蛇床子提取物蛇床子素防治原发性骨质疏松症的研究概况

张建平 谢兴文 李建国* 王兴盛,4 武将 景少博 杨勇 王博 高学斌

1.甘肃省中医院急救中心，甘肃 兰州 730050 2.西北民族大学附属医院，甘肃 兰州 730030 3.甘肃省第二人民医院，甘肃 兰州 730030 4.甘肃省中医院研究院骨伤病研究所，甘肃 兰州 730050

骨质疏松症(osteoporosis，OP)是以骨小梁减少、骨微观结构破坏及脆性增加为特征的代谢性骨病。我国60岁以上男性患病率为23 %，女性为49 %[1]，文献报道至2050年我国治疗OP性骨折费用将高达245.3亿美元[2]。临床将其成为“沉默的杀手”，其引起的髋部骨折称为“人生最后一次骨折”，其高发病率、严重并发症及昂贵的医疗费用使之成为我国亟待解决的公共健康问题。随着近年来中医药防治OP研究不断深入，发现蛇床子素(osthole, OST)防治OP效果确切，能够有效地改善骨代谢水平，增加骨密度[3]及调整骨密度代谢指标[4]，临床亦表明含蛇床子复方能够有效缓解OP患者临床症状，提高患者生活质量。本文就OST在细胞及动物实验中对骨代谢的影响、作用通路及含蛇床子复方对OP治疗作用进行综述，旨在为本药深入研究及开发靶向药物提供参考。

1 蛇床子及蛇床子素

蛇床子，别名野胡萝卜子，伞形科植物蛇床的干燥成熟果实，性温、味辛、苦，归肾经，有杀虫止痒、燥湿祛风、温肾壮阳之功效。《本草纲目》记载“蛇床乃右肾命门、少阳，三焦气分之药”。《药性论》记载：“湿痹，毒风，顽痛，去男子腰疼”。现代药理研究表明，其有抗心律失常、抗OP、抗血栓及类激素样等多方面作用[5-6]，OST为蛇床子香豆素类化合物，是蛇床子的主要药理活性物质[7]，具有促进骨形成、抑制骨吸收作用[8]。研究[9]表明，OST能够显著的促进骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells, BMSCs)及成骨细胞增殖、分化，促进骨形成，同时显著增加骨钙素(osteocalcin, OCN)及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)等表达水平，其机制可能通过上调BMP-2mRNA表达来诱导其成骨分化[10]。文献[11-12]指出，口服OST能够增加大鼠峰值骨量，进而有效的发挥防治OP及OP性骨折的作用。大量文献报道OST不仅能够通过促进BMSCs及成骨细胞的增殖、分化来促进骨形成，同时能够抑制破骨细胞骨吸收来调节骨代谢，进而促进骨形成，抑制骨吸收，增加骨矿含量及骨强度。

2 蛇床子素在细胞水平对骨代谢作用及相关通路研究

骨吸收大于骨形成时骨量流失加快，易于发生OP。研究表明OST在体内外均能够增强ALP活性及矿化，促进成骨细胞成骨[13]。郑苏阳等[14]体外研究发现，OST能够提高CHOP、PDI蛋白及降低GRP78蛋白水平表达，增加成骨细胞矿化能力，同时发现OST/壳聚糖衍生物胶囊能够有效增加成骨细胞ALP活性，促进BMP2、Ⅰ型胶原蛋白表达，进而促进成骨细胞成骨[15]。王礼宁等[16-17]研究OST抑制破骨细胞分化发现，其能够通过抑制NFATc1、Integrin-BETA3、c-Src等破骨相关因子及NFAT、NF-κB等转录因子来调节NF-κB信号通路，抑制破骨细胞对骨的溶解及吸收。综上所述，OST促进成骨细胞成骨的同时抑制破骨细胞骨吸收来调节动态骨代谢平衡。

文献报道OST防治OP与骨保护素/受体激活剂核因子κB配体 (OPG/RANKL)、Wnt/β-连环蛋白、骨形态发生蛋白 (BMP)及Notch信号通路相关[18]。OST能够上调BMSCs钙(Ca)含量、ALP活性及BMP-2、Runx2等表达量[19]。BMP-2抑制剂Noggin能够显著的抑制Smad1/5/8表达量及磷酸化Smad1/5/8的分泌[20]，由此证实OST可能通过BMP-Smads信号通路发挥促BMSCs成骨分化作用。亦有研究表明，其能够通过激活Wnt/β-catenin通路来调节BMP-2的表达，协同发挥作用[21]。同时OST能够抑制抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase, TRACP)活性，减少骨吸收面积及数量，上调成骨细胞中骨保护素(OPG)基因及B受体激活因子配体(RANKL) 的表达，抑制骨吸收作用与激活OPG/RANKL/RANK相关信号通路[22-23]。最新文献[24]表明，OST能够增加Beclin1和LC3蛋白及mRNA表达水平，提高自噬活性来促进雌激素缺乏引起的OP模型中BMSCs成骨。以上文献指出，OST能够通过多条通路及激活自噬系统来调节骨代谢平衡，发挥抗OP的作用。

3 蛇床子素在动物水平对骨代谢作用及相关通路研究

研究[25]表明OST能够显著增加OP模型大鼠骨密度、骨量及抑制骨吸收来改善骨组织微观结构。赵永见等[26]应用双能X线法证实OST能够增加OPG基因敲除小鼠及去卵巢OP大鼠骨小梁数量、厚度及体积分数，降低骨小梁分离度。王青等[27]对磷酸三钙(tricalcium phosphate, TCP)颗粒诱导小鼠颅骨溶解模型应用颅顶局部注射OST发现，模型小鼠骨组织及血清中OCN及ALP水平增加，TRACP活性降低，能有效抑制骨溶解。鲍君杰等[28]运用OST对去卵巢OP大鼠连续灌胃12周后发现，模型大鼠股骨干骺端骨密度及血清Ca2+水平提高，效果与尼尔雌醇相似，并由此推断OST可能为雌激素受体调节剂[29]。总之，OST能够增加OP模型大鼠骨密度、骨小梁数目、体积及厚度等骨微观结构来防治OP。

明磊国等[30]应用OST对大鼠成骨细胞培养的作用，发现其能够显著促进Osterix、bFGF、Runx-2及IGF-Ⅰ基因的表达，增加ALP含量，促进OCN分泌及钙盐沉积，表明其通过促进成骨细胞成熟及矿化来促进骨形成。同时其能够诱导p38及ERK1/2活化，激活β连环蛋白BMP-2通路来促进成骨[31-32]。郑苏阳[33]研究发现OST能够促进大鼠成骨细胞的增殖、分化及成熟，其机制通过增加Wnt1蛋白表达及激活Wnt/β-catenin信号通路来发挥作用，Tang等[32]亦证实，OST能够通过上调β-Catenin/BMP通路来促进成骨细胞的成骨，有效地抑制因雌激素缺乏所致的骨量丢失，改善模型大鼠骨结构。由此进一步证实，OST能够通过调节骨代谢水平的同时改善模型动物的骨微观结构来改善OP状态。

4 含蛇床子复方防治OP的研究概况

覃瑶等[34]应用蛇床子、淫羊藿及川续断提取物以不同比例组方能够显著地升高大鼠血清ALP及TRACP，骨组织切片示骨小梁增粗、排列整齐、骨质显著改善来发挥显著的抗OP作用。廖进民等[35]应用含蛇床子的仙珍骨宝胶囊对去卵巢模型大鼠连续灌胃6次/周，90 d处死后行骨组织形态剂量测量，模型大鼠骨小梁面积及厚度显著增加，破骨细胞数量显著降低，能够有效地防止模型大鼠股骨颈骨密度丢失。杨军[36]从蛋白组学角度研究含蛇床子复方壮骨止痛方对OP模型大鼠防治机制可能通过调节血清转铁蛋白、肌酸激酶A蛋白、果糖二磷酸醛缩酶A分泌颗粒素Ⅱ等蛋白水平来发挥其治疗作用。张日松等[37]临床运用补肾壮骨汤对绝经后骨质疏松症患者连续用药180 d后患者雌激素及骨密度水平显著增加，效果优于密盖息。马勇等[38]临床应用自拟温肾通络止痛方治疗OP总有效率高达94.1 %，同时临床采用多中心、随机、对照研究表明其能够有效的改善患者的临床症状，同时患者能够增加血清降钙素水平，降低甲状旁腺素水平[39]。综上文献显示，含蛇床子复方具有良好的抗OP作用，为蛇床子及蛇床子素的深入研究提供基础，但其作用机制研究较少。为进一步明确蛇床子及蛇床子素在复方中的作用，简化复方结构、提高复方疗效打下坚实基础。

5 总结与展望

综上所述，OST在细胞及动物实验中均有抗OP作用，其能通过多种通路来改善骨代谢，发挥OP防治作用。归纳OST主要作用为：①促进BMSCs的成骨分化；②上调相关成骨因子及增加成骨细胞活性，促进成骨；③抑制破骨细胞的分化及成熟来降低骨质破坏；④抑制骨组织吸收，延缓骨量流失。但目前对其作用机制尚不能完全阐明，作用通路及相关作用靶点较多，今后研究当重视对其机制研究，借助现代药理学理论、生物学技术及通量筛选技术，以代谢组学、蛋白组学及基因组学技术为平台，深入挖掘其作用机制、明确作用靶点，今后在OST对骨质疏松症患者骨微观结构重塑及骨微观血管方面的作用效果，为其治疗提供充实的理论基础。同时争取国家各项基金支持及加强药企合作，重视成果转化，加速中药靶向治疗OP新药研发。