中藥調(diào)節(jié)TGF-β表達(dá)促成骨作用治療骨質(zhì)疏松癥研究進(jìn)展

王雨榕 鄧強(qiáng) 李中鋒 彭冉東 徐浩軍

1. 甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，甘肅 蘭州 730030 2. 甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050

骨質(zhì)疏松癥(ososteoporosis，OP)是由于各種因素引起骨代謝失衡，骨量減少、骨組織結(jié)構(gòu)退變、骨脆性及骨折風(fēng)險(xiǎn)增加的一種復(fù)雜疾病[1]。臨床研究[2]發(fā)現(xiàn)，隨著年齡增長(zhǎng)其發(fā)病率也隨之增長(zhǎng)。有流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，預(yù)計(jì)在2050年，我國(guó)由骨質(zhì)疏松導(dǎo)致的骨折患者將達(dá)599萬(wàn)例，相應(yīng)的醫(yī)療支出將高達(dá)1 745億元[3]。骨質(zhì)疏松癥已成為我國(guó)重要的公共衛(wèi)生問(wèn)題，近年來(lái)將中藥治療與現(xiàn)代分子生物學(xué)相結(jié)合，發(fā)揮中藥靶向治療骨質(zhì)疏松癥的優(yōu)勢(shì)成為目前研究熱點(diǎn)。越來(lái)越多的研究表明，TGF-β水平的表達(dá)在骨質(zhì)疏松發(fā)病過(guò)程中發(fā)揮重要作用，通過(guò)使用中藥調(diào)節(jié)TGF-β表達(dá)治療骨質(zhì)疏松癥也成為一種重要的治療思路。本文將近年來(lái)使用中藥調(diào)節(jié)TGF-β表達(dá)，通過(guò)促進(jìn)成骨細(xì)胞分化，增加骨形成治療骨質(zhì)疏松癥的研究進(jìn)行綜述，為臨床中藥治療提供新的依據(jù)與思路。

近年來(lái)，隨著中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展，學(xué)者們通過(guò)中藥調(diào)控TGF-β水平，促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖分化來(lái)治療骨質(zhì)疏松癥取得了良好的效果?；谥嗅t(yī)基礎(chǔ)理論，以單味中藥和復(fù)方為基礎(chǔ)的試驗(yàn)研究和臨床研究逐漸深入，發(fā)揮中藥治療骨質(zhì)疏松癥的靶向作用，為中醫(yī)治療骨質(zhì)疏松癥提供多元化的思路。

1 單味藥

1.1 蛤蚧

其功效補(bǔ)肺益腎，納氣定喘，助陽(yáng)益精[4]，為補(bǔ)腎良藥。張勝昌等[5]將60只SD雌性大鼠隨機(jī)分為去勢(shì)組(切除雙側(cè)卵巢)、實(shí)驗(yàn)組(切除卵巢周?chē)糠种窘M織)和對(duì)照組，每組20只，實(shí)驗(yàn)組給予蛤蚧乙醇提取液灌胃，每日1次，劑量為5 mL/100 g。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蛤蚧乙醇提取液能夠促進(jìn)去勢(shì)大鼠的TGF-β1表達(dá)，并有效抑制TGF-β1分泌的下降，促使成骨細(xì)胞分化，增加骨密度，驗(yàn)證其治療骨質(zhì)疏松癥的作用。但是，目前對(duì)于蛤蚧的研究剛剛起步，仍需大量實(shí)驗(yàn)研究為臨床提供足夠的科學(xué)依據(jù)。

1.2 補(bǔ)骨脂

具有溫腎助陽(yáng)的功效[4]，《本草從新》中就有“療骨痿”的記載，為治療骨質(zhì)疏松癥的常用藥。從補(bǔ)骨脂中提取的一種重要活性成分補(bǔ)骨脂素，屬于香豆素類(lèi)化合物，現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)骨脂素可以用于治療骨質(zhì)疏松癥，如楊琳等[6]利用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測(cè)大鼠血清中TGF-β水平，并提取股骨組織 mRNA 樣本進(jìn)行PCR反應(yīng)，檢測(cè)TGF-β基因的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)骨脂素可能通過(guò)提高血清TGF-β水平、骨組織TGF-β基因表達(dá)來(lái)發(fā)揮抗絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥作用。異補(bǔ)骨脂素也是從補(bǔ)骨脂中提取的一類(lèi)香豆素類(lèi)化合物，同樣也被證實(shí)治療骨質(zhì)疏松癥有效。塔娜等[7]研究發(fā)現(xiàn)，異補(bǔ)骨脂素可明顯促進(jìn)體外培養(yǎng)小鼠胚胎前成骨細(xì)胞(MC3T3-E1)增殖、Ⅰ型骨膠原的分泌以及刺激TGF-β1活性，對(duì)原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥具有治療作用，其作用機(jī)制可能與TGF-β信號(hào)通路有關(guān)。上述兩種提取物為補(bǔ)骨脂治療骨質(zhì)疏松癥的主要活性成分，為目前主要研究方向，但對(duì)于其作用機(jī)制的研究仍需進(jìn)一步證實(shí)。

1.3 淫羊藿

又名仙靈脾，功效為補(bǔ)腎陽(yáng)，強(qiáng)筋骨[4]，是治療骨質(zhì)疏松癥之要藥?，F(xiàn)代研究[8]發(fā)現(xiàn)，淫羊藿及其提取物能夠促進(jìn)成骨細(xì)胞的成骨作用。葉純等[9]觀察了去勢(shì)大鼠在淫羊藿預(yù)防性治療后不同時(shí)期(4、12周)，椎骨微環(huán)境中多核巨噬細(xì)胞數(shù)目及TGF-β1的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)淫羊藿在雌激素缺失的環(huán)境下，能夠促進(jìn)TGF-β1表達(dá)。Zhou等[10]發(fā)現(xiàn)淫羊藿甙可通過(guò)TGF-β/Smad信號(hào)通路促進(jìn)Smad1、Smad5的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)成骨細(xì)胞的分化。淫羊藿治療骨質(zhì)疏松癥的作用在臨床與試驗(yàn)研究中已被證實(shí)，成為治療骨質(zhì)疏松癥的主要用藥。

1.4 鹿茸

鹿茸具有壯腎陽(yáng)、益精血、強(qiáng)筋骨的功效[4]，常用于腎陽(yáng)虛型骨質(zhì)疏松癥的治療。曲雷鳴等[11]用鹿茸干預(yù)去卵巢骨質(zhì)疏松癥模型大鼠，采用ELISA法檢測(cè)大鼠股骨、腎、下丘腦組織TGF-β1、TGF-β1誘導(dǎo)早期應(yīng)答基因 1(TIEG1)活性，證實(shí)骨質(zhì)疏松癥病理機(jī)制之一是TGF-β1與TIEG1活性異常，并且鹿茸對(duì)下丘腦-腎-骨反饋機(jī)制具有明顯的調(diào)控作用。

2 中藥復(fù)方

2.1 淫羊藿-女貞子配伍

楊燕等[12]通過(guò)研究淫羊藿-女貞子煎劑及其有效成分提取物配伍對(duì)糖皮質(zhì)激素性骨質(zhì)疏松(GIOP)大鼠TGF-β1/Smads 通路相關(guān)蛋白的影響，發(fā)現(xiàn)淫羊藿-女貞子可以通過(guò)上調(diào)TGF-β1/Smads 通路中 TGF-β1，p-Smad2/3及Smad4蛋白表達(dá)，下調(diào)Smad 7蛋白表達(dá)，增強(qiáng)成骨細(xì)胞功能，促進(jìn)骨形成，減少GIOP大鼠骨量丟失。為研究 GIOP“腎虛精虧，陰陽(yáng)兩虛”的中醫(yī)病機(jī)提供依據(jù)，證實(shí)了淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療GIOP的良好療效。

2.2 左歸丸

該方出自《景岳全書(shū)》卷五十一，為補(bǔ)腎陰經(jīng)典方劑。該方由熟地、山藥、鹿角膠、山茱萸等藥組成，是“陰中求陽(yáng)”代表方劑。曲寧寧等[13-14]研究顯示，左歸丸可明顯改善骨OP模型動(dòng)物的骨代謝指標(biāo)，提高骨組織中TGF-β1的水平。孟玥等[15]也發(fā)現(xiàn)，左歸丸可使去卵巢大鼠腎臟中 TGF-β1、TβRⅠ、TβRⅡ、Smad1 的mRNA與蛋白表達(dá)升高，該實(shí)驗(yàn)為補(bǔ)腎填精法對(duì)腎臟中 TGFβ1/Smad1 通路是否有影響提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。此外，Yin等[16]用左歸丸治療地塞米松誘導(dǎo)的斑馬魚(yú)幼體骨質(zhì)疏松癥，發(fā)現(xiàn)左歸丸對(duì)調(diào)節(jié)TGF-β1/smads信號(hào)通路蛋白水平有積極作用。證明左歸丸可以通過(guò)逆轉(zhuǎn)骨形成/骨吸收的失衡，激活TGF-β smad信號(hào)通路來(lái)預(yù)防骨質(zhì)疏松。

2.3 龜鹿二仙膠

該方由鹿角膠、龜板、人參、枸杞子四味藥組成，具有生精、補(bǔ)氣、養(yǎng)血的功效。研究[17]顯示，該方治療骨質(zhì)疏松癥具有良好的療效。錢(qián)哲等[18]制備出龜鹿二仙膠含藥血清后，用MTT法及活細(xì)胞形態(tài)觀察含藥血清對(duì)成骨細(xì)胞增殖及凋亡的影響。實(shí)驗(yàn)采用各組含藥血清條件培養(yǎng)基培養(yǎng)成骨細(xì)胞，應(yīng)用Western Blot法檢測(cè)各組成骨細(xì)胞Ⅰ型膠原及TGF-β蛋白表達(dá)水平，采用RT-PCR 法檢測(cè)各組成骨細(xì)胞Ⅰ型膠原及TGF-β m RNA的表達(dá)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，龜鹿二仙膠可明顯促進(jìn)TGF-β的基因表達(dá)，說(shuō)明龜鹿二仙膠治療骨質(zhì)疏松癥機(jī)制可能是通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞因子TGF-β，促進(jìn)Ⅰ型膠原的表達(dá)來(lái)完成的，進(jìn)一步推動(dòng)了中藥治療骨質(zhì)疏松癥向分子水平深入。

2.4 虎潛丸

虎潛丸具有補(bǔ)肝腎、強(qiáng)筋骨的作用，也是治療骨質(zhì)疏松常用方劑，在長(zhǎng)期臨床運(yùn)用中取得較好療效，其治療骨質(zhì)疏松癥得到臨床醫(yī)師的廣泛認(rèn)可[19]。張紫銘等[20]用虎潛丸治療去卵巢大鼠，并觀察大鼠離體第5腰椎骨密度和大鼠腰椎松質(zhì)骨、腎組織中TGF-β2的表達(dá)強(qiáng)度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，虎潛丸能明顯提高去卵巢大鼠模型第5腰椎骨密度，并能上調(diào)腰推松質(zhì)骨、腎組織中TGF-β2的表達(dá)，為臨床運(yùn)用虎潛丸治療骨質(zhì)疏松癥提供分子生物學(xué)依據(jù)，推動(dòng)了中藥的發(fā)展。

2.5 自擬方

除上述治療骨質(zhì)疏松癥常用的經(jīng)典方劑外，中醫(yī)臨床工作者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，自擬出許多驗(yàn)方，均取得良好的療效，并且通過(guò)TGF-β信號(hào)通路的研究，從分子水平證實(shí)其有效性，為治療骨質(zhì)疏松提供新的方藥與思路，推動(dòng)中醫(yī)藥事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。如潘貴超等[21]運(yùn)用補(bǔ)腎健脾活血之法，運(yùn)用補(bǔ)腎健脾活血方藥來(lái)治療大鼠骨質(zhì)疏松骨折模型，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)腎健脾活血法能促進(jìn)骨折斷端TGF-β mRNA表達(dá)，顯著提高TGF-β mRNA表達(dá)水平，為補(bǔ)腎健脾活血方的療效提供依據(jù)。同時(shí)，臨床研究[22-23]也發(fā)現(xiàn)，密骨方、骨傷復(fù)原湯等自擬方劑均能促進(jìn)TGF-β1、FGF-2的表達(dá)，抑制炎癥反應(yīng)，促進(jìn)恢復(fù)骨密度，促進(jìn)骨愈合。史傳道等[24]運(yùn)用自擬方抗疏健骨顆粒治療去勢(shì)骨質(zhì)疏松大鼠，發(fā)現(xiàn)抗疏健骨顆粒可能通過(guò)升高血清中TGFβ1、BMP- 2水平增加成骨細(xì)胞活性，抑制破骨細(xì)胞的活性，為治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥提供新的治療方法。研究[25-26]發(fā)現(xiàn)，在治療去卵巢骨質(zhì)疏松癥大鼠模型時(shí)，運(yùn)用補(bǔ)腎中藥能上調(diào)TGF-β1、BMP-2表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的平衡，改善骨密度。曹寅生等[27]利用湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院制劑金剛健骨片來(lái)治療去勢(shì)大鼠骨質(zhì)疏松模型，發(fā)現(xiàn)金剛健骨片能使TGF-β1在骨組織中的表達(dá)增強(qiáng)，來(lái)修復(fù)或者改善骨組織微細(xì)結(jié)構(gòu)。劉平安等[28]也證實(shí)了自擬方壯骨止痛方可通過(guò) TGF-β Smad信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥并可大量提高該通路的表達(dá)水平。鄭紅等[29-30]通過(guò)用恒古骨傷愈合劑對(duì)摘除子宮去勢(shì)骨質(zhì)疏松癥樹(shù)鼩和摘除雙側(cè)卵巢去勢(shì)骨質(zhì)疏松癥大鼠的治療，證實(shí)了恒古骨傷愈合劑能夠有效抑制骨吸收和促進(jìn)骨形成，并通過(guò)激活 TGF-β/BMP-7 信號(hào)通路和TGF-β/Smad 信號(hào)通路促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖，改善骨質(zhì)疏松癥。

3 討論

隨著對(duì)骨形成信號(hào)通路的深入研究，發(fā)現(xiàn)骨髓微環(huán)境中的局部調(diào)節(jié)因子TGF-β，作為骨基質(zhì)中存在最多的多肽生長(zhǎng)因子，在骨組織中的表達(dá)遠(yuǎn)高于其他組織，可以通過(guò)影響骨細(xì)胞的生成，來(lái)促進(jìn)骨骼的生長(zhǎng)[31]。TGF是廣泛存在于各組織器官的一類(lèi)能刺激細(xì)胞表型發(fā)生轉(zhuǎn)化的生長(zhǎng)因子，是細(xì)胞生長(zhǎng)與分化的重要調(diào)節(jié)因子。骨形成過(guò)程主要分為骨細(xì)胞增殖、細(xì)胞外基質(zhì)成熟和礦化三個(gè)階段，TGF作為重要的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，其增殖與分泌活性對(duì)骨礦化有重要影響。目前研究的TGF主要有TGF-α和TGF-β，其中TGF-β能調(diào)節(jié)由間葉細(xì)胞衍生的前體細(xì)胞，促進(jìn)其向軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞及破骨細(xì)胞分化等多種骨細(xì)胞分化。TGF-β信號(hào)通路是成骨細(xì)胞活化與增殖過(guò)程中的關(guān)鍵通路，對(duì)骨代謝起著重要作用，是防治骨質(zhì)疏松癥的重要組成部分。成骨細(xì)胞是骨組織中合成TGF-β的主要細(xì)胞，是骨組織中TGF-β的主要來(lái)源，同時(shí)，在成骨細(xì)胞膜上有特異性TGF-β受體，可作用于成骨細(xì)胞，調(diào)節(jié)其分化增殖[32]。TGF-β不但可以通過(guò)對(duì)細(xì)胞分裂增殖的影響來(lái)調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞的增殖和分化[33]，還可以激活細(xì)胞外信號(hào)相關(guān)激酶誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化[34]。同時(shí)，還能在成骨細(xì)胞的誘導(dǎo)下合成細(xì)胞外基質(zhì)，并促進(jìn)基質(zhì)礦化[35]。張冉等[36]研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β還可以促進(jìn)MC3T3- E1細(xì)胞中標(biāo)志性蛋白OPG、BMP-2、Runx2、BGP mRNA 的表達(dá)，從而促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖分化。成骨細(xì)胞的增殖是改善骨質(zhì)疏松微環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，TGF-β作為調(diào)節(jié)骨生成的重要通路，通過(guò)調(diào)節(jié)其對(duì)骨細(xì)胞的影響，成為治療骨質(zhì)疏松癥的一種重要手段。

中藥治療骨質(zhì)疏松癥有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，由上述研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)TGF-β來(lái)治療骨質(zhì)疏松癥的單味藥和中藥復(fù)方都具有補(bǔ)腎陽(yáng)，強(qiáng)筋骨的功效，為中醫(yī)“腎主骨生髓”的理論提供了佐證。隨著對(duì)TGF-β信號(hào)通路研究的成熟，許多通過(guò)調(diào)節(jié)其通路上作用靶點(diǎn)的中藥已廣泛應(yīng)用于臨床，并取得了滿(mǎn)意的療效。對(duì)于單味藥的研究，主要為其提取物的研究，但中藥的活性分子較多，治療骨質(zhì)疏松癥的機(jī)制復(fù)雜多樣，補(bǔ)骨脂、淫羊藿等有效成分的研究過(guò)于單一，臨床應(yīng)用缺乏依據(jù)。經(jīng)方與自擬方對(duì)TGF-β的調(diào)控都具有一定作用，但復(fù)方組成復(fù)雜多變，從分子水平闡明中醫(yī)基礎(chǔ)理論，對(duì)中藥復(fù)方的臨床運(yùn)用意義深遠(yuǎn)，是未來(lái)中醫(yī)研究的主要方向。無(wú)論是單味藥還是中藥復(fù)方，其治療骨質(zhì)疏松癥的作用機(jī)制十分復(fù)雜，雖然在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了其作用效果，但對(duì)其安全性和更復(fù)雜的作用機(jī)制的研究仍缺乏足夠的科學(xué)數(shù)據(jù)，并且TGF-β信號(hào)通路與其他信號(hào)通路之間的協(xié)同作用仍需進(jìn)一步探討。從分子水平研究中藥治療骨質(zhì)疏松癥的機(jī)制，為臨床中藥的使用提供了更加科學(xué)的依據(jù)，同時(shí)也將中醫(yī)理論與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)相結(jié)合，推動(dòng)多學(xué)科交叉，為中醫(yī)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，值得學(xué)者們繼續(xù)深入研究。