靶向線粒體質量控制防治骨質疏松癥及其中藥的治療進展

謝芋濤，王想福，葉丙霖，陳偉國，趙 恒，張萬乾，楊煥瑩，楊建霞，陶瑜晶，任 毅

1.甘肅中醫藥大學，蘭州 甘肅 730000

2.甘肅省中醫院，蘭州 甘肅 730050

骨質疏松癥（osteoporosis，OP）是一種隱秘慢性的身體健康問題，往往直到骨折發生后，患者或醫生才會對此加以關注。其主要表現為單位體積內骨骼的密度下降，降低了骨骼的強度，使得受涉及到的骨骼更容易發生骨折。目前，骨質疏松癥已成為全球老年人群所面臨的最主要的發病和死亡來源之一。OP 的病因是多方面的，包括遺傳因素、性激素水平下降、年齡增長、飲食不合理、缺乏運動等。OP 的主要特征是疼痛、骨折和畸形[1]。流行病學顯示OP 患病率隨著年齡的增長而增加，在中國大陸，OP 總患病率從6.6%到19.3%（平均13.0%）不等。不同研究、不同地區、不同性別和不同骨骼部位的患病率差異很大，但城市與農村之間的差異很小[2]。相比西醫治療方案而言，中醫藥防治骨質疏松癥具有多方面的優勢，治療方法相對安全、臨床療效顯著優異、副作用較少等，依據中醫“上工治未病”觀念，近年來，單味藥、中藥復方、針灸等治療方法逐漸成為醫學研究的焦點，體現出中醫藥在骨質疏松癥治療中有潛力，但中藥大規模的臨床試驗仍然相對不足，需要更多的臨床研究來驗證中醫藥治療的療效和安全性，此外中醫藥治療骨質疏松的具體作用機制還不清楚，這使得中醫藥的療效和有效成分難以明確，中醫藥治療骨質疏松癥缺乏統一的治療標準，主觀辯證可能采用不同的中藥藥方和治療方法，難以進行比較和綜合分析[3]。近年來，研究發現，線粒體功能障礙在骨質疏松的發展過程中的扮演著至關重要的角色，其功能發生異常和數量減少會導致骨細胞代謝紊亂，進而影響骨組織的結構和功能，表明線粒體質量控制（mitochondrial quality control，MQC）對緩解線粒體損傷和減緩OP的發展具有重要價值。因此，該研究旨在綜述MQC在OP 領域的研究進展，并梳理各種針對MQC 治療OP 的中藥（包括單體化合物和復方），以期為開發骨質疏松的新療法提供一些參考經驗和思路。

1 MQC

線粒體是一個高度動態的雙膜細胞器，它是最主要且富饒的三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）來源，對于滿足真核細胞的能量需求非常關鍵，在保持所有細胞功能正常運行方面，線粒體扮演著關鍵的角色[4]。參與真核細胞內的廣泛功能，包括氧化還原平衡、鈣穩態、能量產生、代謝和細胞死亡等。由于線粒體參與的細胞功能范圍廣泛，因此該細胞器在調解細胞平衡方面發揮著關鍵作用，因此，維持健康的線粒體對細胞存活至關重要[5]。MOC 是指細胞內一系列機制和過程，用于維持線粒體的健康和功能狀態，它涉及線粒體內部的多個方面，包括線粒體膜電位維持、氧化還原平衡、自噬、線粒體DNA 的維護、融合和分裂、抗氧化防御以及基因調控等，通過這些機制，細胞可以確保線粒體正常工作、防止受損線粒體的積累，并維持細胞的健康狀態。線粒體質量控制對于細胞和整體生物的正常功能和健康至關重要[6]。

2 MQC 與OP

OP 是一種常見的全身性骨骼疾病，其特性包括骨礦物質密度的下降、骨骼微觀結構的變化，以及骨脆性增加，且好發于老年人。除了與年齡相關的OP 外，其他因素如糖皮質激素使用不當、雌激素缺乏、糖尿病和營養不良也是繼發性OP 的常見原因。近些年，醫藥治療的主要目標就是抑制破骨細胞的形成或刺激成骨細胞的生長。然而，目前OP 的臨床治療效果并不理想。破骨細胞介導的骨質破壞可能會發生，導致治療效果受損。因此，迫切需要更有效的OP 治療策略。研究發現線粒體氧化應激異常、動力學、自噬以及生物發生等特征的MQC 失衡在OP 中起到了重大的作用，這表明MQC 有可能會成為治療OP 的關鍵手段。線粒體質量控制系統對OP 的調控靶標圖見圖1。

圖1 線粒體質量控制系統對骨質疏松癥的調控靶標Fig.1 Regulatory targets of mitochondrial quality control system to osteoporosis

2.1 線粒體氧化應激

在真核生物中，線粒體通過營養物質的氧化代謝產生 ATP，但也在同一過程中產生活性氧（reactive oxygen species，ROS），在正常情況下，線粒體會限制ROS 的過度產生，會通過抗氧化酶（超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等）和抗氧化化合物（維生素E 和C、谷胱甘肽等）防御系統保護細胞器免受氧化損傷[7]。研究表明線粒體是成骨細胞能量代謝的重要物質，氧化應激導致的線粒體功能障礙直接參與了成骨細胞內在凋亡途徑的激活[8]，ROS 過載會導致磷脂雙分子層受到自由基攻擊，進而導致線粒體膜去極化，從而使線粒體膜孔打開，導致線粒體膜電位（mitochondrial membrane potential，MMP）損失。在這一過程中，線粒體膜的通透性增加，使線粒體膜間隙中的致凋亡因子細胞色素 c（cytochrome c，CytC）釋放到細胞質中，釋放到細胞質中的CytC 會與含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-9（cysteinyl aspartate specific proteinase-9，caspase-9）相互作用并激活caspase-9，而caspase-9是內在凋亡途徑的主要初始步驟，激活的caspase-9會依次激活下游效應含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，caspase），如含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3（cysteinyl aspartate specific proteinase-3，caspase-3）、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-7（cysteinyl aspartate specific proteinase-7，caspase-7）最終完成成骨細胞死亡。此外，caspase 級聯反應的激活受到各種調節因子表達的嚴格調控[9]。其中，由促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白組成的B 淋巴細胞瘤-2 基因（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）家族成員在決定細胞內在凋亡途徑的進展中起著關鍵作用，作為促凋亡蛋白的代表，Bcl-2 相關X 蛋白（BCL2-associated X，Bax）位于線粒體外膜上，通過促進線粒體通透性轉換或削弱線粒體外膜的屏障功能來誘導Cyt C 的釋放。相反，抗凋亡蛋白Bcl-2 對于維持線粒體通透性和膜屏障穩定以抑制致凋亡因子的釋放至關重要。因此，促凋亡和抗凋亡Bcl-2 家族蛋白之間的平衡是誘導激活caspase級聯反應的決定性因素，而caspase級聯反應是內在成骨細胞凋亡通路啟動后的決定性因素[10-11]。Cai 等[12]學者進行的研究指出，在腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的共同培養下，從新生大鼠小腿分離出的成骨細胞內，ROS 和丙二醛的產生，NADPH 氧化酶（reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase）的活性增加，線粒體內ROS 數量呈增加趨勢，MMP和ATP 合成則出現下滑。此外，抗氧化酶（包括超氧化物歧化酶和過氧化氫酶）的活性被抑制，從而對線粒體功能產生了負面影響。He 等[13]發現人骨肉瘤MG63 細胞暴露于過氧化氫顯著增加了細胞氧化應激，降低了堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）活性和細胞活力，誘導成骨細胞凋亡。一并地，過氧化氫降低了線粒體膜的電位，提升了Cyt C及caspase-3 的水平，限制了Bcl-2 mRNA 和蛋白質的生成，減少了Runt-相關轉錄因子-2（runt-related transcription factor-2，Runx-2） mRNA 和蛋白質的制造。這些結果顯示線粒體ROS 在介導線粒體功能障礙和促進成骨細胞凋亡方面的關鍵作用。

2.2 線粒體動力學

線粒體動力學是線粒體裂變和融合事件之間的一種微妙的生理平衡，是相對的過程，它們共同作用以維持線粒體的形狀、大小、數量及其生理功能，受損線粒體基因組DNA、蛋白質和脂質與健康線粒體的交換需要內外膜的融合和裂變循環，以維持線粒體的健全結構和功能。線粒體融合的調控中涉及3 個因子，分別是線粒體融和蛋白 1 和 2（Mitofusin1/2，MFN1/2）以及視神經萎縮蛋白1（Optic atrophy 1，OPA1）。MFN1/2 主要定位于線粒體外膜，則OPA1 則處在線粒體內膜。MFN1/2 對于線粒體外膜的融合至關重要，而OPA1 對于內膜的融合是必需的，通過外膜上的MFN1 和MFN2 的寡聚化，將臨近的線粒體連接在一起，介導外膜融合，后續則由OPA1 完成內膜的融合。線粒體融合的調控中涉及 2 個因子，線粒體裂變蛋白 1（mitochondrial fission protein 1，FIS1）和動力相關蛋白1（dynamin-related protein 1，DRP1）分別在線粒體外膜和細胞質。FIS1、線粒體裂變因子（mitochondrial fission factor，MFF）以及線粒體伸長因子 1/2（mitochondrial elongation factor 1/2，MIEF1/2），共同作用DRP1 可以從細胞質募集到線粒體表面，在那里它被組裝成高寡聚環復合物以包裹線粒體，通過其三磷酸鳥苷（guanosine triphosphate，GTP）酶活性介導線粒體分裂[14-16]。線粒體動力學紊亂包括營養過剩和細胞功能障礙時發生的異常和/或受損的裂變/融合，直接影響線粒體功能，導致ROS 生成過多、線粒體酶活性改變、鈣平衡受損、ATP 生成減少以及細胞能量代謝的整體降低。Cai 等[17]H2O2促進成骨細胞中L-OPA1 快速裂解為S-OPA1，導致融合活性L-OPA1 缺失，加劇線粒體碎裂和隨后的成骨細胞凋亡，用OPA1siRNA轉染小鼠成骨細胞會加重線粒體形態異常和功能障礙，主要表現為線粒體ROS 的產生顯著增加以及線粒體膜電位的減少。此外，用OPA1 siRNA 轉染小鼠成骨細胞會明顯降低線粒體的長度和密度。Gan等[18]發現在氧化應激條件下，Drp1 的磷酸化水平和表達量都顯著增加。通過藥物抑制劑或基因敲除阻斷Drp1，可明顯保護細胞免受H2O2誘導的成骨細胞功能障礙的影響，具體表現為成骨細胞活力增加、ALP 活性和礦化度提高以及線粒體功能恢復。阻斷Drp1 對H2O2誘導的成骨細胞功能障礙的保護作用表現為線粒體功能的增強和ROS 生成的抑制。這些結果顯示線粒體動力學在介導線粒體功能障礙和促進成骨細胞凋亡方面的關鍵作用。

2.3 線粒體自噬

線粒體自噬的作用在于通過選擇性自噬，清除受損或失效的線粒體，這對于維持線粒體的整體結構和功能至關重要。關于線粒體的識別與向自噬體的運輸，可以通過2 種主要方法實現：一種是需要泛素（ubiquitin，Ub）的參與，另一種則無須Ub 即可完成。基于Ub 的線粒體自噬路徑，由PTEN 誘導激酶1（PTEN-induced kinase 1，PINK1）和E3 泛素-蛋白連接酶（E3 ubiquitin-protein ligase，PARKIN）所控制的。在這一機制中，MMP 受損時，PINK1 進入線粒體內膜的途徑受阻，導致PINK1 在線粒體外膜的胞質面上穩定聚集，募集并激活PARKIN，PARKIN 蛋白酶的空間構象發生改變，轉化為活化的E3 泛素連接酶，然后泛素化線粒體上的蛋白，PINK1 與PARKIN 相互作用，共同調控線粒體自噬過程以維持線粒體質量。此外，除了PINK1-PARKIN 通路之外，還有非PARKIN 依賴性的泛素依賴性通路，PINK1 還可以通過泛素磷酸化直接招募自噬受體蛋白如BCL2 相互作用蛋白3（BCL2 interacting protein 3，BNIP3）、其同源物NIP3 樣蛋白（NIP3-like protein X，NIX）、FUN14結構域蛋白1（FUN14 domain-containing protein 1，FUNDC1））到線粒體，受體蛋白募集自噬體中的微管相關蛋白1 輕鏈3（microtubule-associated protein light chain-3，LC3），這使得自噬體能夠吞噬線粒體。非泛素依賴途徑，線粒體外膜上有許多包含LC3 相互作用的長鏈反向重復序列（long inverted repea，LIR）區域的蛋白，它們是自噬的受體。它們可以不經泛素化直接與LC3 結合，從而啟動線粒體自噬。在哺乳動物中，這些受體主要包括NIX 受體、BNIP3 受體、FUNDC1 受體[19-20]。線粒體自噬是一種正常的生理活動，在健康條件下發生可以維持細胞穩態。然而，在病理或特定的生理條件下，越來越多的證據表明，異常線粒體自噬在干細胞分化和骨代謝紊亂中起關鍵作用。Li 等[21]研究發現PINK1/PARKIN 介導的線粒體自噬可以降低血漿高級氧化蛋白產物（advanced oxidative protein product，AOPP)）度并抑制AOPP誘導的成骨細胞凋亡，從而改善AOPP 積累相關的骨質流失，骨微觀結構破壞和骨礦物質密度損失。Lee 等[22]研究發現成骨細胞的分化在Pink1 下調時受到抑制，伴有線粒體穩態受損（用Pink1 siRNA處理后，在分化過程中觀察到成骨細胞中DRP1 和FIS1 上調，而MFN1 下調）、成骨細胞線粒體在分化過程中ROS 過度產生和鈣攝取異常，證明了分化過程中成骨細胞中PINK1 的表達增加。Xu 等[23]研究發現線粒體自噬相關蛋白HIF-1α 和BNIP3 在缺氧環境中均上調，而當暴露于糖皮質激素時它們的表達下調。另外，當缺氧的環境下，HIF-1α 的過度表達可以抑制糖皮質激素誘發的細胞死亡，這就證實了HIF-1α 的過度表達能夠通過其下游的標記物BNIP3 來減輕糖皮質激素對缺氧誘發的線粒體自噬關聯蛋白抑制的效果，并保護骨細胞免受凋亡。這些結果顯示線粒體自噬在介導線粒體功能障礙和促進成骨細胞凋亡方面的關鍵作用。

2.4 線粒體生物發生

線粒體生物生成可維持線粒體的數量和大小，主要是指過氧化物酶體增殖物激活受體γ 共激活因子-1α（peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α）與多種轉錄因子/蛋白質相互作用來調控線粒體的生物生成過程，例如核呼吸因子-1、核呼吸因子-2（nuclear respiratory factor 1/2,NRF-1/2）、線粒體轉錄因子A（mito chondrial transcription factor A，TFAM）、解偶聯蛋白（Uncoupling protein，UCP）、過氧化物酶體增殖物激活受體-α（peroxisome proliferator activated receptorα，PPAR-α）、甲狀腺激素、雌激素相關受體（estrogen-related receptors，ERRs）等。NRF-1、NRF-2 通過促進TFAM 表達，可調節主要線粒體酶的轉錄和線粒體DNA 的合成。除了這些轉錄因子外，還有2 種重要的酶被視為調節線粒體生物生成的代謝傳感器，它們是腺苷酸活化蛋白激酶（adenosine monophosphate-activated protein kinase，AMPK）和沉默信息調節因子1（sirtuin1，SIRT1），在能量缺乏狀態下，AMPK 和SIRT1 分別通過磷酸化和去乙酰化調節PGC-1α[23]。Peng 等[24]研究發現高壓氧、運動和聯合治療改善了大鼠的骨微結構惡化和卵巢切除術誘導的骨質流失，促進了成骨細胞相關基因和氧化代謝相關基因（PGC-1α）的表達，對破骨細胞相關mRNA 表達和骨吸收標志物具有顯著的抑制作用，此外，運動和運動-HBO 聯合治療增加了血清超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和硬化素的表達，可能與超氧化物歧化酶增加和PGC-1α 上調有關。研究發現PGC-1α 在骨代謝中起關鍵作用，體內研究表明，PGC1α 缺失會對皮質厚度、小梁組織和屈曲阻力產生負面影響，導致骨折風險增加[25]。Sánchez 等[26]研究發現線粒體含量的增加導致了從成骨細胞向骨細胞轉變過程中ROS水平的增加，作為氧化應激的主要傳感器，轉錄因子NF-E2相關因子2（nuclear factor erythroid2-related factor 2，NRF2）在成骨細胞形成過程中被激活，并直接轉錄激活一些成骨細胞特異性基因，如牙本質基質蛋白1（dental matrix protein 1，DMP1）、基質細胞外磷酸糖蛋白（ matrix extracellular phosphoglycoprotein，Mepe）等。此外，骨細胞和成熟成骨細胞中缺乏NRF2 的小鼠是骨質減少的，用NRF2 激活劑二甲基甲酰胺（dimethylformamide，DMF）治療切除卵巢的小鼠，可恢復其骨質流失表型。研究顯示絕經后婦女由于脂質代謝和血脂水平異常導致雌二醇流失，骨骼肌和脂肪組織中容易出現脂肪堆積過多，在骨骼肌和脂肪組織中，與能量代謝和脂肪酸氧化相關的基因PGC-1α 和ERRα 的基因被下調，導致脂肪合成和脂質代謝物積累增加，骨髓中脂質過度積累會導致絕經后婦女骨質快速流失、骨質疏松癥和骨折風險增加[27]。這些結果顯示線粒體生物發生在介導線粒體功能障礙和促進成骨細胞凋亡方面的關鍵作用。

3 以MQC 為靶點的OP 中藥防治

基于MQC 的防治措施可能是治OP 的重要策略。眾多研究已經揭示，相關中藥單體、小分子化合物及生物制劑等可通過調控成骨和破骨細胞分化代謝，能夠恢復骨骼的形態和功能，從而減緩OP 的發展。中醫藥靶向調控MQC 防治OP 研究情況見表1。

表1 中醫藥靶向調控線粒體動力學質量控制防治OPTable 1 Research on Chinese medicine targeting regulation of mitochondrial kinetics quality control against OP

3.1 基于線粒體氧化應激防治OP

研究發現仙茅苷保護成骨細胞免受地塞米松誘導的氧化應激損傷，明顯減少ROS 產生，提高MMP水平，促進成骨細胞增值和分化，同時仙茅苷提高破骨細胞抑制因子（osteoclastogenesis inhibitory factor，OPG）與破骨細胞分化因子（receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL）的相對比值，有效抑制破骨細胞的生成，減少了炎性細胞因子表達抑制破骨細胞生成[28]。研究發現表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）在破骨細胞分化過程中下調了促炎標志物的表達，明顯降低細胞內和線粒體ROS 形成，降低了MMP 以及AKT 和p38MAPK 的磷酸化，此外，在破骨細胞分化過程中，EGCG 導致ATP 的產生增加，改善了整體線粒體功能，抑制了破骨細胞的分化[29]。研究顯示三七皂苷R1恢復了在氧化應激造成損傷成骨細胞中ALP 等表達水平下降，顯著恢復了MMP，改善了線粒體ROS 的產生，并增加ATP 的產生以及線粒體DNA 復制，此外，三七皂苷R1顯著阻止了JNK 磷酸化，有效地阻斷了H2O2誘導的JNK 信號激活，表明三七皂苷R1通過阻斷JNK 信號通路顯著減弱氧化應激誘導的線粒體損傷，恢復成骨細胞的成骨分化[30]。研究發現厚樸酚、山柰酚、夾竹桃麻素、木犀草素、黃肉楠堿、甘草素都可以恢復抗霉素A 誘導的細胞內MMP 耗散、ATP 丟失、復合物Ⅳ失活、細胞內鈣升高和細胞色素C 釋放，顯著減少抗霉素A 誘導的細胞損傷。此外，還能誘導被抗霉素A 抑制的PI3K、Akt 和CREB 的活化，表明PI3K/AKT/CREB 信號通路可能參與這些中藥誘導的細胞保護反應。所有研究表明它們都可減少衰老過程中線粒體功能障礙，顯著預防骨質疏松癥患者的成骨細胞損傷[31-36]。通過進一步總結發現，1,2,3,4,6-五沒食子酰葡萄糖（1,2,3,4,6-pentyl-Ogalloyl-β-D-glucose，PGG）、水飛薊素、柚皮苷、原青花素、大蒜素、FO、淫羊藿苷、姜黃素、菟絲子、丹參酮ⅡA、藏紅花素、左歸丸等能夠減少細胞內和線粒體的ROS 產生，恢復MMP 水平，增加ATP 產生，改善體線粒體功能，恢復Bcl-2 蛋白的表達上調，降低Bax 蛋白的表達，抑制CytC 釋放到細胞質中，同時降低caspase-9、caspase-3，從而發揮具有抗成骨細胞凋亡的作用[37-48]。

3.2 基于線粒體動力學防治OP

研究發現在破骨細胞分化過程中，添加EGCG可以減少DRP1 和FIS1 的mRNA 表達量，抑制了破骨細胞的分化[29]。研究發現淫羊藿苷治療可以挽救鐵超負荷抑制的骨髓間充質干細胞的成骨分化和增殖，研究觀察到DRP1 和CytC 蛋白從細胞質向線粒體的轉移以及FIS1 和MFN2 的表達被10 和50 μmol/L 枸櫞酸鐵銨（ferric ammonium citrate，FAC）處理后促進，而被100 μmol/L FAC 處理后顯著抑制，當加入1 μmol/L 的淫羊藿苷發現其能夠促進FIS1 和MFN2 表達，并增加DRP1 和CytC 蛋白從細胞質到線粒體的轉移，防止鐵超載引起的骨髓間充質干細胞功能障礙，這些作用與線粒體融合和分裂的調節、PI3K/AKT/mTOR 通路的激活以及ERK1/2 和JNK 通路的抑制有關[43]。研究發現水飛薊素通過AGEs-RAGE 信號通路來減弱晚期糖基化終末產物（advanced glycosylation end products，AGEs）誘導的成骨細胞凋亡，水飛薊素有效地消除了AGEs 誘導的線粒體形態學改變，線粒體長度和密度的增加，細胞內L-Opa1的表達明顯增加，S-Opa1和Fis1 的水平降低，改善線粒體的異常裂變/融合[38]。

3.3 基于線粒體生物發生防治OP

研究發現甘草素顯著增加一氧化氮和PGC-1α水平，表明甘草素可能誘導線粒體生物發生[49]。研究發現PGG 在氧化應激環境下對成骨細胞的保護作用可能與促進Nrf2 入核、增強HO-1 表達有關，體內外實驗證明，PGG 可促進骨形成，具有骨保護作用，該作用可能與激活Nrf2/HO-1 通路，改善線粒體功能從而抗成骨細胞凋亡有關。FO 逆轉了H2O2導致的細胞內ROS 生成增加和線粒體損傷，最終抑制了細胞凋亡[37]。在這一過程中，FO 激活了Nrf2，并促進了其下游靶蛋白HO-1 的表達，從而緩解了氧化應激，同時增強了抗氧化能力。天麻素干預能夠緩解地塞米松處理引起的細胞增殖受阻及凋亡，表明天麻素具有緩解骨質疏松的效果，進一步研究發現天麻素可能是通過促進Nrf2、HO-1 等表達，抑制Keap1 表達，來緩解氧化應激引起的線粒體膜電位改變，從而促進成骨細胞分化以及成骨結節形成來緩解地塞米松引起的骨質疏松[42]。

3.4 基于線粒體自噬防治OP

研究發現在破骨細胞分化過程中，添加EGCG 后PINK1、PARKIN、LC3B 的mRNA 表達量降低，抑制了破骨細胞的分化[29]。研究發現肉蓯蓉苷A 可以增加成骨細胞分化和礦化，肉蓯蓉苷A 通過增加細胞中LC3-Ⅰ、Ⅱ的表達以及提高Wnt/β-catenin 信號通路的活性，減少了細胞凋亡并促進了自噬，自噬抑制劑3-MA的加入抑制成骨分化，并抑制了Wnt/β-catenin 信號通路的活性，增加了細胞凋亡，同時降低了自噬水平，肉蓯蓉苷A 和DKK-1 的組合導致更高水平的細胞凋亡，但自噬水平較低。因此，基于Wnt/β-catenin 信號通路，肉蓯蓉苷A 是原發性成骨細胞自噬的有效誘導劑和凋亡的抑制劑，從而增強了成骨分化[51]。研究發現模型組及各給藥組LC3Ⅱ/LC3Ⅰ均顯著低于假手術組，但各給藥組LC3Ⅱ/LC3Ⅰ均高于模型組，說明左、右歸丸能促進LC3Ⅰ向LC3Ⅱ轉換，改善線粒體自噬水平，左、右歸丸在促進骨形成的同時，能影響PINK1、PARKIN 等蛋白的表達，說明左、右歸丸可能通過調控PINK1/PARKIN 信號通路改善線粒體自噬水平，進而調節骨代謝，這可能是左、右歸丸防治PMOP 的新靶點[52]。中醫藥調控線粒體質量控制防治骨質疏松的作用機制示意圖見圖2。

圖2 中醫藥調控線粒體質量控制防治骨質疏松的作用機制Fig.2 Mechanism of action of Chinese medicine in regulating mitochondrial quality control against osteoporosis

4 結語及展望

近年來，研究揭示了MQC 與OP 線粒體新陳代謝和適應性調整的緊密關聯。在病理狀態下，如線粒體的氧化應激、融合和分裂的不均衡、自噬功能障礙以及mtDNA 的突變，都可能引發線粒體的功能性損害和OP 的產生。然而，MQC 可以通過抗氧化系統減緩ROS 對細胞產生的氧化傷害，并通過生物生成來補充線粒體儲備；同時也可以通過線粒體動力學改變形狀和大小，并通過自噬來清理受損的內部結構以維持其功能。因此，MQC 所參與的機理可能成為干涉治療OP 的潛在目標。本文回顧了MQC 在OP 中的研究進展，闡釋了化學藥物、生物制劑和中藥（包括單體化合物和復方）通過調節氧化應激反應、線粒體動態、線粒體自噬以及線粒體生物生成等相關因素的表達，從而調控MQC，以修復線粒體的形狀和功能，治療OP 的可能性。

綜上所述，線粒體質量控制在維持細胞健康和功能方面發揮著關鍵作用，但與骨質疏松癥的關聯仍然需要更多深入的研究，盡管與線粒體質量控制相關的研究已經在其他領域取得了很大進展，但目前對線粒體與骨質疏松癥之間的具體關系仍然存在研究不足的情況。一些初步的研究提示，線粒體功能和健康可能與骨骼健康有關，但具體的機制和影響尚未完全理解，需要更多的研究來深入探討線粒體在骨質疏松癥中的作用以及與該疾病的具體關聯，這可能包括研究線粒體功能和結構在骨骼細胞中的作用，以及線粒體相關的遺傳變異是否與骨質疏松癥的風險有關。相信隨著科學的不斷進步，我們可以期待更多關于線粒體與骨質疏松癥之間關系的深入了解，這可能有助于開發更好的治療方法和預防措施。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突