单味中药调节成骨/破骨细胞分化平衡防治绝经后骨质疏松症的作用机制研究进展※

李昊然,于冬冬

(1.辽宁中医药大学,辽宁 沈阳 110032；2.辽宁中医药大学附属医院,辽宁 沈阳 110032)

绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,PMOP)为全身骨代谢疾病,主要是因女性绝经后雌激素分泌水平下降,致骨代谢处于负平衡状态,骨密度降低,导致其极易发生脆性骨折[1]。在原发性骨质疏松患者中,已绝经女性发病率远超其他人群,且脆性骨折发病率比绝经前增加约3倍[2]。目前临床治疗PMOP的药物主要有双膦酸盐类药物、Ca2＋制剂、选择性雌激素受体调节剂、NF-κB受体活化因子配体、骨硬化蛋白单克隆抗体、骨硬化素抗体等[3-5]。但以上药物多为抑制破骨细胞活性药物,缺少促进成骨细胞活性和成骨细胞分化及同时抑制破骨细胞活性的药物,且存在诸多不良反应(包括高血压、脑梗死、静脉血栓及乳腺癌等),给临床治疗带来了一定的困难[6]。

1 PMOP的中医认识

1.1 病因病机 PMOP归属于中医“骨枯”“骨痿”“骨极”范畴。中医认为,该病的发生与肾精或肾气匮乏有密不可分的联系。《素问·逆调论》曰:“肾不生,则髓不能满。”《素问·六节藏象论》曰:“肾者,主蛰,封藏之本,精之处也……其充在骨。”提示肾主骨生髓。《素问·痿论》言:“肾者,水脏也,今水不胜火,则骨枯而髓虚,故足不任身。”表明肾气亏虚是导致骨质疏松症发生的首要病因。《素问·上古天真论》曰:“肝气衰,筋不能动。”可见肝肾亏虚为该病的重要病机。除肝、肾外,PMOP的发生与其他脏腑的病变也有关联。《素问·太阴阳明论》曰:“今脾病不能为胃行其津液……筋骨肌肉,皆无气以生,故不用焉。”表明脾胃弱可导致筋骨弱。《难经·论经脉十四难》指出:“五损损于骨,骨痿不能起于床。”说明骨痿的发生与五脏虚损有关[7]。

目前,临床对PMOP的病因病机的认知取得了阶段性的进步。申浩等[8]研究PMOP危险因素与中医症状的相关性,发现绝经年限及目眩是导致PMOP发生的重要危险因素。

1.2 辨证分型 《黄帝内经》提出“女子七七……天癸竭”,天癸竭则肾精亏虚,各脏腑元气虚弱,血液运行不畅,气虚血瘀,无法濡养筋骨,导致骨痿发生。该病辨证的本质为本虚标实,其中肝、肾、脾等脏腑虚弱为本,气滞、血瘀为标[9]。许惠娟等[10]在研究PMOP的证候特点后发现,肾虚为PMOP发病的根本病机。卫荣等[11]认为PMOP可分为肾精亏虚型、脾肾两虚型、肝肾阴虚型及血瘀气滞型,脾气散精,上输肺,下输肾,脾肾两虚时,先天与后天同时不足,亦可加重“骨痿”病情。肝肾同源,肝血不达肾,肾精亏损,肝阴虚可导致肾阴虚[12]。叶天士认为“女子以肝为先天”,女子罹患PMOP后,养肝为关键。肝郁则气滞,气滞则血瘀；脾肾气弱,气虚则血瘀。血瘀同样为该病的重要发病因素。高子任等[13]通过研究血瘀证与骨质疏松症的关系后发现,血瘀可加速“骨痿”发生。

1.3 中医优势 在PMOP的治疗研究中,中药的诸多优点逐渐被证实,如不良反应少、适合患者长期服用、疗效好等。赖圆根[14]通过临床观察发现,采用补肾健脾类中药配合针灸治疗骨质疏松症患者,可明显改善其疼痛、无力等症状,有效延缓病程进展。王清滢等[15]通过对中药治疗肝肾阴虚型PMOP进行Meta分析,发现在改善疼痛、无力等症状方面,单独使用补益肝肾的中成药或汤剂效果更好,且可有效提高血清雌激素水平。在中医药治疗期间可根据患者的证候特点进行加减用药,以达到最优治疗效果。因此,从防治PMOP的长远角度考虑,中药安全有效,更适用于PMOP的长期治疗[16-17]。

2 单味中药防治PMOP的作用机制

单味中药防治PMOP主要通过促进成骨细胞增殖与分化、抑制破骨细胞形成及调节不同信号通路发挥作用。本文就近5年来单味中药促进成骨细胞增殖分化和抑制破骨细胞形成两方面进行综述。

2.1 促进成骨细胞增殖与分化

(1)淫羊藿 淫羊藿常用于治疗由肾阳虚及风湿浸淫引起的腰膝酸软无力、痹痛等病证。在防治POMP的中药处方中,淫羊藿是使用较多的药物之一,其提取物淫羊藿苷防治PMOP的药理作用机制已得到充分的研究证实。笪巍伟等[18]使用不同浓度淫羊藿苷溶液干预大鼠前成骨细胞株OCT-1细胞,检测成骨细胞增殖率及成骨细胞中骨形成蛋白2(BMP2)mRNA、Runt相关转录因子2(RUNX2)mRNA的表达,结果发现淫羊藿苷可通过激活RUNX2表达,并在骨形成蛋白(BMP)信号通路表达前促进成骨细胞增殖与分化,从而改善骨密度。

(2)续断 基于续断具有补肝肾、强筋骨功效,目前已挖掘出该药的药理作用为促进成骨细胞增殖、分化,平衡骨吸收与骨形成,同时还具有神经保护作用[19]。黄媛等[20]通过川续断皂苷Ⅵ溶液诱导SD大鼠股骨的骨髓间充质干细胞(rBMSCs),检测成骨分化程度,结果证明,川续断皂苷Ⅵ可能通过激活JNK信号通路诱导骨髓间充质干细胞成骨分化,从而增强骨密度,防治骨质疏松症。

(3)女贞子 成熟后的女贞子果实含多种药用成分,可用于免疫调节、抗氧化、抗炎症、抗病毒、抗肿瘤等[21]。研究显示,女贞子可防治PMOP,近年来这方面的研究颇多[22]。李琴等[23]将一定浓度的女贞子水提液、通路抑制剂及两者混合液分别作用于MC3T3-E1细胞,检测骨保护素(OPG)和细胞活性,结果表明女贞子水提液可促进MC3T3-E1细胞增殖及OPG表达。

(4)红芪 红芪多用于治疗表虚自汗及气陷导致的脱肛、崩漏等[24],其粗提物具有抑制骨吸收、刺激骨形成的作用[25],但具体作用机制有待进一步研究。方瑶瑶等[26]用红芪水溶液干预去卵巢SD大鼠,采用MTT法等检测rBMSCs及颅骨成骨细胞(ROBs)的增殖率,发现红芪中的黄酮类成分(芒柄花苷、芒柄花素、美迪紫檀素等)对rBMSCs和ROBs的成骨功能均有改善作用,证明红芪可增强成骨细胞活性,提高骨密度。

(5)杜仲 研究表明,杜仲具有抑制成骨细胞凋亡的作用,通过凋亡信号通路干预PMOP[27]。门志涛等[28]发现,杜仲主要通过PI3K/Akt信号通路减少成骨细胞凋亡。REDDY D等[29]通过网络药理学研究发现,杜仲中的雌激素受体1(ESR1)在成骨、破骨细胞中表达,证实了ESR1细胞与PMOP的相关性,可作为提示PMOP患病的指标。

(6)牡丹皮 牡丹皮主要成分为丹皮酚,可减轻慢性骨关节炎引起的炎性反应,以及抑制卵巢癌、乳腺癌等T淋巴细胞增殖性疾病[30]。张富财等[31]研究发现,丹皮酚可增加去卵巢雌性大鼠椎骨的骨密度,通过抑制叉头框蛋白O3a(Fox O3a)激活 Wnt2/β-catenin通路,从而影响成骨细胞活化功能。

(7)牛膝 牛膝具有补肝肾、强筋骨之效,是缓解下肢痹痛的要药。基于牛膝防治骨质疏松症的相关研究可发现,其醇提物及醇提物的乙酸乙酯萃取物发挥着重要作用,两者均可促进成骨细胞UMR106增殖分化。孟彦彬等[32]研究发现牛膝中的有效活性成分脱皮甾酮可通过环腺苷酸介导的信号通路传导促进成骨细胞分化,增强骨密度。姜涛等[33]探讨牛膝甾酮对SD乳鼠成骨细胞增殖、分化的影响及其潜在的分子机制,结果发现牛膝甾酮可通过上调成骨分化相关基因及刺激自噬体形成而促进成骨细胞分化。

2.2 抑制破骨细胞的形成

(1)红车轴草 红车轴草又名红三叶草,常用于治疗咳喘、溃疡等疾病[34]。研究发现,红车轴草异黄酮能影响雌激素分泌及骨代谢水平,从而有效抑制骨吸收和破骨细胞活化,增强成骨细胞活性及骨密度[35]。李扬等[36]研究发现,红车轴草提取物可通过抑制破骨细胞分化及骨吸收,降低骨转化率,从而增强骨密度。

(2)丹参 丹参的主要成分有丹参酮、丹酚酸等,为凉血消痈、活血调经要药。近年来丹参被广泛用于治疗各类骨质疏松症,其有效成分主要包含木犀草素、丹参酮ⅡA、隐丹参酮等[37]。NICOLIN V等[38]研究显示,丹参酮Ⅵ可通过抑制相关蛋白NF-κB及破骨细胞分化因子(RANKL)的表达,抑制破骨细胞分化,改善骨密度。徐会金[39]通过巨噬细胞体外培养实验发现,丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)可通过调控干扰素调节因子3(IRF-3)提高干扰素(IFN)基因表达,从而抑制破骨细胞分化,降低骨吸收。桑龙等[40]取丹参素混悬液对去卵巢大鼠灌胃,测定RANKL表达水平、OPG及骨密度,结果发现丹参参与调节破骨细胞分化因子机制,抑制骨吸收,从而增加骨密度。

(3)补骨脂 补骨脂的有效成分主要为补骨脂素,临床多用于治疗骨质疏松症[41]。研究表明,补骨脂素的主要成分异黄酮可抑制破骨细胞F-actin形成及骨吸收,且可抑制RANKL介导的NF-κB通路,进而干预破骨细胞分化[42]。章文娟等[43]采用逆转录-聚合酶链反应及酶联免疫吸附试验法检测补骨脂素诱导后的破骨细胞中白细胞介素-17受体(IL-17R)、破骨细胞雌激素受体α(ERα)的表达水平,发现补骨脂素可加强破骨细胞中ERα表达,抑制IL-17R表达,从而抑制破骨细胞形成。

(4)葛根 葛根素为葛根提取出的黄酮类化合物之一,临床可用于抗氧化、抗感染及抗肿瘤等。有学者研究发现,葛根素能有效抑制成骨细胞凋亡,并促进破骨细胞形成[44]。课题组前期研究发现,葛根素可干预NF-κB信号通路并有效抑制大鼠破骨细胞分化[45]。

(5)连翘 连翘中提取的连翘苷及连翘酯苷有抗炎、抗氧化及抗骨质疏松的作用,且其成分提取技术近年来日趋成熟[46]。孙雪武[47]研究发现,连翘苷-A(FT-A)可通过抑制NF-κB、NOTCH信号通路传导,抑制破骨细胞分化,并可减弱卵巢切除术引起的小鼠骨量的丢失。

(6)蛇床子 蛇床子中的总香豆素可有效防治PMOP。鲍君杰等[48]研究发现,持续给予去卵巢SD大鼠一定剂量的蛇床子素,能有效改善骨密度。明磊国等[49]使用蛇床子素刺激兔破骨细胞,统计凋亡细胞率,并检测相关基因和蛋白,发现蛇床子素可促进破骨细胞凋亡,并通过抑制JNK1/2磷酸化水平及RANKL、TRAP等相关基因的转录表达,从而抑制骨吸收,改善骨密度,其中JNK1/2磷酸化水平的类雌激素可通过增加睾酮分泌量以抑制TRAP活性,从而抑制破骨细胞形成。

3 小结

近年来,越来越多的单体中药被临床医师用于防治PMOP。对于中药单体调节成骨/破骨细胞分化平衡防治PMOP的机制研究已取得长足的进步,将中药作用通路机制从抽象变得更为直观。经翻阅大量文献,笔者发现单体中药的部分有效提取物大多通过多靶点作用于成骨/破骨细胞,对于防治PMOP尤为重要,但有关单体中药用于防治PMOP的具体机制尚不成熟,需进一步挖掘。