從“虛”論治絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥與Wnt/β-catenin信號通路相關(guān)性研究進展

王想福，陳偉國，葉丙霖，楊博文

(1.甘肅省中醫(yī)院，甘肅蘭州 730050；2.甘肅省中醫(yī)藥研究院，甘肅蘭州 730050)

絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥(postmenopausal osteoporosis,PMOP)為臨床常見病，常并發(fā)疏松性病理性骨折，嚴重影響患者的生活質(zhì)量。中醫(yī)藥在治療PMOP時療效顯著，可明顯改善患者的臨床癥狀，提高生活質(zhì)量，并且其副作用較少。中醫(yī)在治療PMOP時主要責(zé)之于“虛”，從“虛”論治PMOP行之有效，但由于缺乏有效的分子學(xué)機制，尚未達到標準化的防治水平。本文基于Wnt/β-catenin信號通路，從“虛”探討和論治PMOP。

1 中醫(yī)從“虛”論治PMOP的病證機理

PMOP歸屬于中醫(yī)“骨痹”、“骨極”、“骨痿”、“骨枯”等范疇，目前最多歸于“骨痿”的范疇[1]?！端貑枴ゐ粽摗贰澳I氣熱，則腰脊不舉，骨枯而髓減，發(fā)為骨痿”，《景岳全書·痿論》“腎者，水臟也，今水不勝火，則骨枯而髓虛，故足不任身，發(fā)為骨痿”，提示PMOP的病因主要責(zé)之于“虛”。

腎虛為PMOP的最主要因素，《內(nèi)經(jīng)》指出“腎實則骨有生氣”及“腎主骨生髓”。說明腎精充足則骨髓生化有源，骨骼得以充養(yǎng)，骨健而筋強；反之，骨為腎之余，腎精虧虛則骨髓生化乏源，骨骼失其充養(yǎng)，致使骨枯髓減，萎弱不用，骨質(zhì)疏松。正如《靈樞》指出：“足少陰氣絕則骨枯，骨不濡則肉不能著也，骨肉不相親則肉軟卻，發(fā)無澤者骨先死。”有學(xué)者研究表明，腎精的充足與否與骨礦物的含量有直接關(guān)系[2]。梁文娜等[3]研究證實，腎虛與絕經(jīng)后女性骨密度之間存在密切關(guān)系。

脾虛亦是PMOP發(fā)病的重要因素，脾為氣血生化之源而主肌肉，若脾氣充足，氣血生化有源, 外輸筋骨肌肉, 濡養(yǎng)肢體肌膚, 則肌膚飽滿, 骨骼強健，肌肉有力。《素問》曰：“謹和五味，骨正筋柔，……如是，則骨氣以精，謹?shù)廊绶?，長百天命。”反之，若脾胃虛弱則氣血生化乏源，骨骼肌肉得不到充養(yǎng)，骨髓空虛，四肢不用。婦女絕經(jīng)后，生理機能紊亂，身體機能下降，脾胃虧虛，水谷運化失常，天癸虧虛，無以充養(yǎng)骨骼肌肉及沖、任二脈，易導(dǎo)致 PMOP。趙巍等[4]對805篇文獻研究發(fā)現(xiàn)，脾可直接或間接影響機體對鈣、磷等微量元素及其營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與利用，骨骼中微量元素不足及營養(yǎng)物質(zhì)的缺乏，導(dǎo)致骨量減少、骨質(zhì)疏松。

肝血虛也可導(dǎo)致PMOP的發(fā)生，肝藏血而主司運動。《素問·五臟生成論》指出:“肝受血而能視, 足受血而能步。”說明肝血營養(yǎng)四肢百骸，肝血充足，則筋骨強健，肝血虧虛，則可導(dǎo)致骨枯髓減，骨質(zhì)疏松。葉天士指出，女子以肝為先天，說明肝在女性的生理病理中起著尤為重要的作用，絕經(jīng)后女子天癸已竭，生理機能減退，肝血常不足，導(dǎo)致筋骨無以濡養(yǎng)，加速PMOP的出現(xiàn)。另一方面，傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認為“肝腎同源”，肝血與腎精同源而互化，肝血充足則腎精飽滿，肝血不足則腎精虧虛，女子絕經(jīng)后肝血常不足，導(dǎo)致腎不藏精，共同導(dǎo)致PMOP的出現(xiàn)?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究認為，肝可通過影響鈣磷代謝、維生素D的吸收與利用、雌激素等多種途徑作用于骨的形成與吸收[5]。

另外，氣血虧虛也是PMOP發(fā)生的重要因素，氣血為人體生理機能的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，氣血充足，則生理正常運行；氣血不足，則人體缺乏維持生理機能的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，正如《素問》指出：“氣血正平，長有天命”，“血氣不和，百病乃變化而生”。筋骨的正常運行亦離不開氣血的濡養(yǎng)，女子絕經(jīng)后常伴隨生理機能的減退，氣血的虧虛，長此以往，可導(dǎo)致骨量減少、骨質(zhì)疏松。同時，氣血虧虛可導(dǎo)致腎、脾、肝的虧虛，加快PMOP的出現(xiàn)[6]。

2 Wnt/β-catenin信號通路與絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的相關(guān)性

Wnt蛋白為一種分泌型糖蛋白，參與細胞的生長、發(fā)育及凋亡的全過程[7]。Wnt/β-catenin信號通路為一種經(jīng)典的Wnt信號通路，Wnt/β-連環(huán)蛋白(β-catenin)為該信號通路上的關(guān)鍵細胞因子。此通路可調(diào)控細胞的生長、增殖及凋亡等 ，并且可加快成骨細胞的增殖，增加成骨細胞活性，促進成骨分化，其在骨形成時具有關(guān)鍵性的調(diào)節(jié)作用。肖延華等[8]發(fā)現(xiàn)，在腎虛型骨質(zhì)疏松小鼠腎臟中，β-catenin的生物活性顯著降低。 Mac Donald等[9]發(fā)現(xiàn)，骨形成及骨分化過程與Wnt/β-catenin信號通路及其下游因子密切相關(guān)。Wnt/β-catenin信號通路的細胞外蛋白包括Wnt1、Wnt3a、Wnt8 及 Wnt10b等，均可通過與細胞膜受體相結(jié)合而激活此信號通路。研究發(fā)現(xiàn)，Wnt/β-catenin信號通路激活后，通過細胞內(nèi)成對、跨膜受體及細胞外拮抗劑調(diào)控骨形成過程[10]，包括骨髓間充質(zhì)干細胞的成骨分化、成骨細胞前體的擴增等。Sangani等[11]研究表明，Wnt/β-catenin信號通路為促使骨髓間充質(zhì)干細胞成骨分化的重要環(huán)節(jié)。林甲換等[12]采用高強度間歇運動激活Wnt/β-catenin信號通路，發(fā)現(xiàn)通過高強度間歇運動可通過激活此通路及其下游ALP、Runx2成骨基因延緩絕經(jīng)后小鼠骨量丟失，進而調(diào)控間充質(zhì)干細胞向成骨細胞分化。Liu等[13]觀察間充質(zhì)干細胞成骨分化的敏感性，將其放在Wnt蛋白培養(yǎng)基中，發(fā)現(xiàn)其可加快干細胞成骨分化。研究發(fā)現(xiàn)，Wnt通路可在促進骨形成的同時，進一步增強堿性磷酸酶的活性，影響骨質(zhì)結(jié)構(gòu)[14-15]。另一方面，Wnt/β-catenin信號通路可介導(dǎo)破骨細胞的增殖與分化，其減少骨吸收的機能與對破骨細胞的作用直接相關(guān)。Iyer等[16]發(fā)現(xiàn)，此信號的減少可導(dǎo)致骨骼形成的減少，導(dǎo)致PMOP的發(fā)生。例如在糖皮質(zhì)激素作用于機體時，可通過抑制β-catenin下調(diào)骨鈣素的表達，使骨量減少，長此以往則導(dǎo)致骨質(zhì)疏松的出現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，采用糖皮質(zhì)激素干預(yù)骨質(zhì)疏松大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞，發(fā)現(xiàn)其可影響干細胞分化，使成骨細胞活性降低[17]。在一項動物實驗中發(fā)現(xiàn)，激活β-catenin可使破骨細胞減低，骨量增高，而在敲除β-catenin時破骨細胞數(shù)量增加，實驗動物骨量減低[18-19]。

3 從“虛”論治PMOP中的Wnt/β-catenin信號調(diào)控機制

中醫(yī)藥在治療PMOP具有顯著的臨床療效及獨特優(yōu)勢，隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對中醫(yī)藥理論的深入研究，越來越多的學(xué)者從分子學(xué)理論探討中藥對PMOP的臨床療效及其分子機制，其中Wnt/β-catenin信號通路為目前研究的熱點。PMOP在病證上常表現(xiàn)為精氣血的不足，所以傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)在治療PMOP時，依據(jù)辨證論證的思想從“虛”治療。

補腎活血法為臨床上治療PMOP的常用方法，王慶諺等[20]采用補腎益氣活血方干預(yù)PMOP大鼠，發(fā)現(xiàn)其可上調(diào)骨組織及腎組織Wnt7b等相關(guān)蛋白表達及β-catenin蛋白表達，提示補腎益氣活血方可通過Wnt7b/β-catenin信號通路來治療PMOP。王大偉等[21]從傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)“腎主骨”理論出發(fā)，運用補腎益氣活血中藥復(fù)方對PMOP大鼠進行體內(nèi)干預(yù)，發(fā)現(xiàn)大鼠骨與腎組織的Wnt3am RNA及其蛋白表達量顯著下降，而補腎益氣活血方能夠使其表達量顯著升高，從而治療PMOP；并進一步通過體外實驗研究表明，補腎活血類中藥可通過Wnt/β-catenin信號通路促進骨髓間充質(zhì)干細胞定向分化為成骨細胞，對PMOP發(fā)揮治療作用。有研究觀察六味地黃丸對PMOP模型大鼠骨質(zhì)疏松的影響，發(fā)現(xiàn)其可通過上調(diào)Runx2、Lrp-5、mRNA等影響Wnt/β-catenin信號通路，從而改善PMOP大鼠骨密度，治療骨質(zhì)疏松[22]。黃俊明[23]通過對淫羊藿苷的體內(nèi)外實驗研究表明，其可通過Wnt/β-catenin信號通路促使骨髓間充質(zhì)干細胞分化為成骨細胞，并可抑制其向成骨成脂分化。曾建春等[24]也證實，淫羊藿苷可作用于Wnt3a /β-catenin信號通路，促進骨髓間充質(zhì)干細胞定向分化，而發(fā)揮對PMOP的治療作用。楊軍等[25]認為，壯骨止痛方可通過影響PMOP大鼠Wnt/β-catenin的水平以防治PMOP。馬陳[26]觀察青娥丸對PMOP的治療作用及其對Wnt/β-catenin信號通路的影響，發(fā)現(xiàn)其可通過對Wnt/β-catenin信號通路的作用而提高PMOP患者的骨密度，改善骨質(zhì)結(jié)構(gòu)，使患者骨小梁數(shù)量明顯增加，從而發(fā)揮對PMOP的防治作用。

溫補類中藥亦為目前治療PMOP的臨床常用藥，具有提高骨密度、影響骨代謝、發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松的作用。湯軍[27]將杜仲醇作用于大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞，發(fā)現(xiàn)在誘導(dǎo)2 d后，β-catenin表達水平明顯增高，說明杜仲可通過Wnt/β-catenin信號通路促進成骨分化，發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松的作用。同時，張賢等[28]運用杜仲誘導(dǎo)干細胞的表達，在其誘導(dǎo)3 d后發(fā)現(xiàn)，β-catenin分子量增高顯著。鄭蘇陽[29]觀察發(fā)現(xiàn)，高濃度的蛇床子素可促進β-catenin分子的表達，并且中、高濃度的蛇床子素均可促進Wnt1蛋白量的表達，從而促進成骨，防治骨質(zhì)疏松。郭英等[30]研究發(fā)現(xiàn)，骨碎補總黃酮可通過促進Wnt/β-catenin信號通路來加快骨髓間充質(zhì)干細胞的增殖及其分化，從而發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松的作用。

綜上所述，補“虛”療法可通過作用于Wnt/β-catenin信號通路，促進骨質(zhì)生成，抑制破骨吸收，維持骨代謝的平衡，使骨密度增高，骨小梁重塑，達到防治PMOP 的目的。此外，Wnt/β-catenin信號通路不僅闡釋了 PMOP 的發(fā)病機制，而且為其防治開辟了廣闊的應(yīng)用前景，為中醫(yī)藥的臨床用藥提供了分子生物學(xué)基礎(chǔ)。若可以將Wnt/β-catenin信號通路作為傳統(tǒng)中醫(yī)藥防治的中心環(huán)節(jié)，借助現(xiàn)代研究手段，加強對中醫(yī)藥治作用的分子學(xué)機理研究，進而闡明其作用機理，靶向用藥，將為中醫(yī)藥防治PMOP開辟新的捷徑。