從BMSCs探討“腎主骨生髓”理論指導(dǎo)下中醫(yī)藥治療骨質(zhì)疏松癥的研究

李建國(guó) 謝興文 李鼎鵬 李輝 賈元霞 丁聚賢 蘇積亮 柳博

1. 西北民族大學(xué)附屬醫(yī)院，甘肅 蘭州 730030

2. 甘肅省第二人民醫(yī)院，甘肅 蘭州 730030

3. 甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，甘肅 蘭州 730030

4. 甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050

骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis,OP)是以骨量降低和骨微結(jié)構(gòu)改變?yōu)橹鞯娜泶x性骨骼疾病[1]。隨著老齡化社會(huì)進(jìn)程加快，其發(fā)病率逐年增加，已成為全球關(guān)注的公共健康問(wèn)題[2]。中醫(yī)將其歸屬為“骨痿”“骨痹”的范疇，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)作為使用最優(yōu)的潛能干細(xì)胞[3]，在維持骨組織結(jié)構(gòu)及骨代謝平衡方面具有關(guān)鍵性的作用[4]，中醫(yī)理論將BMSCs歸屬于“腎精”的范疇[5]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究[6]表明，BMSCs誘導(dǎo)成骨分化已成為OP治療的內(nèi)在機(jī)制?；凇澳I主骨生髓”理論為指導(dǎo)的補(bǔ)腎中藥通過(guò)調(diào)控BMSCs成骨分化治療OP療效顯著。本文從補(bǔ)腎中藥單體及復(fù)方調(diào)控BMSCs增殖及成骨分化治療OP的現(xiàn)代研究進(jìn)行綜述，旨在為中醫(yī)藥治療OP的方案制訂提供細(xì)胞及分子水平的理論依據(jù)。

1 “腎主骨生髓”與BMSCs及OP間的關(guān)系

1.1 腎主骨生髓與BMSCs

中醫(yī)在“腎主骨生髓”理論臨床指導(dǎo)OP的治療方面取得了顯著的療效?！鹅`樞·經(jīng)脈》曰：“人始生，先成精”，腎精稟受于先天，BMSCs源于受精卵，是先天之精細(xì)胞存在形式[7]，兩者來(lái)源相似；腎藏精化氣，推動(dòng)、激發(fā)骨骼生長(zhǎng)發(fā)育，BMSCs成骨分化為骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞，推動(dòng)骨組織結(jié)構(gòu)形成與“腎主骨生髓”理論類似；隨著年齡增長(zhǎng)“腎主骨生髓”能力逐漸降低，BMSCs誘導(dǎo)成骨分化數(shù)量及促進(jìn)骨骼形成能力亦隨著年齡而減弱[8]，兩者促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)發(fā)育，維持骨骼微觀結(jié)構(gòu)及骨代謝功能相似。腎藏化赤為血，營(yíng)養(yǎng)骨骼，BMSCs來(lái)于骨髓并與造血相關(guān)，能夠促進(jìn)干細(xì)胞造及血充養(yǎng)骨組織生長(zhǎng)[9]，兩者通過(guò)化生血液維持骨骼健康的功能相似?，F(xiàn)代研究表明[10]補(bǔ)腎中藥通過(guò)誘導(dǎo)BMSCs促進(jìn)骨形成印證“腎主骨生髓”理論與BMSCs的關(guān)系。因此，腎精的作用與BMSCs的功能存在密切的關(guān)聯(lián)，以BMSCs促成骨分化有助于闡釋腎主骨生髓理論的科學(xué)內(nèi)涵。

1.2 腎主骨生髓與OP的關(guān)系

《黃帝內(nèi)經(jīng)》最早記載“腎主骨生髓”理論，其中《素問(wèn)》明確記載“腎主身之骨髓”“腎生骨髓”，認(rèn)為“腎-精-髓-骨”間存在內(nèi)在關(guān)系，腎精充盈，以生骨髓，滋養(yǎng)骨骼，并促進(jìn)其生長(zhǎng)?！端貑?wèn)·痿論》記載：“腎主身之骨髓……骨枯而髓減，發(fā)為骨痿”，對(duì)OP病機(jī)進(jìn)行直接描述。腎精虧虛，生髓無(wú)源，骨骼失養(yǎng)。因此，腎虛是繼發(fā)OP的核心病機(jī)[11]。元代醫(yī)家楊清叟認(rèn)為“腎實(shí)則骨有生氣”，強(qiáng)調(diào)補(bǔ)腎治骨。現(xiàn)代研究[12]表明“腎虛”與OP 的發(fā)生關(guān)系密切，分子學(xué)角度研究[13]表明，骨胚胎與腎實(shí)質(zhì)在發(fā)育方面具有同源性，且二者在生理病理方面存在共性。腎虛微觀研究[14]表明，下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸相關(guān)系統(tǒng)功能障礙與“腎虛骨痿”高度相關(guān)。因此，腎虛精虧導(dǎo)致生髓無(wú)源，不能充養(yǎng)骨骼是OP發(fā)生的重要機(jī)制。

1.3 BMSCs與OP

近年來(lái)大量關(guān)于BMSCs與OP相關(guān)性研究[15]表明，BMSCs誘導(dǎo)成骨是骨組織更新的重要途徑，BMSCs誘導(dǎo)成骨能力降低時(shí)，導(dǎo)致成骨細(xì)胞增殖分化數(shù)量減少，骨形成能力降低，易于導(dǎo)致OP的發(fā)生。隨著年齡的增加，BMSCs含量降低，成骨分化能力減弱，成脂分化能力增加，是導(dǎo)致OP發(fā)生的重要因素[16]，在OP治療研究中，BMSCs顯示出巨大的治療潛力[17]，多項(xiàng)同種異體或自體BMSCs移植治療OP的研究表明治療效果突出[18]。SUI等[19]將BMSCs經(jīng)尾靜脈移植到OP小鼠模型體內(nèi)，結(jié)果模型小鼠骨質(zhì)量和強(qiáng)度得到了顯著的提高。大量補(bǔ)腎中藥及復(fù)方通過(guò)誘導(dǎo)BMSCs增殖及成骨分化發(fā)揮治療OP時(shí)作用[20]。因此，BMSCs在OP的發(fā)病及治療方便具有緊密的關(guān)聯(lián)性。

綜上所述，腎精虧虛及BMSCs成骨能力降低均為OP發(fā)生的重要原因，以中醫(yī)“腎主骨生髓”理論為指導(dǎo)，通過(guò)補(bǔ)腎中藥及復(fù)方誘導(dǎo)BMSCs成骨分化治療OP。

2 補(bǔ)腎中藥誘導(dǎo)BMSCs成骨在OP中的應(yīng)用

2.1 單味中藥提取物

近年來(lái)研究表明淫羊藿、女貞子、補(bǔ)骨脂、巴戟天等補(bǔ)腎中藥及提取物能夠通過(guò)誘導(dǎo)BMSCs成骨分化發(fā)揮治OP的作用。張錦明等[21]研究表明，淫羊藿苷能夠通過(guò)調(diào)控BMSCs成骨分化及成脂分化，顯著改善OP模型小鼠骨組織微觀結(jié)構(gòu)，促進(jìn)骨小梁形成發(fā)揮抗OP的作用，其作用機(jī)制主要與Wnt經(jīng)典通路相關(guān)[22]。淫羊藿黃酮類成分能夠促進(jìn)BMSCs成骨分化，提高成骨細(xì)胞功能而發(fā)揮治療OP的作用[23]。陳云剛等[24]研究表明，骨碎補(bǔ)含藥血清能夠通過(guò)激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路促進(jìn)BMSCs的增殖，同時(shí)顯著的促進(jìn)BMSCs鈣結(jié)節(jié)的形成及提高ALP活性。張峻瑋[25]的研究指出，骨碎補(bǔ)通過(guò)激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路調(diào)控PPAR-γ、β-catenin的關(guān)系及OPG、RANKL的分泌，促進(jìn)成骨分化，抑制成脂分化，發(fā)揮去勢(shì)大鼠模型股保護(hù)作用。補(bǔ)骨脂能夠通過(guò)上調(diào)TGF-β1 mRNA表達(dá)水平促進(jìn)BMSCs成骨細(xì)胞分化[26]，郭招娣[27]的研究表明，異補(bǔ)骨脂素干預(yù)BMSCs源性外泌體后促進(jìn)MC3T3-E1細(xì)胞的增殖與成骨分化來(lái)調(diào)控骨代謝，顯著增加ALP、OPG、Runx2、BMP2等基因表達(dá)水平，發(fā)揮治療OP的作用，其作用機(jī)制可能通過(guò)調(diào)控circ8604/miR-26b-3p/ERα軸發(fā)揮作用。賴滿香等[28-30]的研究指出，巴戟天多糖通過(guò)調(diào)控Cbfa-1 mRNA與p38蛋白促進(jìn)BMSCs增殖及提高成骨分化能力。

2.2 中藥復(fù)方

左歸丸、右歸丸及金匱腎氣丸等為臨床常用的補(bǔ)腎經(jīng)典方劑，能夠明顯的改善OP失衡性骨代謝水平，發(fā)揮治療OP的作用。張玉卓等[31]報(bào)道二者均能夠促進(jìn)BMSCs成骨分化，左歸丸促成骨活性及能力略優(yōu)于右歸丸，其作用機(jī)制與Runx2、COLI基因及蛋白表達(dá)水平升高相關(guān)[32]。亦有研究指出[33]，左歸丸能夠通過(guò)上調(diào)BGP、ATF4、BMP的蛋白濃度發(fā)揮促進(jìn)BMSCs向骨細(xì)胞分化的作用。周芳馨等[34]報(bào)道，右歸丸亦通過(guò)調(diào)控TGF-β、BMP-7、BGP的蛋白濃度發(fā)揮BMSCs成骨分化，維持正常的骨代謝水平。金匱腎氣丸能夠顯著地促進(jìn)去勢(shì)大鼠骨密度及骨微觀結(jié)構(gòu)，改善異常的骨代謝水平，發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松的作用，其機(jī)理可能與下調(diào)模型大鼠ALP、IL-6表達(dá)水平及上調(diào)OPG表達(dá)水平[35]。有研究表明[36-37]，金匱腎氣丸能夠通過(guò)上調(diào)IGF1、RUNX2、SPP1及下調(diào)FABP4基因來(lái)促進(jìn)BMSCs成骨分化能及抑制成脂分化能力。同樣有研究指出[38]，金匱腎氣丸促進(jìn)BMSCs成骨增殖、分化的機(jī)制可能從與調(diào)控FNDC5、BMP2基因表達(dá)水平密切相關(guān)。

3 小結(jié)

近年來(lái)隨著中醫(yī)藥及BMSCs研究的不斷深入，中醫(yī)藥防治OP的特色優(yōu)勢(shì)日漸突出，顯示出廣泛的應(yīng)用前景?！澳I主骨生髓”理論為中醫(yī)經(jīng)典理論，國(guó)內(nèi)外眾多研究表明，補(bǔ)腎中藥介導(dǎo)BMSCs成骨在分子水平治療OP作用顯著，將中醫(yī)“腎主骨生髓”理論與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)BMSCs相結(jié)合，從微觀角度闡釋中醫(yī)基礎(chǔ)理論的科學(xué)內(nèi)涵，為臨床用藥及進(jìn)一步研究提供依據(jù)。但仍存在尚未明晰的問(wèn)題，如補(bǔ)腎中藥誘導(dǎo)BMSCs成骨機(jī)制研究主要集中于通路特異性蛋白研究，忽視完整通路的研究及其他蛋白的研究；補(bǔ)腎壯骨復(fù)方中藥單體成分復(fù)雜，入血成分有待于進(jìn)一步明晰；誘導(dǎo)BMSCs成骨作用的有效成分及靶標(biāo)蛋白有待于進(jìn)一步明晰。以上問(wèn)題，希望能在未來(lái)的研究中予以解決。