骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)成骨分化的影響及其與祖國(guó)醫(yī)學(xué)腎臟理論的相關(guān)性*

史文宇，趙多明，徐世紅，李鼎鵬

甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)成骨分化的影響及其與祖國(guó)醫(yī)學(xué)腎臟理論的相關(guān)性*

史文宇，趙多明，徐世紅，李鼎鵬

甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050

通過查閱國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)，從骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BM SCs)與中醫(yī)“腎主骨生髓”之間的聯(lián)系及中藥單體、復(fù)方補(bǔ)腎法BM SCs分化的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究等方面對(duì)BM SCs與補(bǔ)腎方法的相關(guān)性進(jìn)行闡述。

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞；腎臟理論；補(bǔ)腎；成骨分化

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)是骨髓中除造血干細(xì)胞以外的一類具有高度自我更新和多向分化潛能的成體干細(xì)胞。研究表明，BMSCs在體外可誘導(dǎo)分化為成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、肌細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞等［1］。其成骨分化的機(jī)理與運(yùn)用中醫(yī)“腎主骨，生髓”，尤其是通過補(bǔ)腎治療骨科疾病的作用相通，因此諸多研究指向了通過分析中藥干預(yù)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化來探析“腎主骨生髓”的科學(xué)性。筆者通過骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化與腎的相關(guān)性來進(jìn)行進(jìn)一步的探析。

1 BMSC s對(duì)骨髓腔成骨分化的潛能作用

BMSCs是來源于中胚層的干細(xì)胞，主要存在于全身結(jié)締組織和器官間質(zhì)中，以骨髓組織中含量最為豐富，是一種具有自我更新、增殖和分化能力的多潛能干細(xì)胞，可分化為成骨細(xì)胞、成脂肪細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞、成肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等［2］。由于BMSCs可以分化為軟骨細(xì)胞，成為工程化軟骨的主要來源；或者分化為成骨細(xì)胞，可成為骨質(zhì)疏松、外傷時(shí)促進(jìn)骨組織再生的靶細(xì)胞，因此在治療骨科疾患尤其是在成骨分化方面有獨(dú)特的作用［3］。骨形成過程主要包括成骨細(xì)胞增殖、細(xì)胞外基質(zhì)成熟和礦化3個(gè)階段［4］。骨的生成是由成骨細(xì)胞向周圍分泌基質(zhì)和纖維，將其包埋于其中，形成類骨質(zhì)，由鈣鹽沉積后形成骨組織而完成的。由此可見在治療骨折和骨質(zhì)疏松癥的機(jī)理中，成骨細(xì)胞起著重要的作用，而在成骨細(xì)胞分化方面BMSCs又起著更為重要的作用。

2 "腎主骨生髓"與成骨分化的關(guān)系

祖國(guó)醫(yī)學(xué)認(rèn)為：“腎藏精，精生髓，髓養(yǎng)骨”，骨的生長(zhǎng)發(fā)育依賴于腎精的滋養(yǎng)與腎氣的推動(dòng)；骨的強(qiáng)壯或枯萎也反映了腎中精氣的盛衰；《素問·六節(jié)臟象論篇》指出：“腎者，主蟄封藏之本，精之處也”“其充在骨”，認(rèn)為“腎能接受五臟六腑所傳之精封而藏之，充實(shí)于骨，濡養(yǎng)于骨”“腎主骨，生髓”。腎主藏精，而精能生髓，髓既居腦中，又居骨中，在腦者名腦髓，在骨者名骨髓，骨賴髓以充養(yǎng)?！端貑枴ば魑鍤馄吩唬骸澳I生骨髓”“其充在腎”。即腎精充足，骨髓生化有源，則骨骼得到骨髓的滋養(yǎng)而堅(jiān)固有力。若腎精虛少，骨髓化源不足，不能營(yíng)養(yǎng)骨骼，便會(huì)出現(xiàn)骨骼脆弱，導(dǎo)致骨折、骨病的發(fā)生。腎生髓，腎氣不足，腦髓不充，會(huì)導(dǎo)致脊柱退變性疾病和骨代謝疾?。?］。因此，骨的生長(zhǎng)代謝完全依賴于腎氣的充足。

3 腎與BMSC s的關(guān)系

《素問·上古天真論篇》曰：“女子七歲，腎氣盛，齒更發(fā)長(zhǎng)……七七，任脈虛，太沖脈衰少，天癸竭，地道不通，故形壞而無子也。丈夫八歲，腎氣實(shí)，發(fā)長(zhǎng)齒更……七八，肝氣衰，筋不能動(dòng)，天癸竭，精少，腎藏衰，形體皆極。八八，則齒發(fā)去”。充分體現(xiàn)了精氣隨著年齡的增長(zhǎng)而由盛轉(zhuǎn)衰，骨也從壯盛轉(zhuǎn)為枯槁的生理過程。腎精來源于父母的先天之精，是構(gòu)成胚胎的原始物質(zhì)，在胚胎的發(fā)育過程中，五臟六腑均以先天之精作為其組織結(jié)構(gòu)及生理活動(dòng)的最基本物質(zhì)，而干細(xì)胞又來源于受精卵時(shí)期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，兩者的來源均是最原始的生命物質(zhì)。通過實(shí)驗(yàn)研究［6］可以發(fā)現(xiàn)，BMSCs在體外擴(kuò)增培養(yǎng)后，存在一定的時(shí)間限制，當(dāng)傳代培養(yǎng)38次以后，該細(xì)胞就會(huì)發(fā)生凋亡，中醫(yī)理論支持的人體“生、長(zhǎng)、壯、老、已”的自然生命發(fā)生發(fā)展過程與這一現(xiàn)象也是吻合的。BMSCs的數(shù)量、增殖能力及骨向分化能力也隨著年齡的增加而明顯下降［7］。可見BMSCs成骨分化的特性與“腎藏精，精生髓，髓養(yǎng)骨”的中醫(yī)理論有著較高的吻合性［8］。

4 補(bǔ)腎中藥對(duì)BMSC s分化的影響

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已從單味補(bǔ)腎中藥或復(fù)方來研究其對(duì)BMSCs分化的作用，來證明補(bǔ)腎中藥對(duì)BMSCs的分化的積極作用。王斌等［9］用含10 g/L鹿茸多肽的培養(yǎng)液培養(yǎng)P3代兔BMSCs，探討鹿茸多肽對(duì)BMSCs軟骨分化的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其對(duì)BMSCs向軟骨細(xì)胞分化具有明顯的促進(jìn)作用。研究證實(shí)，杜仲對(duì)BMSCs的成骨分化具有明顯的促進(jìn)作用［10］。梁祖建等［11］表明BMSCs受龜板誘導(dǎo)高效的向成骨細(xì)胞分化。高璐等［12］用淫羊藿苷干預(yù)BMSCs，結(jié)果表明淫羊藿苷可顯著促進(jìn)BMSCs的成骨性分化。楊麗等［13］研究表明，骨碎補(bǔ)提取物對(duì)羊骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化具有促進(jìn)作用。補(bǔ)腎活血方(杜仲、補(bǔ)骨脂、核桃仁、丹參等)含藥血清對(duì)激素性股骨頭壞死大鼠股骨近端的BMSCs體外干預(yù)后，可增強(qiáng)重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2的活性及TGF-β1mRNA的表達(dá)，促進(jìn)成骨分化，在骨壞死的修復(fù)中起著關(guān)鍵作用［14］。補(bǔ)腎行氣活血方(補(bǔ)骨脂、骨碎補(bǔ)、牛膝、紅花、黃芪等)含藥血清在誘導(dǎo)BMSCs細(xì)胞貼壁、生長(zhǎng)形態(tài)及成軟骨化均較優(yōu)，其既能促進(jìn)BMSCs增殖，又可促進(jìn)向軟骨細(xì)胞分化［15］。

5 結(jié)語(yǔ)

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞當(dāng)屬中醫(yī)理論“精”的范疇，該細(xì)胞增殖、分化以及其功能均與先天之精的轉(zhuǎn)歸相吻合。總之，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，通過現(xiàn)代血清藥理學(xué)手段，篩選對(duì)干細(xì)胞增殖、分化有促進(jìn)作用的中藥或單體及復(fù)方，從細(xì)胞分子水平闡釋中醫(yī)藥促進(jìn)的機(jī)制，通過緊密聯(lián)系中醫(yī)理論，通過補(bǔ)益的方法研究促增殖、分化的作用機(jī)理，進(jìn)一步揭示“腎藏精，精生髓，髓生骨”的內(nèi)涵與干細(xì)胞之間的關(guān)系，既可為干細(xì)胞研究提供更為廣闊的研究思路，同時(shí)又為中醫(yī)學(xué)“腎、精、骨”這類藏象學(xué)說提供了更為科學(xué)化、規(guī)范化的研究標(biāo)準(zhǔn)。

［1］ 卞玉群，李超，樊巧玲.補(bǔ)腎方藥誘導(dǎo)BM SCs骨向分化的研究述評(píng)［J］.中醫(yī)學(xué)報(bào)，2014，29(192)：692-694.

［2］ 劉光旺，高娟，郭含軍，等.補(bǔ)腎填精中藥血清對(duì)去勢(shì)小鼠干細(xì)胞W nt/β-cat eni n成骨分化信號(hào)通路的影響［J］.中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志，2013，19(4)：324-329.

［3］ 宋囡，何文智，王智民，等.骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在骨向分化的作用及中醫(yī)藥研究進(jìn)展［J］.中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志，2014，20(1)：95-98.

［4］ 方健康，周軼平，李瑪琳.中藥對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖、凋亡及分化的影響研究進(jìn)展［J］.中國(guó)中藥雜志，2014，39(15)：2834-2837.

［5］ 湯軍，蔡建平，張賢.中藥提取物誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化的研究進(jìn)展［J］.山東中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，37(3)：257-258.

［6］ 張培源.補(bǔ)腎活血方調(diào)控m i croRN A-210促進(jìn)BM SCs成骨分化的研究［J］.中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志，2014，20(4)：396-410.

［7］ 張林，范穎，王俊巖，等.補(bǔ)腎健脾方促進(jìn)尾部懸吊大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成軟骨分化的研究［J］.現(xiàn)代中醫(yī)藥，2013，33(5)：106-109.

［8］ 張昕，李瑪琳.中藥正性影響骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化及機(jī)制的進(jìn)展［J］.云南中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，36(3)：92-94.

［9］ 王斌，羅毅文，胡年宏.補(bǔ)腎填精法對(duì)骨折后不同時(shí)相骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖影響的實(shí)驗(yàn)研究［J］.江蘇中醫(yī)藥，2013，45(6)：71-73.

［10］王斌，羅毅文，胡年宏.補(bǔ)腎填精法對(duì)兔骨折后不同時(shí)相骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化的影響［J］.安徽中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，32（1）：66-69.

［11］梁祖建，吳春飛，張百檔.補(bǔ)腎調(diào)肝方誘導(dǎo)衰老BM SCs成骨分化的實(shí)驗(yàn)研究［J］.中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志，2013，19(3)：212-216.

［12］高璐，鄭洪新，陳誼敬，等.補(bǔ)腎中藥成分配伍調(diào)控RU N X 2、O SX對(duì)大鼠BM SCs成骨分化的影響［J］.世界中西醫(yī)結(jié)合雜志，2014，9(4)：425-429.

［13］楊麗，朱曉峰，王攀攀，等.骨碎補(bǔ)水提液對(duì)大鼠BM SCs骨向分化的影響及機(jī)制研究［J］.中藥材，2013，36(8)：1287-1292.

［14］宋囡，何文智，王智民，等.左、右歸丸對(duì)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞骨向分化中TG F-β1m RN A的影響［J］.中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2013，19(18)：210-214.

［15］楊黎麗，黃勝杰，李媚，等.溫腎補(bǔ)陽(yáng)藥對(duì)抗骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞凋亡的實(shí)驗(yàn)研究［J］.中醫(yī)正骨，2013，25(2)：3-7.

Exploration on Osteogenic Differentiation of Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells and Its Correlation with Renal Theory of Traditional Chinese Medicine

SHI Wenyu,ZHAO Duoming,XU Shihong,LI Dingpeng
Gansu Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine,Lanzhou 730050,China

By analyzing domestic related literature,the correlation between bone marrow mesenchymal stem cells(BMSCs)andthemethodoftonifyingkidneywasillustratedfromtherelativitybetweenBMSCsandTCMtheory "kidney governing bone and producing marrow",scientific experiments about osteogenic differentiation of BMSCs, single herb or the compound prescription of tonifying kidney.

bone marrow mesenchymal stem cells;renal theory;tonifying kidney;osteogenic differentiation

R541.6

A

1004-6852(2015)10-0082-02

2015-02-27

甘肅省自然科學(xué)基金(編號(hào)1310RJZA 030)。

史文宇(1972—)，男，副主任醫(yī)師。研究方向：脊柱疾病的中醫(yī)藥防治。