淫羊藿及其相關(guān)提取物質(zhì)治療股骨頭壞死療效及機制的研究進展

崔鎮(zhèn)海，于 斌，李書博，金美英，魏敏章，尹宏兵*，趙文海

（1.長春中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院，長春 130117；2.長春中醫(yī)藥大學(xué)附屬第三臨床醫(yī)院，長春 130117；3.長春中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，長春 130021）

1 研究背景

股骨頭壞死（osteonecrosis of the femoral head，ONFH）是指多種要素導(dǎo)致的股骨頭血液循環(huán)障礙的疾病，更是一種難治的骨病[1]。其發(fā)病率逐年增高且病程較長[2-3]，患者不僅要忍受疾病帶來的痛苦，還要經(jīng)受嚴重的經(jīng)濟負擔(dān)[4]。目前，還沒有能夠徹底治愈ONFH的藥物和方法，臨床上治療該病的藥物包括阿侖膦酸鈉、阿托伐他汀、肝素等[5]，雖然可以改進臨床病征和減慢病程進展，但是其靶向性單一且不良反應(yīng)大。隨著對股骨頭壞死的深入研究，發(fā)現(xiàn)以淫羊藿為主的補腎類中草藥能夠刺激成骨細胞分化、成熟及增殖，阻止破骨細胞生長，促進骨生成[5]，雖然關(guān)于淫羊藿治療的分子機制目前仍不明確，但是在醫(yī)治股骨頭壞死方向淫羊藿具備顯著優(yōu)勢。在中醫(yī)學(xué)中，股骨頭壞死歸類于“骨蝕”和“骨痹”范圍，與肝、脾及腎有著緊密聯(lián)系，其病因是受風(fēng)、寒、濕邪侵襲[6]。腎臟藏精，主骨生髓，腎精具有化生骨髓、司骨骼成長的作用。骨髓的豐盈連同其供應(yīng)的營養(yǎng)推進骨的成長發(fā)育。腎精富足，骨髓充沛，骨骼得以濡養(yǎng)，使之堅固有力；腎精不足，則髓失濡潤，骨骼失養(yǎng)，則骨質(zhì)松散。在《本草綱目》中，淫羊藿具有“補益精氣，堅筋強骨，溫補腰膝，增強心力”的功能。其藥性溫，味辛，歸肝經(jīng)和腎經(jīng)?，F(xiàn)代醫(yī)者根據(jù)中醫(yī)辨證以及中藥功效，結(jié)合豐富的臨床經(jīng)驗，以腎主骨生髓為組方原則，以補腎健骨為原則運用淫羊藿醫(yī)治該病，收到了較好的診療效果?；诖耍疚膶┠陙硪蜣街委煿晒穷^壞死的療效以及分子機制進行綜述。

2 相關(guān)物質(zhì)的作用機制

2.1 淫羊藿 淫羊藿又稱為仙靈脾、剛前，具有祛除風(fēng)濕、溫補腎陽、強筋壯骨的功效，用以腎陽虛衰所導(dǎo)致的筋骨痿弱、陽痿夢遺、麻木拘攣、風(fēng)濕痹痛，是臨床上經(jīng) 常使用的中藥?！侗静輦湟吩涊d：“補命門，益精氣，堅筋骨。”近些年，在多種臨床及實驗研究中，淫羊藿診治股骨頭壞死的效果顯著。孟東方等[7]通過觀察淫羊藿對激素性股骨頭壞死（SANFH）兔模型血鈣血磷的影響，選用30只動物隨機分為空白組和造模組，實驗結(jié)果證明淫羊藿提取液不僅能夠降低糖皮質(zhì)激素引起的高血鈣水平，還能使糖皮質(zhì)激素引起的低血磷水平上升。李慧英等[8]根據(jù)觀察淫羊藿對激素性股骨頭壞死大鼠骨密度及血液流變學(xué)的影響，任意將32只大鼠分成空白組、模型組、淫羊藿低劑量組、淫羊藿高劑量組，每組8只。結(jié)果表明高劑量淫羊藿提取液治療激素性股骨頭壞死的分子機制或許與血液流變學(xué)的各項指標下降、保障組織成功灌入、改進股骨頭部分微循環(huán)以及抑制破骨細胞活性、推進體外成骨細胞的增殖、加強骨質(zhì)密度和分化成熟有關(guān)。王建忠等[9]觀察糖皮質(zhì)激素對大鼠股骨頭骨組織中骨保護素（OPG）/核因子kappa B受體活化因子配基（RANKL）mRNA被激活的變化和淫羊藿的拮抗反應(yīng)，結(jié)果表明淫羊藿預(yù)防激素性股骨頭壞死與其拮抗皮質(zhì)激素致使OPG/RANKL mRNA表達異?？赡苡新?lián)系。梁學(xué)振等[10]基于生物信息學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究淫羊藿醫(yī)治股骨頭壞死可能的分子機制，在中醫(yī)藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫和分析平臺中共檢索出130個與淫羊藿有關(guān)的成分，淫羊藿治療股骨頭壞死具有多靶點、多成分的特點，其主要通路不僅可以直接介入骨重建的細胞增殖、分化及凋亡，調(diào)試成骨、破骨代謝平衡，還能通過調(diào)節(jié)炎癥、免疫及應(yīng)激反應(yīng)等干涉影響骨微環(huán)境決定疾病發(fā)生發(fā)展，與當(dāng)下醫(yī)治股骨頭壞死的分子機制相吻合。綜合以上研究可以看出，淫羊藿對于改善和預(yù)防股骨頭壞死臨床癥狀，調(diào)節(jié)骨細胞代謝，調(diào)節(jié)激素水平，具有正向作用。

2.2 淫羊藿苷 淫羊藿苷，又稱為淫羊藿素，為8-異戊烯基黃酮苷類化合物，是淫羊藿的重要活性要素。淫羊藿苷不僅推進造血功能、心腦血管血流量、免疫功能和骨代謝，還具備補腎壯陽、預(yù)防腫瘤、預(yù)防衰老等功能。時利軍等[11]探討淫羊藿苷對激素誘導(dǎo)的兔早期激素性股骨頭壞死干預(yù)效果，通過將50只成年新西蘭兔任意分為對照組、實驗組及模型組，結(jié)果顯示淫羊藿苷對激素誘導(dǎo)的兔初期激素性股骨頭壞死具備保護功能，可以改進骨微結(jié)構(gòu)，降低骨細胞凋亡，延緩骨壞死發(fā)生。王佰亮等[12]根據(jù)觀察淫羊藿苷對糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)骨微血管內(nèi)皮細胞損傷的保護作用，體外建立糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)骨微血管內(nèi)皮細胞損傷的模型，結(jié)果表明淫羊藿苷具有保護激素誘導(dǎo)的骨微血管內(nèi)皮細胞損傷的作用，其為前期干涉醫(yī)治激素性骨壞死提供了藥理實驗證據(jù)。仇志強[13]根據(jù)在骨壞死微環(huán)境中淫羊藿苷對狗骨髓間充質(zhì)干細胞（BMSCs）增殖與成骨性分化的影響，通過壞死骨培養(yǎng)液來仿效骨壞死微環(huán)境的方式得出淫羊藿苷在骨壞 死微環(huán)境中能夠推進BMSCs的成骨分化的結(jié)論，顯示淫羊藿苷是能夠加強BMSCs醫(yī)治股骨頭壞死臨床效果的一種輔助性藥物。李新建等[14]觀察對造模家兔運用骨密度測量和股骨頭切片染色，發(fā)覺淫羊藿苷不但可以降低ONFH家兔血液中的三酰甘油及膽固醇含量，同時也介入骨代謝，推進體內(nèi)成骨細胞增殖、分化及成熟、克制破骨細胞活性。從以上研究可以看出，淫羊藿苷作為淫羊藿提取物，能改善股骨頭壞死體內(nèi)微環(huán)境，調(diào)節(jié)骨結(jié)構(gòu)，降低骨細胞凋亡。

2.3 淫羊藿聯(lián)合治療 淫羊藿聯(lián)合其他療法治療，可以顯著提升淫羊藿功效。楊智洋[15]根據(jù)在體外構(gòu)建糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞侵害的實驗?zāi)Ｐ?，研究淫羊藿苷?lián)合四環(huán)素對糖皮質(zhì)激素所致大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞損害的維護作用，結(jié)果顯示糖皮質(zhì)激素可以抑制大鼠BMSCs體外的增殖，此種抑制出現(xiàn)濃度和時間依托性。ICA聯(lián)合四環(huán)素能夠降低激素克制BMSCs增殖的作用，也能抑制激素誘導(dǎo)細胞凋亡的作用。ICA聯(lián)合四環(huán)素具有保衛(wèi)BMSCs被激素傷害的作用，這也為初期干預(yù)醫(yī)治激素性骨壞死提供了實驗藥理證據(jù)。王振強[16]根據(jù)淫羊藿并用多孔鉭棒植入犬股骨頭察看其對壞死股骨頭承受壓力塌陷值的影響，并且在組織學(xué)、影像學(xué)、生物力學(xué)等方面上觀察多孔鉭棒醫(yī)治股骨頭壞死模型犬的短期可行性、安全性及有用性等方向的研究，結(jié)果表明鉭棒植入醫(yī)治犬股骨頭壞死是一種非常有效的方式，淫羊藿能夠減少鉭棒支撐醫(yī)治犬股骨頭壞死模型術(shù)后康復(fù)時間，提高鉭棒支撐的治療效果。劉凌紅[17]通過復(fù)合淫羊藿素進行刺激，以肉眼、病理、鏡下等方式觀察評估，討論多孔鉭鈮原料的生物兼容性連同骨傳導(dǎo)能力、骨結(jié)合能力，結(jié)果表明多孔鉭鈮結(jié)合淫羊藿素植入材料生物兼容性較好，不易發(fā)生免疫學(xué)反應(yīng)，能誘導(dǎo)、刺激材料周圍骨膜、血管等組織發(fā)育成長，并一定程度誘導(dǎo)組織長入孔隙，使骨損傷后組織恢復(fù)時間減少，具備較好的骨誘導(dǎo)、骨結(jié)合力和較好的生物相容性。結(jié)合以上研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代研究多集中于淫羊藿聯(lián)合其他療法治療，可以達到協(xié)同增效作用，同時臨床療效巨大，能很好地提高組織修復(fù)時間。

3 代謝通路

雖然在醫(yī)治股骨頭壞死上淫羊藿具備一定的療效，能夠使患者的臨床病征得到好轉(zhuǎn)，延緩疾病進程，然而至今為止其對治療股骨頭壞死的分子機制仍不明確。因此，研究淫羊藿可能的分子機制，對于闡述其科學(xué)內(nèi)涵、推行其臨床實用變得意義重大。

3.1 MAPKs通路 MAPKs是真核生物細胞內(nèi)普遍存有的一類介導(dǎo)細胞反應(yīng)的重要信號傳輸系統(tǒng)，當(dāng)受到生長因子、細胞因子、激素、神經(jīng)遞質(zhì)等多種信號分子激活后，其可以發(fā)生磷酸化使其活化，進而介入細胞分化、增殖、凋亡、遷移及應(yīng)激反應(yīng)等生理過程[18]。當(dāng)前研究表明其可以使細胞MAPKs通路激活，推進軟骨細胞及成骨細胞的分化、增殖，抑制細胞凋亡，進而對骨損傷具有顯著的改善作用[19]。王澤明等[20]根據(jù)淫羊藿苷對人軟骨瘤細胞三個因子表達的影響。以淫羊藿苷和MAPK通路抑制劑干預(yù)細胞，然后以IL-1β誘導(dǎo)。結(jié)論表明淫羊藿苷可以克制IL-1β誘導(dǎo)軟骨瘤細胞磷酸化p38表達，推進磷酸化ERK1/2的表達。淫羊藿苷下調(diào)RANKL和RANK的水平。

3.2 Notch信號通路 在成骨細胞分化的初期過程，Notch信號通路可誘導(dǎo)成骨細胞中骨保護素的抑制、表達，向成骨細胞功能和成熟成骨細胞表型發(fā)展，從而起到禁止骨吸收的作用和破骨細胞形成[21]。鄧宇等[22]觀察淫羊藿苷激活Notch信號通路推進骨髓間充質(zhì)干細胞向成骨細胞分化的研究，將細胞分成對照組，骨分化誘導(dǎo)組及骨分化誘導(dǎo)+淫羊藿苷處理組（聯(lián)合組），結(jié)論表明淫羊藿苷能夠促進骨髓間充質(zhì)干細胞向成骨細胞分化，并通過增加Noth1、CBF1、Jagged-1蛋白表達以及上調(diào)Hesl、Runx2 mRNA表達來實現(xiàn)。

3.3 DEC1與PI3K/AKT信號通路yi 淫羊藿苷刺激DEC1與PI3K/AKT信號通路調(diào)節(jié)骨代謝分化的胚胎軟骨細胞表達基因1（diff erentiated embryo-chondrocyte expressed gene1，DEC1）是基本螺旋-環(huán)-螺旋蛋白的其中之一。其參與機體多種生理過程，包括、細胞增殖、分化和凋亡、生理節(jié)律性與生理代謝的動態(tài)平衡。有研究發(fā)現(xiàn)[23]DEC1的表達水平與BMSCs中成骨細胞的表達有密切聯(lián)系，DEC1的過表達會加速BMSCs向軟骨分化，反之DEC1的低表達會抑制BMSCs的成骨分化。然而有報道[24]發(fā)現(xiàn)在生長期軟骨細胞中DEC1的過度表達會增加Runx2和X型膠原的mRNA水平，同時提高ALP活性，從而促進細胞礦化及成骨細胞分化，這表明DEC1能夠通過某種信號通路表達調(diào)控成骨分化。雖然目前為止這種機制仍未被證實，但是依然可尋找相關(guān)藥物介導(dǎo)DEC1的表達水平調(diào)控成骨細胞的分化。多項研究顯示[25-26]地塞米松可明顯降低DEC1表達水平，而ICA作用相反。有一項研究[27]顯示ICA能夠提高DEC1表達水平，且能逆轉(zhuǎn)因地塞米松引起的DEC1低表達，這種改變主要依賴于藥物濃度，研究還證實DEC1可促進成骨分化，也表明ICA可刺激 PI3K/Akt/GSK3β/β-catenin信號通路參與誘導(dǎo)的成骨過程，促進成骨分化。PI3K信號通路可通過激活下游靶基因蛋白參與葡萄糖轉(zhuǎn)運及多種細胞增殖分化凋亡，其中AKT是PI3K通路中關(guān)鍵激酶的一種，其與PI3K結(jié)合可構(gòu)成多種信號的中心網(wǎng)絡(luò)。有一項研究認為PI3K/AKT信號通路通過激活HIF-1α、BMPs、GSK-3β等下游細胞因子調(diào)節(jié)骨代謝平衡、促進血管修復(fù)，對醫(yī)治股骨頭壞死的意義十分重大[28]。

3.4 Wnt/β-catenin信號通路 Wnt/β-catenin信號通路在多細胞動物中普遍存有，其介入調(diào)控一些凋亡因子與抗凋亡因子，即Wnt/β-catenin信號通路的cyclin D1、c-Myc基因等下游靶基因[29-30]。多數(shù)研究[31-37]顯示W(wǎng)nt信號通路參與BMSCs分化及骨質(zhì)形成。馬小妮等[38]通過原代培養(yǎng)大鼠顱骨成骨細胞，分別檢測12、24、36、48 h時OPG與RANKL等細胞因子的表達，發(fā)現(xiàn)在淫羊藿苷獨自治療36 h時，OPG的基因以及蛋白表達最高；而RANKL的表達隨著時間的延長而增加，且OPG/RANKL的比值與OPG變化趨勢相似。OPG/RANKL的比值可直接反應(yīng)破骨細胞的分化進程，比值升高則骨吸收率降低，反之則增強。該實驗證明，淫羊藿苷可使OPG/RANKL的比值升高進而克制骨吸收能力及破骨細胞的分化。

3.5 OPG/RANKL/RANK信號通路 RANKL主要由成骨細胞表達，其作為RANK的配體，與破骨細胞表面或破骨細胞前體的RANK結(jié)合的方式推進破骨細胞的活化和生成[39]。骨保護素作為RANKL的餌受體，由骨組織中骨髓基質(zhì)細胞和成骨細胞產(chǎn)生，因此運用OPG與RANKL結(jié)合來切斷RANKL與RANK間的聯(lián)合，使破骨細胞的活化受到影響，拮抗破骨細胞的骨吸收作用[40]。王建忠等[9]通過糖皮質(zhì)激素刺激大鼠股骨頭骨組織中OPG/ RANKL mRNA表達的影響和淫羊藿的拮抗作用，探究和討論淫羊藿預(yù)防激素性股骨頭壞死的分子機制連同作用效果。結(jié)果表明對照組與淫羊藿組對照，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。淫羊藿預(yù)防激素性股骨頭壞死與其拮抗皮質(zhì)激素致使的OPG/RANKL mRNA表達異樣可能有密切關(guān)系。

4 小結(jié)

作為中醫(yī)臨床上最常用的中藥之一淫羊藿，其具備祛除風(fēng)濕、溫補腎陽、強筋壯骨的功能被廣泛應(yīng)用以腎陽虛衰而致陽痿夢遺、風(fēng)濕痹痛、筋骨痿弱、麻木拘攣，也常用來治療某些骨科疾病，如股骨頭壞死、骨質(zhì)疏松等。淫羊藿及淫羊藿提取物聯(lián)合運用其他療法在動物及臨床試驗中治療效果顯著，并在多種臨床及 動物實驗中得到驗證，其分子機制多與骨代謝、蛋白表達、免疫應(yīng)答等有關(guān)。隨著淫羊藿醫(yī)治股骨頭壞死不斷進展，其分子機制可能與MAPKs通路、Notch信號通路等有關(guān)。

當(dāng)前對于淫羊藿醫(yī)治股骨頭壞死仍存有一些難題：1）研究多集中于動物試驗，仍需設(shè)計大規(guī)模嚴謹性強的臨床試驗以探究其具體效果；2）大部分研究集中于單味中藥在分子水平的作用機制研究等，淫羊藿及其復(fù)合物還需大規(guī)模方藥量效驗證。在未來中醫(yī)論證體系中，還需要更多的臨床和動物研究來體現(xiàn)中醫(yī)治療的前瞻性以及中醫(yī)辨證論治的理論。