙膦酸鹽類藥物、Ca2＋制劑、選擇性雌激素受體調節劑、NF-κB受體活化因子配體、骨硬化蛋白單克隆抗體、骨硬化素抗體等[3-5]。但以上藥物多為抑制破骨細胞活性藥物,缺少促進成骨細胞活性和成骨細胞分化及同時抑制破骨細胞活性的藥物,且存在諸多不良反應(包括高血壓、腦梗死、靜脈血栓及乳腺癌等),給臨床治療帶來了一定的困難[6]。

1 PMOP的中醫認識

1.1 病因病機 PMOP歸屬于中醫“骨枯”“骨痿”“骨極”范疇。中醫認為,該病的發生與腎精或腎氣匱乏有密不可分的聯系。《素問·逆調論》曰:“腎不生,則髓不能滿。”《素問·六節藏象論》曰:“腎者,主蟄,封藏之本,精之處也……其充在骨。”提示腎主骨生髓。《素問·痿論》言:“腎者,水臟也,今水不勝火,則骨枯而髓虛,故足不任身。”表明腎氣虧虛是導致骨質疏松癥發生的首要病因。《素問·上古天真論》曰:“肝氣衰,筋不能動。”可見肝腎虧虛為該病的重要病機。除肝、腎外,PMOP的發生與其他臟腑的病變也有關聯。《素問·太陰陽明論》曰:“今脾病不能為胃行其津液……筋骨肌肉,皆無氣以生,故不用焉。”表明脾胃弱可導致筋骨弱。《難經·論經脈十四難》指出:“五損損于骨,骨痿不能起于床。”說明骨痿的發生與五臟虛損有關[7]。

目前,臨床對PMOP的病因病機的認知取得了階段性的進步。申浩等[8]研究PMOP危險因素與中醫癥狀的相關性,發現絕經年限及目眩是導致PMOP發生的重要危險因素。

1.2 辨證分型 《黃帝內經》提出“女子七七……天癸竭”,天癸竭則腎精虧虛,各臟腑元氣虛弱,血液運行不暢,氣虛血瘀,無法濡養筋骨,導致骨痿發生。該病辨證的本質為本虛標實,其中肝、腎、脾等臟腑虛弱為本,氣滯、血瘀為標[9]。許惠娟等[10]在研究PMOP的證候特點后發現,腎虛為PMOP發病的根本病機。衛榮等[11]認為PMOP可分為腎精虧虛型、脾腎兩虛型、肝腎陰虛型及血瘀氣滯型,脾氣散精,上輸肺,下輸腎,脾腎兩虛時,先天與后天同時不足,亦可加重“骨痿”病情。肝腎同源,肝血不達腎,腎精虧損,肝陰虛可導致腎陰虛[12]。葉天士認為“女子以肝為先天”,女子罹患PMOP后,養肝為關鍵。肝郁則氣滯,氣滯則血瘀；脾腎氣弱,氣虛則血瘀。血瘀同樣為該病的重要發病因素。高子任等[13]通過研究血瘀證與骨質疏松癥的關系后發現,血瘀可加速“骨痿”發生。

1.3 中醫優勢 在PMOP的治療研究中,中藥的諸多優點逐漸被證實,如不良反應少、適合患者長期服用、療效好等。賴圓根[14]通過臨床觀察發現,采用補腎健脾類中藥配合針灸治療骨質疏松癥患者,可明顯改善其疼痛、無力等癥狀,有效延緩病程進展。王清瀅等[15]通過對中藥治療肝腎陰虛型PMOP進行Meta分析,發現在改善疼痛、無力等癥狀方面,單獨使用補益肝腎的中成藥或湯劑效果更好,且可有效提高血清雌激素水平。在中醫藥治療期間可根據患者的證候特點進行加減用藥,以達到最優治療效果。因此,從防治PMOP的長遠角度考慮,中藥安全有效,更適用于PMOP的長期治療[16-17]。

2 單味中藥防治PMOP的作用機制

單味中藥防治PMOP主要通過促進成骨細胞增殖與分化、抑制破骨細胞形成及調節不同信號通路發揮作用。本文就近5年來單味中藥促進成骨細胞增殖分化和抑制破骨細胞形成兩方面進行綜述。

2.1 促進成骨細胞增殖與分化

(1)淫羊藿 淫羊藿常用于治療由腎陽虛及風濕浸淫引起的腰膝酸軟無力、痹痛等病證。在防治POMP的中藥處方中,淫羊藿是使用較多的藥物之一,其提取物淫羊藿苷防治PMOP的藥理作用機制已得到充分的研究證實。笪巍偉等[18]使用不同濃度淫羊藿苷溶液干預大鼠前成骨細胞株OCT-1細胞,檢測成骨細胞增殖率及成骨細胞中骨形成蛋白2(BMP2)mRNA、Runt相關轉錄因子2(RUNX2)mRNA的表達,結果發現淫羊藿苷可通過激活RUNX2表達,并在骨形成蛋白(BMP)信號通路表達前促進成骨細胞增殖與分化,從而改善骨密度。

(2)續斷 基于續斷具有補肝腎、強筋骨功效,目前已挖掘出該藥的藥理作用為促進成骨細胞增殖、分化,平衡骨吸收與骨形成,同時還具有神經保護作用[19]。黃媛等[20]通過川續斷皂苷Ⅵ溶液誘導SD大鼠股骨的骨髓間充質干細胞(rBMSCs),檢測成骨分化程度,結果證明,川續斷皂苷Ⅵ可能通過激活JNK信號通路誘導骨髓間充質干細胞成骨分化,從而增強骨密度,防治骨質疏松癥。

(3)女貞子 成熟后的女貞子果實含多種藥用成分,可用于免疫調節、抗氧化、抗炎癥、抗病毒、抗腫瘤等[21]。研究顯示,女貞子可防治PMOP,近年來這方面的研究頗多[22]。李琴等[23]將一定濃度的女貞子水提液、通路抑制劑及兩者混合液分別作用于MC3T3-E1細胞,檢測骨保護素(OPG)和細胞活性,結果表明女貞子水提液可促進MC3T3-E1細胞增殖及OPG表達。

(4)紅芪 紅芪多用于治療表虛自汗及氣陷導致的脫肛、崩漏等[24],其粗提物具有抑制骨吸收、刺激骨形成的作用[25],但具體作用機制有待進一步研究。方瑤瑤等[26]用紅芪水溶液干預去卵巢SD大鼠,采用MTT法等檢測rBMSCs及顱骨成骨細胞(ROBs)的增殖率,發現紅芪中的黃酮類成分(芒柄花苷、芒柄花素、美迪紫檀素等)對rBMSCs和ROBs的成骨功能均有改善作用,證明紅芪可增強成骨細胞活性,提高骨密度。

(5)杜仲 研究表明,杜仲具有抑制成骨細胞凋亡的作用,通過凋亡信號通路干預PMOP[27]。門志濤等[28]發現,杜仲主要通過PI3K/Akt信號通路減少成骨細胞凋亡。REDDY D等[29]通過網絡藥理學研究發現,杜仲中的雌激素受體1(ESR1)在成骨、破骨細胞中表達,證實了ESR1細胞與PMOP的相關性,可作為提示PMOP患病的指標。

(6)牡丹皮 牡丹皮主要成分為丹皮酚,可減輕慢性骨關節炎引起的炎性反應,以及抑制卵巢癌、乳腺癌等T淋巴細胞增殖性疾病[30]。張富財等[31]研究發現,丹皮酚可增加去卵巢雌性大鼠椎骨的骨密度,通過抑制叉頭框蛋白O3a(Fox O3a)激活 Wnt2/β-catenin通路,從而影響成骨細胞活化功能。

(7)牛膝 牛膝具有補肝腎、強筋骨之效,是緩解下肢痹痛的要藥。基于牛膝防治骨質疏松癥的相關研究可發現,其醇提物及醇提物的乙酸乙酯萃取物發揮著重要作用,兩者均可促進成骨細胞UMR106增殖分化。孟彥彬等[32]研究發現牛膝中的有效活性成分脫皮甾酮可通過環腺苷酸介導的信號通路傳導促進成骨細胞分化,增強骨密度。姜濤等[33]探討牛膝甾酮對SD乳鼠成骨細胞增殖、分化的影響及其潛在的分子機制,結果發現牛膝甾酮可通過上調成骨分化相關基因及刺激自噬體形成而促進成骨細胞分化。

2.2 抑制破骨細胞的形成

(1)紅車軸草 紅車軸草又名紅三葉草,常用于治療咳喘、潰瘍等疾病[34]。研究發現,紅車軸草異黃酮能影響雌激素分泌及骨代謝水平,從而有效抑制骨吸收和破骨細胞活化,增強成骨細胞活性及骨密度[35]。李揚等[36]研究發現,紅車軸草提取物可通過抑制破骨細胞分化及骨吸收,降低骨轉化率,從而增強骨密度。

(2)丹參 丹參的主要成分有丹參酮、丹酚酸等,為涼血消癰、活血調經要藥。近年來丹參被廣泛用于治療各類骨質疏松癥,其有效成分主要包含木犀草素、丹參酮ⅡA、隱丹參酮等[37]。NICOLIN V等[38]研究顯示,丹參酮Ⅵ可通過抑制相關蛋白NF-κB及破骨細胞分化因子(RANKL)的表達,抑制破骨細胞分化,改善骨密度。徐會金[39]通過巨噬細胞體外培養實驗發現,絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)可通過調控干擾素調節因子3(IRF-3)提高干擾素(IFN)基因表達,從而抑制破骨細胞分化,降低骨吸收。桑龍等[40]取丹參素混懸液對去卵巢大鼠灌胃,測定RANKL表達水平、OPG及骨密度,結果發現丹參參與調節破骨細胞分化因子機制,抑制骨吸收,從而增加骨密度。

(3)補骨脂 補骨脂的有效成分主要為補骨脂素,臨床多用于治療骨質疏松癥[41]。研究表明,補骨脂素的主要成分異黃酮可抑制破骨細胞F-actin形成及骨吸收,且可抑制RANKL介導的NF-κB通路,進而干預破骨細胞分化[42]。章文娟等[43]采用逆轉錄-聚合酶鏈反應及酶聯免疫吸附試驗法檢測補骨脂素誘導后的破骨細胞中白細胞介素-17受體(IL-17R)、破骨細胞雌激素受體α(ERα)的表達水平,發現補骨脂素可加強破骨細胞中ERα表達,抑制IL-17R表達,從而抑制破骨細胞形成。

(4)葛根 葛根素為葛根提取出的黃酮類化合物之一,臨床可用于抗氧化、抗感染及抗腫瘤等。有學者研究發現,葛根素能有效抑制成骨細胞凋亡,并促進破骨細胞形成[44]。課題組前期研究發現,葛根素可干預NF-κB信號通路并有效抑制大鼠破骨細胞分化[45]。

(5)連翹 連翹中提取的連翹苷及連翹酯苷有抗炎、抗氧化及抗骨質疏松的作用,且其成分提取技術近年來日趨成熟[46]。孫雪武[47]研究發現,連翹苷-A(FT-A)可通過抑制NF-κB、NOTCH信號通路傳導,抑制破骨細胞分化,并可減弱卵巢切除術引起的小鼠骨量的丟失。

(6)蛇床子 蛇床子中的總香豆素可有效防治PMOP。鮑君杰等[48]研究發現,持續給予去卵巢SD大鼠一定劑量的蛇床子素,能有效改善骨密度。明磊國等[49]使用蛇床子素刺激兔破骨細胞,統計凋亡細胞率,并檢測相關基因和蛋白,發現蛇床子素可促進破骨細胞凋亡,并通過抑制JNK1/2磷酸化水平及RANKL、TRAP等相關基因的轉錄表達,從而抑制骨吸收,改善骨密度,其中JNK1/2磷酸化水平的類雌激素可通過增加睪酮分泌量以抑制TRAP活性,從而抑制破骨細胞形成。

3 小結

近年來,越來越多的單體中藥被臨床醫師用于防治PMOP。對于中藥單體調節成骨/破骨細胞分化平衡防治PMOP的機制研究已取得長足的進步,將中藥作用通路機制從抽象變得更為直觀。經翻閱大量文獻,筆者發現單體中藥的部分有效提取物大多通過多靶點作用于成骨/破骨細胞,對于防治PMOP尤為重要,但有關單體中藥用于防治PMOP的具體機制尚不成熟,需進一步挖掘。