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中药通过调控骨代谢相关信号通路治疗糖尿病骨质疏松的研究进展

2022-12-22孙立亚

中成药 2022年8期
关键词:知母成骨细胞皂苷

孙立亚, 奚 悦

(1.辽宁中医药大学,辽宁 沈阳 110847;2.锦州医科大学附属第三医院,辽宁 锦州 121001)

糖尿病性骨质疏松症是指糖尿病患者以骨质流失、骨结构损伤和骨脆性增加为特征的全身代谢性骨病,是发生在骨骼系统内的糖尿病慢性并发症之一[1],临床多表现为疼痛、相应部位功能活动障碍、畸形,甚至骨折,大大降低患者的生活质量[2]。中医将其归属为“消渴”“骨痿”等范畴。据统计,2017年全球糖尿病患者4.51亿,其中我国1.14亿,占25%,我国1.0%的患病率,高居世界首位[3-4]。慢性高血糖、胰岛素抵抗、糖基化终产物(AGEs)、胰岛素样生长因子-1、氧化应激、降糖药物的使用均可促进糖尿病性骨质疏松症的发生和发展,其发病趋势与糖尿病同步上升[5]。现代医学主要采用降糖、补钙及维生素D、抗骨吸收、促进骨生成、抗氧化等常规治疗,存在不良反应大、患者耐受差、疗效不确切等不足与局限性[6]。中医治疗可发挥“治病求本,以平为期”的独特优势。研究证实,将骨代谢关键基因和信号通路作为干预糖尿病性骨质疏松症的治疗靶点,寻找相关信号通路的靶向激动剂或抑制剂,有利于更好的指导临床,已成为研究热点。本文对中药调控骨代谢信号通路防治糖尿病性骨质疏松症的研究现状进行综述,以期为临床运用中医药靶向治疗糖尿病性骨质疏松症提供借鉴和思路。

1 骨代谢相关信号通路在糖尿病性骨质疏松症病变中的作用机制

1.1 Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路 Wnt/β-catenin通路是调控细胞增殖、凋亡和组织修复的重要通路,其激活可以促进间充质干细胞(MSCs)和成骨细胞的增殖、分化,提高细胞活性,是调控骨骼系统发育的关键途径之一[7-8]。Wnt/β-catenin信号通路因为β-catenin的参与,被称为经典Wnt通路,参与糖尿病性骨质疏松症的发生、发展[9]。卷曲蛋白、低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6(LRP5/6)、Wnt配体共同结合组成的受体激酶复合物,可使糖原合成激酶-3β(GSK-3β)磷酸化得到促进,使β-catenin不被磷酸化而维持其稳定[10]。未降解的β-catenin转运至细胞核,与核内T细胞因子或淋巴增强因子形成复合物,刺激下游靶基因表达,从而调控细胞生长,加速成骨细胞增殖[11]。分泌型糖蛋白和糖蛋白硬化蛋白是此信号通路的拮抗分子,与LRP5/6结合,抑制Wnt信号转导[12]。Shao等[13]将KK-Ay小鼠用作2型糖尿病(T2DM)模型,用脉冲电磁场(PEMF)刺激8周,每天2 h,结果显示,PEMF可以改善骨小梁微结构并抑制T2DM KK-Ay小鼠的皮质骨孔隙率,减弱T2DM对骨小梁和皮质骨材料特性的不利影响,PEMF还能升高经典Wnt配体(包括Wnt1、Wnt3a、Wnt10b)的基因表达,升高KK-Ay小鼠中下游p-GSK-3β和β-catenin的骨骼蛋白表达,在用Wnt拮抗剂ETC-159灌胃后,PEMF诱导的KK-Ay小鼠骨微结构、机械强度和骨形成的改善被消除,表明PEMF可激活Wnt/β-catenin信号通路,进而增强成骨细胞的生物活性来改善骨微结构和质量,这可能成为对抗2型糖尿病引起的骨退化的有效对策。因此,抑制Wnt/β-catenin信号通路拮抗分子的表达可缓解糖尿病性骨质疏松症的进程,找到Wnt/β-catenin通路的靶向激动剂或抑制剂是目前研究的重点。

1.2 丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路 MAPK家族由许多组件组成,包括c-Jun氨基末端激酶(JNK)、细胞外信号调节蛋白激酶(ERK)和p38。ERK与细胞增殖有关,而p38倾向于细胞分化,JNK信号已被证明被氧化应激广泛激活,作为几个生命周期过程的调节器,包括细胞减数分裂、有丝分裂、分化和能量代谢,特别是,MSC早期成骨分化的启动需要JNK活化[14]。在细胞接受转录刺激时,MAPK信号级联通路通过级联催化反应直接激活转录启动因子,对包括细胞增殖、凋亡和分化在内的过程尤为重要,可以巩固骨分化信号的转导[15]。Lee等[16]在甲基乙二醛处理的巨噬细胞中观察到JNK信号通路的激活,并且JNK活性的抑制导致破骨细胞生物标志物免疫组织的球蛋白酶K(CTSK)、破骨细胞相关免疫球蛋白样受体(OSCAR)和抗酒石酸酸性磷酸酶5(TRACP5)的基因表达降低,这表明甲基乙二醛可能通过破骨细胞中的JNK途径促进糖尿病性骨质疏松症的进展和不平衡的骨重塑。

1.3 磷脂肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信号通路 PI3K/Akt信号通路在调节细胞增殖、分化、凋亡中起重要作用,是细胞生长和存活的主要信号通路[17-18]。PI3K是一种胞质激酶,Akt是PI3K通路中的关键蛋白激酶。PI3K通过激活Akt参与细胞的分化和增殖。GSK-3β是PI3K/Akt的下游激酶,磷酸化后可增强Wnt/β-catenin通路调控成骨细胞分化增殖能力,是连接这2条信号通路的关键点[19]。因此,为加快骨形成和骨修复,可通过GSK-3β实现PI3K/Akt信号通路与Wnt/β-catenin信号通路的联络而实现。PI3K/Akt通路还可介导骨形态发生蛋白(BMP)多种亚型对成骨细胞的分化增殖作用,促进BMP介导的Smad1/5/8和ERK1/2通路的激活[20]。Li等[21]通过研究证实,miR-124-3p通过抑制糖尿病性骨质疏松症大鼠GSK-3β/β-catenin信号通路促进骨髓间充质干细胞(BMSC)成骨,miRNA介导BMSCs的特异性分化,但要阐明miRNA如何操纵信号通路来调节骨代谢的作用机制,还需进一步验证。Wu等[22]研究证实,人甲状旁腺激素(hPTH)在脊柱融合术后的骨形成中通过mTOR-PI3K信号通路调节BMP-2和BMPR2来发挥作用,糖尿病大鼠mTOR-PI3K信号通路受损,从而可能影响脊柱融合后的骨形成,BMP-2和BMPR2的诱导可能是减轻糖尿病导致的病理性骨损伤的保护作用的一部分。综上所述,PI3K/Akt信号通路在糖尿病性骨质疏松症的重要作用,值得进一步研究。

1.4 Notch信号通路 Notch信号通路是由Notch受体、配体和CSL[C-重复基序结合因子1(CBF-1),suppressor of hairless,血清淋巴细胞活化基因(Lag)的合称]DNA蛋白组成的高度保守的信号通路。Notch通路有受体蛋白Notch1~4以及配体蛋白Dll1(Dll1)、Dll3、Dll4、jagged 1蛋白(Jag1)、Jag2,由于Notch靶基因具有多样性,该通路活化产生多种不同的生物学效应。在成骨细胞的分化过程中具有双向调节作用,是调节骨代谢平衡的一条重要途径。激活Notch1可以抑制破骨细胞前体分化为破骨细胞,使骨保护素被诱导形成,有利于成骨分化[23]。Notch2与配体结合后能诱导破骨细胞生成[24]。Hou等[25]研究证实,Notch信号通路激活,抑制细胞凋亡,促进细胞增殖分化,使得利拉鲁肽能够治疗糖尿病性骨质疏松症。影响Notch信号通路的因素较为复杂,各因素相互作用,有正向促进作用,也有反向抑制作用。影响骨代谢的具体机制,尚未有确切的分析,需要进一步研究。Notch信号也有助于癌症和肿瘤血管生成[26]。因此,在未来的临床应用中必须考虑平衡治疗糖尿病性骨质疏松症的功效和Notch信号副作用,开发出仅针对和促进成骨分化并维持骨量的Notch激活剂。

1.5 核转录因子-κB(NF-κB)信号通路 NF-κB可调节多种酶类基因的功能表达,这些酶的基因涉及机体免疫、炎症和副反应、增殖和肿瘤的发生,其激活方式有2种,一种是涉及κBα抑制剂(IκBα)降解的经典途径,另一种是涉及NF-κB诱导激酶(NIK)的替代途径[27]。NF-κB与NF-κB抑制蛋白(IκB)结合,使胞质中存在NF-κB复合物[28],当细胞受到刺激时,激活IκB激酶(IKKs),IκB磷酸化、泛素化并降解,IκB与NF-κB进行分离,游离在靶蛋白细胞质中,随后通过NF-κB蛋白发送一种转移因子转移到靶蛋白细胞核内,调节靶细胞内部基因,产生一系列与靶细胞基因相互结合的逆转录[29]。研究表明,NF-κB炎症通路活化可导致胰岛素抵抗和糖尿病的发生,抑制NF-κB可减轻胰岛素抵抗状态[30]。NF-κB通路还用于调控体内破骨细胞活性分化,其失活可用于增强体外成骨细胞分化和体内骨形成,选择性NF-κB抑制剂可阻断核因子-κB受体活化因子配体(RANKL)诱导的破骨细胞生成[31]。Yang等[32]研究发现,土贝母苷甲可以抑制NF-κB转录激活和IκBα的降解,减弱破骨细胞生成,从而治疗2型糖尿病性骨质疏松症。

2 中药调控骨代谢相关信号通路的研究

2.1 单味中药及中药单体

2.1.1 桑叶 桑叶水提物、醇提物及其含有的多糖、黄酮类、生物碱、酚酸、纤维素等成分,均具有防治糖尿病的作用[33]。Liu等[34]研究发现,桑叶水提取物通过升高骨保护素(OPG)表达,降低AGEs、RAGE、NADPH氧化酶4(Nox4)、NF-κB和RANKL表达,改善糖尿病大鼠骨显微结构和强度。桑叶水提物处理还能增加磷、钙和1,25-二羟基维生素D3的水平,降低血清PTH水平,升高糖尿病大鼠十二指肠瞬时受体电位V6(TRPV6)、维生素D受体(VDR)和肾脏维生素D依赖性钙结合蛋白28K(CaBP-28k)的表达,其可能通过调节PTH/VDR/CaBP信号传导维持钙稳态来改善骨质量,并通过调节AGEs/RAGE/Nox4/NF-κB信号传导消除氧化应激。Meng等[35]发现,桑叶黄酮类化合物和二甲双胍可以改善L6肌肉细胞的肌肉葡萄糖摄取和线粒体功能,还能增加AMPK的磷酸化和PGC-1α的表达,并升高m-GLUT4、T-GLUT4蛋白表达,这些作用被AMPK抑制剂化合物C逆转,通过AMPK-PGC-1α信号通路发挥治疗2型糖尿病的作用。以上实验表明,桑叶在预防糖尿病性骨质疏松症发展方面具有一定潜力,但是桑叶成分较为复杂,这些研究仅侧重于单一活性成分研究,不利于评价桑叶治疗糖尿病性骨质疏松症的多成分作用机制。整合桑叶活性成分及糖尿病性骨质疏松症靶标等信息,构建调控网络,可为进一步的研究提供理论基础。

2.1.2 淫羊藿 淫羊藿历史上曾与其他中药联合使用治疗骨骼疾病[36],其有效成分淫羊藿苷属于黄酮苷类化合物,可以促进BMSCs的成骨分化、抑制破骨细胞增殖。Qi等[37]通过注射链脲佐菌素(STZ)建立糖尿病性骨质疏松症大鼠模型,观察淫羊藿苷对糖尿病性骨质流失的骨保护作用及潜在机制,结果显示,100 mg/kg淫羊藿苷可以降低血糖,增加糖尿病大鼠的骨密度。淫羊藿苷可有效降低血清骨转换标志物水平,包括I型胶原交联C-末端肽(CTX-1)、碱性磷酸酶(ALP)、TRACP-5b、骨钙素(OC)和Ⅰ型前胶原氨基端原肽(PINP),使骨组织形态学参数、每骨周长的破骨细胞数量恢复正常水平,抑制骨髓脂肪生成,血清和骨组织中Runx2表达以及OPG/RANKL比值升高。以上均表明,口服淫羊藿苷可预防糖尿病性骨质疏松症,其作用主要与降血糖、抑制骨转换和骨髓脂肪生成的能力有关。Liu等[38]通过四点弯曲装置将小鼠MC3T3-E1成骨细胞暴露于机械拉伸应变来创建过载损伤模型,研究发现,淫羊藿苷能够增强暴露于过载的成骨细胞的增殖,促进MC3T3-E1细胞的分化和矿化,通过激活Runx2启动子和Wnt/β-catenin途径对成骨细胞分化造成影响。Yang等[39]发现淫羊藿和女贞子联合处理后可以升高转化生长因子-β1(TGF-β1)、Smad2、Smad3、Smad4 mRNA和蛋白表达,降低Smad7 mRNA和蛋白表达,两者合用具有促进骨形成、抑制骨吸收的保护作用,其潜在机制可能归因于其对TGF-β1/Smads通路的调控。Wang等[40]回顾性研究发现,2005年至2016年间,共有85项在中医处方中使用淫羊藿与其他中药联合治疗原发性和继发性骨质疏松症的临床试验,从淫羊藿中分离得到60多个化合物,并在各种动物和细胞模型中进行研究。针对骨重建周期中的不同途径,淫羊藿及其成分表现出多种抗吸收和骨形成刺激作用。这些化合物可能为替代治疗方案提供新的视角,并为开发抗骨质疏松药物提供新的化学支架。这些方法也有助于指导采用综合治疗方法来治疗糖尿病性骨质疏松症,这可能优于传统的单一目标、单一药物方法。

2.1.3 知母 皂苷类和黄酮类是知母主要成分,具有抗炎、治疗糖尿病和抗肿瘤等作用[41]。Wang等[42]通过体内外实验显示,知母皂苷BⅡ可以减轻糖尿病大鼠胫骨微结构的恶化,剂量依赖性地降低大鼠颅骨原代成骨细胞中高血糖诱导的细胞凋亡,自噬体数量、LC3B斑点形成和Beclin1表达的升高证明其能够减弱高糖暴露的成骨细胞表现出线粒体超氧化物水平增加、线粒体膜电位降低和自噬通量受损现象。进一步的研究表明,知母皂苷BⅡ抑制雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和S6K以及下游因子NF-κB和IκB的磷酸化,激活自噬、减少细胞凋亡。知母皂苷BⅡ与MHY1485(一种mTOR的药理激活剂)共同培养,能够降低知母皂苷BⅡ诱导的Bcl2蛋白表达,这与自噬减少和NF-κB、IκB磷酸化增加同时发生,提示NF-κB的过表达可以减少知母皂苷BⅡ诱发的自噬并促进细胞凋亡。体内结果表明,口服知母皂苷BⅡ可降低糖尿病大鼠胫骨近端mTOR和NF-κB的磷酸化,并升高Beclin1表达。这些结果表明,知母皂苷BⅡ通过抑制成骨细胞中的mTOR/NF-κB信号传导来激活自噬,从而减轻高糖诱导的氧化应激和细胞凋亡。Wang等[43]采用四氧嘧啶诱导的糖尿病性骨质疏松症斑马鱼模型研究知母皂苷Ⅲ在体内的作用,也在原代大鼠成骨细胞中探索了相关机制,并采用分子对接研究知母皂苷Ⅲ和RAGE之间的相互作用。结果显示,知母皂苷AⅢ可以逆转四氧嘧啶引起的幼虫头部骨骼矿化区域的减少,同时降低斑马鱼的甘油三酯和总胆固醇水平。知母皂苷AⅢ能够降低AGEs诱导的白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-6和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平,升高ALP和OC水平,还能降低RAGE的表达,并对AGEs诱导的成骨细胞中的下游P38、ERK、JNK具有累加作用。这些数据阐明,知母皂苷AⅢ可能通过抑制RAGE/MAPK信号通路的新机制减轻糖尿病性骨质疏松症,突出知母皂苷AⅢ作为抗糖尿病性骨质疏松症药物的潜在价值。以上研究共同表明,知母皂苷可通过调控多个信号通路调节骨代谢水平,但并未对各个信号通路之间的联系进行分析,未来可以根据各个信号通路之间的密切关系,全面分析知母皂苷治疗糖尿病性骨质疏松症的作用机制。

2.1.4 葛根素 葛根素不仅可以调节骨代谢[44],还可以降糖、降脂[45]。Liang等[46]发现,糖尿病大鼠骨代谢受到影响并且成骨细胞中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)的表达升高,从而引起糖尿病性骨质疏松症,葛根素可能通过降低caspase-3表达来改善糖尿病性骨质疏松症。Wang等[47]发现,高糖可抑制成骨细胞的增殖分化及CollI mRNA表达,葛根素治疗可增加成骨细胞的增殖分化及CollI mRNA表达。Guo等[48]研究发现,葛根素可以降低STZ诱导的糖尿病大鼠血清葡萄糖和胰岛素水平,减轻骨丢失和TRAP活性,阻止骨矿物质密度(BMD)降低,并减轻股骨组织微结构损伤。此外,葛根素可改善骨特异性碱性磷酸酶(BALP)、OPG和Runx2水平,使TRACP-5b、β-CTX和RANKL水平降低,抑制大鼠的炎症和细胞凋亡,降低大鼠股骨头中组蛋白去乙酰化酶HDAC1/HDAC3的表达。HDAC1和HDAC3在体外可以增强骨质疏松症,过表达会加剧炎症和细胞凋亡,葛根素通过抑制HDAC1/HDAC3信号传导来预防糖尿病性骨质疏松症。

2.1.5 佛手柑内酯 研究发现,佛手柑内酯不仅可以通过凋亡反应有效抑制破骨细胞生成、存活和骨吸收,还可以抑制促炎细胞因子的产生[49],预防和治疗炎症性骨丢失[50]。Li等[51]用高脂饮食构建的糖尿病性骨质疏松症小鼠模型和OPG基因敲除的小鼠模型研究佛手柑内酯对糖尿病性骨质疏松症的保护作用以及其是否具有与OPG相似的抑制骨质疏松症的作用。结果显示,在糖尿病性骨质疏松症病变过程中,PI3K/Akt、JNK/MAPK和NF-κB信号通路被激活,敲除OPG促进这些通路的激活。经过佛手柑内酯治疗后,可显著抑制RANKL-RANK信号转导,并通过抑制上述信号通路的激活,从而保护骨小梁结构、减少破骨细胞分化。

2.2 中药复方 《医宗必读》称“消渴病本在肾”,提示消渴病应从肾论治。《素问·上古天真论》曰:“女子七岁,肾气盛,齿更发长……”,说明骨的生长发育与肾相关。骨病不仅与肾关系密切,还与肝、脾密切相关,肝藏血,主疏泄,肝肾同源。肝失条达也可致肾精亏虚,骨髓失养。脾主肌肉,脾胃为后天之本,气血生化之源。脾虚加上肝失疏泄,则导致血瘀,瘀阻经络,不通则痛。治疗糖尿病性骨质疏松症以补益肝肾、健脾益气、补肾壮骨、活血化瘀为原则[52]。

加味右归丸、身痛逐瘀汤、五子地黄汤是古人治疗糖尿病性骨质疏松症常用复方。在右归丸的基础上加入活血化瘀药物,共奏补其肾阳、固其筋骨、填精益髓、活血化瘀之效,研究显示,加味右归丸治疗后,BMD水平升高,且观察组优于对照组[53]。身痛逐瘀汤可活血化瘀通络、除湿祛风止痛,研究表明,其可促进钙的吸收及骨的形成,促进成骨细胞增殖分化[54-55]。陈郭勋等[56]研究发现,身痛逐瘀汤可以提高糖尿病性骨质疏松症患者骨矿物质成分Ca、P水平,增加骨量,提高BMD,增强骨骼强度。张晶[57]发现,在常规控制血糖治疗的基础上,以右归丸和身痛逐瘀汤联合治疗,可以有效缓解糖尿病性骨质疏松症患者临床症状,提高BMD,加速骨形成,改善血液流变性,提高临床疗效。五子地黄汤是五子衍宗丸合六味地黄丸的加减方,乃滋阴补肾之良方,研究发现,其可降低2型糖尿病合并骨质疏松患者的空腹血糖、餐后血糖、糖化血红蛋白水平,抑制PTH释放,促进钙磷代谢平衡;升高PINP、降低CTX,激发骨形成,提高BMD,改善患者临床症状,降低骨折风险。以上三方成分复杂,靶点众多,先前的研究未从细胞和分子水平阐明防治糖尿病性骨质疏松症的具体体内途径和分子机制。最新研究显示,以下几种中药复方,可以通过调控骨代谢信号通路防治糖尿病性骨质疏松症。

2.2.1 六味地黄丸 “补阴方药之祖”六味地黄丸可以改善糖尿病肾病骨质疏松大鼠的全身状态、肾功能退化、肾病理改变,降低TNF-α、IL-6、IL-1β、ALP、TRAP等水平,调节血尿Ca、P水平,并改善糖尿病肾病骨质疏松大鼠的BMD、骨体积和骨微结构,增加股骨弯曲强度、弹性模量、极限载荷[58]。在体外实验中,六味地黄丸含药血清可以增加细胞活力和成骨细胞分化能力,调控Wnt1、β-catenin、BMP-4、BMP-7、Runx2、OC、Col1a1等表达,在分子水平上论证了其治疗糖尿病性骨质疏松症的机制。

2.2.2 独活寄生汤 Xiong等[59]通过网络药理学分析探讨独活寄生汤治疗骨质疏松症的主要药理机制,发现其可以调控包括糖尿病并发症中的AGE-RAGE、MAPK、Wnt、PI3K-Akt、JAK-STAT和TNF信号通路,未来可以基于上述通路来设计实验进行验证,为独活寄生汤治疗糖尿病性骨质疏松症提供新的依据。

2.2.3 固本活血壮骨颗粒 固本活血壮骨颗粒由鹿角胶、杜仲、仙灵脾、淫羊藿、黄芪、三七、煅龙牡等组成,具有补肾填精、益气健脾、活血强骨止痛的功效。李翠娟等[60-61]发现,固本活血壮骨颗粒可以通过调节成骨细胞增殖因子TGF-β1和破骨细胞增殖因子IL-1的表达,来促进骨形成,减少骨吸收,提高骨质量,从而达到防治糖尿病性骨质疏松症的效果。为进一步研究其机制,又从Wnt/β-catenin信号通路入手进行实验,结果显示,成骨细胞Wnt1、LRP-5、β-catenin蛋白表达升高,此信号通路失调状态改善,糖尿病性骨质疏松症得到了改善。

2.2.4 滋肾降糖丸 滋肾降糖丸是生地黄、淫羊藿、熟地黄、鳖甲、龟板、五味子、黄芪、狗脊、川芎、白芍等多种药材组成的中药复方,全方共奏补气益阴、补肾益骨之功。研究发现,滋肾降糖丸可以调节血浆葡萄糖和脂质水平[62]。Li等[63]发现滋肾降糖丸可能是治疗糖尿病性骨质疏松症的潜在有效药物,其可以通过调节空腹血糖和空腹胰岛素来有效改善糖代谢,通过调节TRACP-5b、CTX、BALP和OC来抑制过度的骨吸收和促进减少的骨吸收,增强BMD,改善糖尿病性骨质疏松症大鼠的血液和尿液代谢。赵恒侠等[64]发现滋肾降糖丸通过激活Wnt/β-catenin信号通路,促进成骨细胞分化,抑制骨破坏,发挥防治糖尿病性骨质疏松症形成及骨量减少的作用,表现为Runx2、Wnt3α等相关基因的表达升高。

2.2.5 补肾健脾活血汤 补肾健脾活血汤由熟地黄、杜仲、生黄芪、枸杞、鹿角胶、丹参、知母、川牛膝等组成,以补肾为主,同调脾肾,阴阳相济,诸药共奏补肾健脾活血之效。研究发现,补肾健脾活血汤对糖尿病性骨质疏松症的积极治疗效果可能是由NF-κB介导的,进而使用高碳水化合物-高脂肪饮食和STZ腹腔注射的组合来诱导糖尿病性骨质疏松症模型大鼠,检测空腹血糖、胰岛素水平、血清Ca、P、ALP水平以及股骨BMD,采用RT-qPCR法检测大鼠Wnt和NF-κB信号通路中细胞因子的mRNA表达。治疗后,中药组大鼠空腹血糖、胰岛素抵抗、ALP水平低于模型组,P、BMD水平高于模型组,Wnt信号通路中细胞因子mRNA表达高于模型组,NF-κB通路因子的mRNA表达低于模型组,说明其通过激活Wnt信号通路、抑制NF-κB信号通路缓解糖尿病性骨质疏松症[65-66]。

2.2.6 三黄降糖片 三黄降糖片是以加味桃核承气汤为基础,由大黄、地黄、黄芪、甘草、山药、葛根组成,可以滋阴润燥、益气生津、活血化瘀,在调节胰岛素抵抗、血液流变学和微循环方面发挥重要作用。He等[67]利用各种数据库、软件等现代科学技术将前人的研究进行资源的整合与分析,发现三黄降糖片调节Akt/GSK-3β/NFATc1信号通路,表现为降低2型糖尿病性骨质疏松症小鼠Akt1、GSK-3β、Mmp9、Nfkb1等关键基因的表达,为其在2型糖尿病性骨质疏松症的治疗中提供依据和指导。

上述研究表明,六味地黄丸、独活寄生汤、固本活血壮骨颗粒、滋肾降糖丸、补肾健脾活血汤、三黄降糖片可以通过调控相关基因表达和信号通路发挥对糖尿病性骨质疏松症的积极治疗作用,此类复方多由补益肝脾肾或活血化瘀的中药组成。研究较多的是Wnt/β-catenin和NF-κB信号通路,较少研究其他骨代谢相关信号通路。接下来可进一步在分子水平上通过作用于相关的信号通路来调节骨代谢,保护成骨分化平衡,为临床治疗糖尿病性骨质疏松症提供更直接有效的指导。

3 小结与展望

综上所述,单味中药、中药单体及中药复方通过调控多条相关通路,改善骨代谢,增加骨强度,有效延缓糖尿病性骨质疏松症的发生发展。但对这些中药多数是集中在一条信号连接通路上单一特异性结合蛋白的科学研究,而缺乏同时对其他信号功能活性蛋白以及其他信号连接通路功能完整性等的研究。中药成分较为复杂,对糖尿病性骨质疏松症的调控作用机制尚未有确切的分析,深层次的信号通路还需要进一步的探索。仅仅通过某一因素已经无法满足现阶段的研究和治疗需求,未来应开展更细化的分类研究,重视大样本,多中心的随机对照,了解中药在多种信号通路里产生的作用,以及激活单一骨代谢相关信号通路后又启动联系另一信号通路的关系,研究的广度和深度尚待补充。中医药治疗注重整体观念,调整机体平衡,因此,研究相关通路之间的联系能够更好地阐释中医药治疗疾病的科学性,并为中医药治疗糖尿病性骨质疏松症提供强有力的科学依据及新的临床思路,因而成为日后的研究重点。同时,中医药注重辨证论治,将辨证与骨代谢相关靶点相联系进行实验,是今后研究所需要思考和提高的。

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