补肝肾、强筋骨类中药活性成分对软骨细胞增殖作用机制研究进展

黄艳峰，林晴，谢新宇，付长龙，叶锦霞，李西海

【摘 要】 骨关节炎病位在体为筋骨，在脏为肝肾，两者相辅相成;肝肾相济则骨坚筋强，肝肾不足则骨痿筋弱。研究表明临床运用补肝肾、强筋骨类中药，可促进软骨细胞增殖，延缓软骨退变，但其具体作用机制尚不明确。故以补肝肾、强筋骨类中药及相关活性成分促进软骨细胞增殖为切入点，查阅文献并综述认为，其作用机制可能与促进细胞外基质合成、调控细胞周期相关蛋白、促进转化生长因子-β相关受体表达、调控细胞外调节激酶、Wnt信号通路及miRNA有关，可为进一步研究中药靶向治疗骨关节炎提供思路。

【关键词】 骨关节炎;软骨细胞;增殖;补肝肾;强筋骨;活性成分;作用机制

骨关节炎（osteoarthritis，OA）是好发于中老年女性群体，以软骨进行性磨损、退变为基础，伴发骨赘增生为病理特点的常见关节疾病[1]。随着人口老龄化的增长，60岁以上的人群中约有20%受到OA影响，给家庭及社会带来沉重精神及医疗负担[2-3]。软骨细胞作为软骨组织的核心架构，局部因缺乏神经、血管营养，受损软骨难以实现再生修复[4]。大量研究证实，中医药防治OA具有显著疗效[5-7]。中医学认为，肾主骨生髓，髓充骨生血;肝主筋藏血，血能养筋，筋能束骨，两者相辅相成;肝肾亏虚则筋骨失养，肝肾相济则筋骨互用。肝肾亏虚、筋骨失养是OA软骨退变的基础，肝肾亏虚是软骨退变的核心病机，筋骨失养是软骨退变的必经阶段[8-10]。因此，针对肝肾不足的患者，治疗上应遵循补肝肾、强筋骨原则。补肝肾、强筋骨类中药富含黄酮、多糖、皂苷类活性成分，具有抗炎、抗氧化、清除自由基等作用，可促进软骨细胞增殖，为实现延缓软骨退变提供可能[11-14]。其作用机制主要与促进细胞外基质合成、调控细胞周期相关蛋白、促进转化生长因子-β（TGF-β）相关受体表达、调控细胞外调节激酶（ERK）、Wnt信号通路，及miRNA有关[15-18]。

1 调控软骨细胞基质合成促进软骨细胞增殖

软骨细胞外基质主要由Ⅱ型胶原和蛋白聚糖组成，是软骨细胞表达的特异性物质，为软骨细胞提供抗张力和抗挤压条件，同时也是间接反映细胞增殖、修复能力的重要指标[19-20]。而补肝肾、强筋骨类中药活性成分可以有效上调Ⅱ型胶原与蛋白聚糖表达，实现促进软骨细胞增殖修复[21]。杜仲入肝、肾经，具有补肝肾、强筋骨等功效;杜仲苷是其主要活性成分之一，具有抗炎、抗病毒、抗骨质疏松等作用[22]。谢国平等[23]通过杜仲苷干预IL-1β诱导体外炎症软骨细胞后发现，杜仲苷可以提高体外大鼠软骨细胞炎性环境下的增殖活力，其机制主要是通过促进Ⅱ型胶原蛋白的分泌保护软骨细胞。桑寄生入肝、肾经，具有补肝肾、强筋骨、祛风湿等功效;槲皮素是其主要活性成分之一，具有抗炎、抗肿瘤等药理作用[24]。在一定条件下，槲皮素可有效上調Ⅱ型胶原与蛋白聚糖的表达，促进软骨细胞增殖及软骨表型的维持[25]。

2 调控TGF-β相关受体促进软骨细胞增殖

TGF-β是经典调节细胞生长、分化、增殖和成熟的TGF-β超家族的多功能细胞因子，与OA的发生发展密切相关[26]。研究表明，补肝肾、强筋骨类中药相关活性成分可通过上调TGF-β相关受体，促进软骨细胞增殖，保护软骨组织[27]。鹿茸为传统名贵药材，入肝、肾经，具有壮肾阳、强筋骨等功效。现代药理学研究发现，鹿茸具有多种生物活性成分，能促进组织再生和修复[28]。牛维等[29]通过鹿茸干预Hulth造模后的SD大鼠发现，其可通过上调TGF-β1基因和蛋白表达水平，促进软骨细胞增殖。牛膝归肝、肾经，具有补肝肾、强筋骨、引血下行等功效;牛膝总皂苷是牛膝主要活性成分之一，有良好的抗炎消肿作用;采用牛膝总皂苷干预兔关节炎模型后，可下调炎症因子IL-1β，上调TGF-β1表达，促进软骨细胞增殖，抑制软骨细胞退变[30]。

3 调控ERK信号通路促进软骨细胞增殖

ERK是参与软骨细胞增殖与分化的重要丝氨酸/苏氨酸激酶，其中ERK1、ERK2与ERK的同源性高达90%，可通过激活Ras/Raf/MEK/ERK参与细胞增殖等信号传导[31]。研究表明，补肝肾、强筋骨类中药相关活性成分可通过激活Ras/Raf/MEK/ERK信号通路，促进软骨细胞增殖，从而延缓软骨退变[32]。龟板胶与鹿角胶均入肝、肾经，具有补益肝肾功效。龙美兵[33]通过qPCR、Western Blot等实验方法检验龟板胶与鹿角胶对体外豚鼠软骨细胞Raf/MEK/ERK信号通路的影响，表明Raf/MEK/ERK信号通路及其磷酸化参与豚鼠软骨细胞增殖，且龟板胶与鹿角胶均能促进软骨细胞增殖。狗脊归肝、肾经，具有补益肝肾、强壮腰膝等功效。狗脊活性成分中的狗脊多糖可通过下调退变软骨中Ras、Raf、MEK1/2、ERK1/2基因和蛋白表达，上调超氧化物歧化酶水平，促进软骨细胞增殖[32]。

4 调控Wnt信号通路促进软骨细胞增殖

Wnt信号通路是参与软骨细胞增殖的经典通路，主要涉及Wnt/β连环蛋白（β-catenin）信号通路，对软骨细胞具有双向调节作用，与软骨基质分解代谢、分化等密切相关[34]。补肝肾、强筋骨类中药活性成分可以通过激活Wnt/β-catenin信号通路，促进软骨细胞增殖[35]。淫羊藿归肝、肾经，具有补肾阳、强筋骨、祛风湿等功效。张帅等[36]针对淫羊藿活性成分中的淫羊藿苷对软骨细胞采用MTT、流式细胞术等方法检测软骨细胞凋亡率，实时荧光定量检测Wnt/β-catenin信号通路相关基因表达水平，结果表明，淫羊藿苷能激活Wnt/β-catenin信号通路而促进软骨细胞增殖，抑制细胞凋亡。牛膝多糖是牛膝主要活性成分之一，可上调Wnt-4、Frizzled2、β-catenin和cyclinD1的表达，下调糖原合成酶激酶3β（GSK-3β）的表达，提示牛膝多糖可通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进软骨细胞增殖[37]。黄芪归肝、肾、肺、脾经，利水消肿功效显著。黄芪皂苷是黄芪中主要活性成分之一，通过黄芪皂苷可调控DKK1、WISP1、β-catenin和LRP5基因和蛋白表达水平，促进软骨细胞增殖，具有延缓软骨退变功效[38]。gzslib202204011816

5 调控细胞周期相关蛋白及蛋白激酶促进软骨细胞增殖

细胞的增殖涉及细胞周期，软骨细胞周期是从上一次分裂结束到下一次分裂完成的反复圆周循环过程。这一过程是软骨细胞遗传物质的基础，软骨细胞的增殖需要经历细胞周期的4个关键阶段（G1期、S期、G2期、M期），而细胞周期蛋白D1（CyclinD1）和细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK4和CDK6）在G1期进入S期发挥了重要作用[39]。补肝肾、强筋骨类中药相关活性成分可通过调控软骨细胞周期蛋白和蛋白激酶的途径促进软骨细胞增殖[40]。沙苑子入肝、肾二经，具有补肾助阳功效。沙苑子多糖是其主要活性成分之一。沈骅睿等[41]观察沙苑子多糖干预兔半月板软骨细胞，表明沙苑子多糖可通过降低G1/G0期细胞百分比，促进细胞向S期转化，实现促进软骨细胞增殖功效。巴戟天与牛膝均具有补肝肾、强筋骨、祛风湿功效，吴子健等[42]通过此补肾药对醇提物对体外SD大鼠软骨细胞进行干预，表明巴戟天-牛膝醇提物在一定条件下可上调CDK4、CyclinD1 mRNA及蛋白表达，对软骨细胞增殖具有正性调控作用。龙须藤又名梅花入骨丹，龙须藤多糖是其主要活性成分之一，不同浓度的龙须藤多糖干预软骨细胞后，发现其可通过上调软骨细胞周期正向调节因子CDK4、CDK6、CyclinD1的表达，促进软骨细胞增殖[43]。

6 调控miRNA促进软骨细胞增殖

微小RNA（miRNA）是一类具有17～24个碱基核苷酸小的内源性非编码RNA，通过介导mRNA降解或阻断mRNA调节基因表达，参与软骨形成和软骨重塑过程[44]。其中，补肝肾、强筋骨类中药活性成分可通过miR-375、miR-19a等途径调控软骨细胞增殖[45-46]。桑寄生水提物具有良好的抗炎和促进软骨细胞增殖活性，具体作用机制可能与抑制miR-375对IL-1β作用的RPOC活力、上调CyclinD1蛋白表达水平有关[45]。续断入肝、肾经，具有补肝肾、强筋骨等功效;续断总皂苷是其主要活性成分之一，对关节软骨和软骨细胞有保护作用。陈伟达等[46]研究表明，续断总皂苷可上调miR-19a表达，进而下调核转录因子-κB mRNA和蛋白表达，实现保护软骨细胞作用。

7 结 语

OA属中医学“骨痹”范畴，其病在筋骨，病位在肝肾，核心病机为“本痿标痹”，肝肾不足之本虚贯穿疾病始终。因此，临床治疗选用补肝肾、强筋骨类中药是遵循“治病求本”基本原则。综上可见，补肝肾、强筋骨类中药相关活性成分对于防治OA具有良效，可能与其相关活性成分可以促进软骨细胞增殖、保护软骨组织、缓解退变有关。临床常用的补肝肾、强筋骨类中药有杜仲、桑寄生、鹿茸、牛膝、龟板、鹿角胶、狗脊、淫羊藿、沙苑子、巴戟天、龙须藤、续断等，此类药物大多含有黄酮、多糖、皂苷类活性成分，除了具有抗炎、抗氧化、提高免疫应答、保护神经等药理共性外，还可提高软骨细胞活性，促进软骨细胞增殖。其作用机制主要与细胞外基质合成、细胞周期相关蛋白、TGF-β相关受体、ERK、Wnt信号通路及miRNA有关，可为OA的临床靶向药物治疗选择提供参考。

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