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中药复方治疗绝经后骨质疏松症疗效及其机制的研究进展

2023-03-21井媛媛支英杰谢雁鸣姜俊杰

中国骨质疏松杂志 2023年2期
关键词:骨细胞成骨细胞骨密度

井媛媛 支英杰 谢雁鸣 姜俊杰

中国中医科学院中医临床基础医学研究所,北京 100700

绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,PMOP)是中老年女性常见疾病,绝经期后,女性体内的雌激素水平大幅下降[1],机体随之产生一系列变化,如骨组织出现退行性结构改变、骨量快速减少、骨脆性增加,易发生骨骼疼痛、变形,严重者甚至骨折,危害较大。临床常用的抗骨质疏松症药物有双膦酸盐类、降钙素、钙剂等,但服用后可能出现胃肠道疼痛、反酸等副作用[2]。PMOP在中医尚无完全对应的病名,根据症状和临床经验,将其归纳于“骨痿”“骨痹”“骨空”等范畴[2]。中医认为[3],PMOP的根本病因是虚,由于年龄增长,五脏功能逐渐衰退,其中影响最大的是肝脾肾三脏精气虚衰,其中肾精不足是导致PMOP的关键病因[4]。虚久必瘀,虚与瘀互为因果,恶性循环。另外,正虚易感风寒湿邪,客于骨骼关节,出现肢体沉重,关节、骨骼疼痛等症状。中药对PMOP的未病先防和瘥后防复的不同阶段均能发挥积极的作用,且安全性较好[5-6],临床常用的中药复方有六味地黄丸、左归丸、独活寄生汤、二仙汤等,本研究通过对近十年中药治疗PMOP的临床研究进行梳理,并总结其作用机制,以期为临床治疗提供参考。

1 PMOP肝肾阴虚证及常用中药复方

常用药有六味地黄丸、左归丸。

1.1 六味地黄丸(《小儿药证直诀》)

有研究表明,六味地黄丸可缓解患者的疼痛症状[7],提高患者的雌二醇浓度,且停药后三个月仍维持在较好的水平[8],提高血清碱性磷酸酶(alkaline phophatase,ALP)、血磷、血钙等含量,增加骨密度(bone mineral density,BMD),降低骨折发生率[9]。

六味地黄丸治疗PMOP的作用机制可能涉及三个方面: ①调节骨保护蛋白(osteoprotegerin,OPG)/核因子kB受体活化因子配体(receptor activator of NFkB ligand,RANKL)/ NF-kB 受体活化因子(nuclear factor-kB receptor activation factor, RANK)[10]信息通道中的OPG、RANKL。戴冰等[11]以OPG/RANKL/RANK为切入点,利用去卵巢大鼠动物模型,观察六味地黄汤干预PMOP的机制,发现其既能提升成骨细胞中OPG的蛋白表达,又能调低RANKL的蛋白表达,促进OPG和RANKL结合,减少RANKL与RANK的连接,从而阻抑破骨细胞表达并促进成骨细胞增殖,改善PMOP; ②调节Janus激酶/信号传导与转录活化子途径(janus activated kinase-signal transducers and acti-vator of transcriptions,JAK/STAT)[10]信号通路。陈娟等[12]对PMOP肾阴虚患者服用六味地黄丸治疗12周,治疗前后分别检测患者外周血白细胞JAK/STAT通路的相关基因,发现干扰素调节因子1(interferonregulatoryfactor1,IRF1)的基因表达在治疗后呈上升状态。据此推测六味地黄丸可上调JAK/STAT通路中IRF1基因的表达,调控PMOP患者的骨代谢和免疫功能,从而达到治疗效果;③调节Wnt/β-catenin信号途径中的低密度脂蛋白受体相关蛋白5(low density lipoprotein receptor-associated protein 5,LRP5)、核心结合因子al(core-binding factor al,Runx2)、成骨细胞特异性转录因子(osteoblast specific transcription factor,Osx)[13]的表达。Bingjiang Xia等[13]利用去卵巢大鼠动物模型,观察六味地黄汤干预PMOP的机制,治疗前测定新生大鼠颅骨分离的成骨细胞中LRP5、β-catenin、Runx2、Osx mRNA的含量,发现其呈低水平表达,经过六味地黄汤灌胃治疗12周后,结果发现Lrp-5、β-catenin、Runx2、osx的表达均显著上调,提示六味地黄汤可通过上调成骨细胞经典Wnt/β-catenin信息途径,减轻骨质疏松症。

1.2 左归丸(《景岳全书》)

有研究表明,左归丸可减轻患者腰背疼痛,提高生活质量;可提升血清雌二醇水平;改善骨代谢,提高患者的骨密度。左归丸治疗PMOP的机制可能与三方面有关: ①调节OPG/RANKL/RANK信号通路中的OPG、RANKL。与六味地黄丸治疗PMOP的机制相似,刘飞祥等[14]在大鼠实验研究中发现,左归丸可提升胫骨组织中OPG mRNA和蛋白表达,调低RANKL mRNA和蛋白的表达。OPG与RANKL的结合增加,抑制RANKL与RANK结合,破骨细胞凋亡,从而起到提高骨密度、延缓骨量流失的作用[15];②调节下丘脑食欲素(orexin,OX)水平。叶素敏等[16]发现去卵巢大鼠下丘脑中OX、食欲素受体2(orexin receptor 2,OXR2)mRNA的表达水平显著下调,食欲素受体1(orexin receptor 1,OXR1)mRNA 表达趋势与OX、OXR2 mRNA一致,这表明大鼠下丘脑OXR1亦对骨代谢有正调节作用,左归丸可明显提升模型大鼠OX、OXR1、OXR2mRNA水平,促使骨形成,阻抑骨吸收,改善BMD,减慢骨质流失;③调节Wnt信号通路中的RUNX2和I型胶原(collagen typeI,COLI)基因的表达。张天昊等[17]采用去卵巢方法建立PMOP大鼠模型,灌胃给药3月后,发现左归丸可提升大鼠股骨骨髓组织Runx2、COLI基因与蛋白的表达,提示左归丸治疗PMOP的机制可能是通过干预骨髓Runx2、COLI的表达,增加骨形成。

2 PMOP脾肾阳虚证及常用中药复方

脾肾阳虚证PMOP患者可用金匮肾气丸、右归丸和二仙汤等治疗。

2.1 金匮肾气丸(《金匮要略》)

研究发现,金匮肾气丸可提升BMD和雌激素含量,作用机制可能有两个方面:①提高了雌激素受体(estrogen receptor,ER)mRNA和蛋白表达,从而增加雌激素水平、抑制骨吸收[18]。陈艺缘等[19]在用金匮肾气丸浓度液对培养的大鼠原代成骨细胞进行干预的实验,采用蛋白免疫印迹法和甲基化特异性PCR(methylation-specific PCR,MSP)检测ERα mRNA和蛋白表达变化,发现ERα基因启动子甲基化被抑制,ERα mRNA和蛋白表达被提升,从而改善雌二醇水平,促进骨分化,抑制骨吸收; ②通过阻抑磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶(phosphorylation AMP-activated protein kinase,p-AMPK)的表达,增加Wnt通路中β-catenin的表达,促进成骨细胞的分化。徐绍俊等[20]在研究中发现金匮肾气丸可降低成骨细胞p-AMPK的表达,减少对成骨分化的抑制,同时增加Wnt通路中β-catenin的表达,增加成骨细胞的分化和成熟,提高BMD水平。

2.2 右归丸(《景岳全书》)

右归丸可缓解PMOP患者的腰背疼痛,还可改善骨密度[21]。其作用机制可能是以下三个方面:①减少血清碱性磷酸酶含量[22]。王如然等[23]将去卵巢模型大鼠分为右归丸组、模型组和正常组,治疗12周后,模型组大鼠ALP含量较正常组相比明显增高,而右归丸组大鼠ALP含量明显降低,提示右归丸治疗PMOP可能与可降低ALP水平有关;②调节OPG、RANKL、Wnt1蛋白的表达量。王如然等[23]在大鼠实验中发现,右归丸可明显提高骨质疏松模型大鼠成骨细胞的OPG表达量,并降低RANKL和Wnt1的表达量,因此推测左归丸可能是通过增加OPG的含量,发挥治疗PMOP的作用; ③调节腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路,影响骨组织中OPG、RANKL基因与蛋白的表达。张文达等[24]利用去卵巢PMOP大鼠模型进行研究,发现右归丸治疗12周后的大鼠血清中RANKL、AMPK基因和蛋白表达显著降低,通过PCR检测,发现右归丸实验组升高了mTOR基因与磷酸化的p-mTOR蛋白表达,认为右归丸可能通过下调AMPK表达,提高mTOR表达以调控AMPK/mTOR通路,从而增加OPG表达、降低RANKL的表达,最终调节骨代谢,促使破骨细胞凋亡,从而减少骨吸收。

2.3 二仙汤(《妇产科学》)

研究发现,二仙汤可减轻疼痛,提高雌激素含量,降低ALP水平[25],提高骨密度[26]。二仙汤治疗PMOP机制可能有以下两方面:①调节环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)/蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)/环AMp反应结合蛋白(cyclic-AMp responsebinding prote in,CREB)信号通路[27]。周勇等[28-29]对PMOP模型大鼠进行研究,分别灌胃不同浓度的二仙汤水煎液,发现模型大鼠卵巢中cAMP、PKA、CREB蛋白及mRNA表达上升。推测二仙汤可能是通过增加cAMP/PKA/CREB信号通路的表达,达到保护卵巢,改善卵巢活力的作用,从而达到提高雌激素水平,抑制骨吸收的效果;②调控Wnt/β-catenin信号通道促使骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)向成骨分化。汪青等[30]利用去卵巢骨质疏松模型大鼠进行机制研究中发现,二仙汤含药血清能够增强BMSCs的活性并促进BMSCs的成骨分化。进一步研究发现,Wnt/β-catenin信号途径的靶向抑制因子(Dickkopf-1,DKK1)的表达下降,Wnt、β-catenin及Runx2蛋白升高,推测二仙汤可能是通过抑制DKK1的表达,活化Wnt/β-catenin信息通路、增进BMSCs的成骨分化,达到提高BMD的效果。

3 PMOP肾虚血瘀证及常用中药复方

PMOP肾虚血瘀证常用药物有补肾活血汤、青娥丸和骨疏康胶囊(颗粒)等。

3.1 补肾活血汤(《伤科大成》)

补肾活血汤药物组成有填补精血、强壮筋骨的熟地黄、杜仲、菟丝子、补骨脂、枸杞、山茱萸、肉苁蓉,配以活血祛瘀、通络止痛的归尾、红花、独活、没药,全方寓通于补,既可滋补肾精,又无壅滞之弊。PMOP常因虚致瘀,导致骨骼疼痛,补肾活血汤可治疗PMOP引起的疼痛等症状。

补肾活血汤可明显减轻患者疼痛,降低ALP水平,改善BMD[31-32]。其机制可能与以下两方面有关:①促进BMSCs表达。吴刚等[33]将补肾活血汤含药血清干预体外培养大鼠BMSCs并进行甲苯胺蓝染色,经过14 d后,含药血清组细胞的蓝色面积增大,说明补肾活血汤可引导体外培养大鼠的BMSCs向成骨方向分化;②上调Runx2/Osx表达。胡流超等[34]运用骨质疏松大鼠模型,补肾活血汤灌胃4周后检测,结果显示提升了骨密度、组织矿物质密度、Runx2及Osx蛋白表达量。推测补肾活血汤可以通过提高Runx2及Osx蛋白表达促进骨细胞分化,从而提高骨密度水平。

3.2 青娥丸(《太平惠民和剂局方》)

青娥丸由杜仲、核桃肉、补骨脂、大蒜组成,其中杜仲具有补肝肾、强筋骨的功效,核桃肉可补肾补虚、固精强腰,补骨脂具有补肾壮腰、补脾健胃等功效,大蒜可行气同滞、活血化瘀。全方温补肾阳、强腰壮骨、温通经脉。

青娥丸能够改善PMOP患者局部疼痛,显著提高雌激素水平,改善骨密度,增加骨强度。青娥丸治疗PMOP机制可能包括以下三个方面:①调节Wnt/β-catenin信号途径,包括增强患者β-catenin表达和抑制DKK-1水平。沈霖等[35]在观察青娥丸在PMOP患者血清β-catenin和DKK-1表达水平影响研究中,采用青娥丸治疗6个月后,发现与治疗前相比,治疗组血清β-catenin表达显著增多,DKK-1表达明显减少,由此推测青娥丸能够维持PMOP患者的骨密度,其部分治疗机制可能与增强β-catenin蛋白表达、阻抑DKK-1表达有关;②调节PMOP患者血清癌胚抗原相关细胞黏附分子1(carcino-embryonic antigen related cellular adhesion molecule1, CEACAM1)[36]和β-catenin的水平。马陈等[37]运用酶联免疫分析方法检测PMOP患者的血清CEACAM1、β-catenin等的含量,并设立正常人作为对照组,测量结果发现PMOP组血清CEACAM1水平明确低于对照组,且血清CEACAM1水平与β-catenin和骨密度呈正相关。研究者将PMOP患者随机分组,对照组使用青娥丸模拟剂,试验组使用青娥丸,经过6个月的青娥丸治疗后,检测发现试验组患者血清CEACAM1和β-catenin的水平明确增加,推测青娥丸可能是通过改善β-catenin水平提高骨质骨量[37];③调节骨桥蛋白受体(osteopontin receptor,OPN)信号传导通路。戴燚等[38]在临床研究中发现,青娥丸能够明确增加患者血清MMP3表达,推测青娥丸可调节MMP3的表达,调控骨桥蛋白信号途径,促使破骨细胞凋亡,提高骨密度;④调节血清基质GLA蛋白(matrix gla protein,MGP) 含量及影响MGP mRNA的表达。周广文等[39]采用青娥丸治疗PMOP患者,在治疗前与治疗6个月后分别对MGP、BMD等水平进行测定,发现青娥丸可能提高MGP水平及MGP mRNA的表达,并增加BMD水平。推测青娥丸通过雌激素样作用活化MGP,通过提高MGP的含量,抑制骨矿化,从而改善骨质结构。

3.3 骨疏康胶囊(国药准字Z20060270)/颗粒(国药准字Z20003255)

骨疏康胶囊可提高PMOP患者骨密度,降低ALP水平[40-41]。其治疗机制可能与促进破骨细胞凋亡有关。郑志坚等[42]给去卵巢小鼠骨质疏松模型连续灌胃骨疏康颗粒,3个月后,实验组小鼠破骨细胞数量明显下降;体外实验观察骨疏康颗粒血清对破骨细胞的影响,结果发现其可诱使破骨细胞凋亡,推测骨疏康颗粒可促进破骨细胞凋亡,降低破骨细胞的骨吸收,达到治疗PMOP的目的。

4 PMOP肾虚寒湿证及常用中药复方

肾虚寒湿证PMOP患者症见腰膝痿软、感觉麻木、畏寒、心慌心悸、舌淡苔白、脉细弱,可用独活寄生汤(《备急千金要方》)治疗。独活寄生汤可针对性治疗骨节疼痛,现代临床应用广泛,对PMOP导致的骨骼、关节疼痛具有较好的效果。

研究[43-44]发现,独活寄生汤可减轻骨痛,提高雌二醇水平,增强骨密度。其治疗PMOP机制可能与调节OPG/RANKL信号通路有关。万春飞等[45-46]体外培养大鼠成骨细胞进行研究,发现独活寄生汤能提升OPG mRNA表达量,促进其与 RANKL结合,抑制RANK表达从而减弱破骨细胞活性。

5 小结

笔者通过对近十年中药治疗PMOP的文献研究进行梳理,总结常用中药复方治疗PMOP的疗效及主要机制,发现中药治疗PMOP具有一定优势,在减轻疼痛、改善生活质量、提高雌二醇水平、增强骨密度等方面均有较好的效果。辨证为肝肾阴虚证的常用中药复方有六味地黄丸、左归丸等;辨证为脾肾阳虚证的常用中药复方有金匮肾气丸、右归丸、二仙汤等;辨证为肾虚血瘀证的常用中药复方有补肾活血汤、青娥丸、骨疏康胶囊等;辨证为肾虚寒湿证的常用中药复方有独活寄生汤。针对中药治疗PMOP的机制研究也不断深入,主要侧重于信号通路及相关基因、蛋白表达,总结如下:一是通过上调OPG表达、下调RANKL表达,调节OPG/RANKL信号通路,促进成骨细胞形成,抑制破骨细胞的形成,达到治疗PMOP的效果;二是调节Wnt/β-catenin信号通路,通过上调Lrp-5、β-蛋白、Runx2、osx表达或抑制DDK-1、p-AMPK表达水平达,促进成骨细胞分化;三是调节JAK/STAT通路中IRF1基因的表达,调节JAK/STAT,从而调控PMOP患者的骨代谢和免疫功能。

综上所述,对中药治疗PMOP的相关机制研究已经深入到分子甚至基因水平,研究方向多集中在调控成骨细胞和破骨细胞方面,建议今后可从骨代谢、骨免疫、骨微结构、肠道菌群、氧化应激与炎症反应、铁过载等方面进一步深入研究,丰富中药治疗PMOP的机制,阐明中药的作用靶点,增强科学性。

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