基于“血瘀”理論探討中藥通過Wnt/β-catenin信號通路治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥研究進(jìn)展*

屈佳樂,李剛,劉江

1.山東中醫(yī)藥大學(xué),山東 濟(jì)南 250355; 2.山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,山東 濟(jì)南 250014

絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥(postmenopausal osteoporosis,PMOP)是因?yàn)榕越^經(jīng)期雌激素水平“斷崖式”下降而導(dǎo)致骨量減少、骨小梁結(jié)構(gòu)變化、骨骼脆弱和容易骨折為特征的全身骨代謝疾病[1],主要臨床表現(xiàn)為全身疼痛,伸展受限,甚至出現(xiàn)脊柱變形、身高縮短及骨折等。全球老年女性骨質(zhì)疏松癥的總患病率為35.3%,而全球老年男性患病率為12.5%[2]。在我國,40歲及以上人群骨質(zhì)疏松癥患病率男性為5.0%,女性為20.6%,50歲及以上男性骨質(zhì)疏松患病率為6.9%,絕經(jīng)后女性患病率為32.1%[3]。絕經(jīng)后女性腎精虧虛,瘀阻骨絡(luò),骨質(zhì)疏松發(fā)病率較高。有學(xué)者發(fā)現(xiàn),Wnt/β-catenin信號通路既能促進(jìn)成骨細(xì)胞分化,又能調(diào)控破骨細(xì)胞的表達(dá)[4]。故本文從中醫(yī)“血瘀”角度分析單味中藥提取物及中藥復(fù)方通過Wnt/β-catenin信號通路治療PMOP的作用機(jī)制,現(xiàn)綜述如下。

1 中醫(yī)“血瘀”理論與PMOP的關(guān)系

PMOP屬中醫(yī)學(xué)“骨痿”“骨痹”等范疇,就松而言是“痿”,以痛而言屬“痹”[5]。腎精虧虛是PMOP發(fā)病的根本原因,血瘀則是發(fā)病的重要環(huán)節(jié),腎虛與血瘀二者共同作用加速了PMOP的發(fā)生發(fā)展[6]?！夺t(yī)林改錯(cuò)》中記載:“元?dú)饧忍?必不能達(dá)于血管,血管無氣,必停留而瘀?！蹦I為先天之本,為氣之根,氣血運(yùn)行不暢,瘀滯即生[7]。《素問·上古天真論》曰:“七七,任脈虛,太沖脈衰少,天癸竭,地道不通,故形壞而無子也。”絕經(jīng)后女性,由于腎精氣虧虛、化源不足,血液運(yùn)行受阻,影響氣血津液的生成和運(yùn)行,日久則致“瘀”?！把觥敝虏?氣不行血不暢,機(jī)體得不到濡養(yǎng),故而形成骨痹[8]。所以,治療PMOP不僅要注意腎虛,還應(yīng)留意血瘀這一環(huán)節(jié)。

2 Wnt/β-catenin信號通路調(diào)控機(jī)制與PMOP

Wnt基因最初來源于小鼠原癌病毒 (Int-1) 基因和果蠅 (wingless)無翅基因[9]。Wnt蛋白是細(xì)胞外富含半胱氨酸的糖蛋白大家族[10]。目前,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)19種蛋白,可與卷曲蛋白 (Frizzled) 家族的受體、脂蛋白受體相關(guān)的蛋白5/6(LRP5/6)相互作用,從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)的級聯(lián)激活,調(diào)節(jié)多種多樣的生物過程[11]。經(jīng)典Wnt通路又稱Wnt/β-catenin信號通路,涉及β-catenin的核轉(zhuǎn)位和通過T細(xì)胞因子/淋巴增強(qiáng)子結(jié)合因子(Tcell factor/lymphoid enhancing factor,TCF/LEF)轉(zhuǎn)錄因子激活靶基因,而非經(jīng)典Wnt通路不依賴于β-catenin-TCF/LEF[12],Wnt信號通路是骨生成與骨吸收的重要調(diào)節(jié)劑。Wnt/β-catenin信號通路能夠促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖及分化,同時(shí)可以負(fù)向調(diào)控破骨細(xì)胞的表達(dá),加強(qiáng)骨吸收,維持骨穩(wěn)態(tài)[13]。因此,Wnt/β-catenin途徑的突變與PMOP的發(fā)病密切相關(guān)。

3 單味中藥提取物調(diào)控Wnt/β-catenin通路防治PMOP

臨床中大多PMOP患者存在慢性骨痛,依據(jù)“不通則痛”“不榮則痛”理論,認(rèn)為氣血瘀阻經(jīng)絡(luò)是PMOP的主要病機(jī)[14],補(bǔ)腎益氣、強(qiáng)筋壯骨、活血止痛為主要治療原則。研究發(fā)現(xiàn),單味中藥及其提取物能夠通過Wnt/β-catenin信號通路來調(diào)節(jié)骨代謝,已達(dá)到防治PMOP的目的。

3.1 骨碎補(bǔ)骨碎補(bǔ)為水龍骨科植物槲蕨Drynariafortunei(Kunze)J.Sm.的干燥根莖[15]。關(guān)于骨碎補(bǔ)的記載最早見于唐代《藥性論》,味苦、性溫,歸肝經(jīng)、腎經(jīng),具有補(bǔ)腎強(qiáng)骨、活血止痛的功效?！侗静莺分杏涊d:“主骨碎折傷,祛瘀生新?！惫撬檠a(bǔ)中黃酮類化合物含量最豐富。其中,骨碎補(bǔ)總黃酮是骨碎補(bǔ)中黃酮類化合物的主要有效成分,廣泛應(yīng)用于治療骨折、骨缺損、骨質(zhì)疏松等骨科疾病[16]。Li等[17]發(fā)現(xiàn),骨碎補(bǔ)總黃酮能夠部分通過激活Wnt/β-catenin信號通路,促進(jìn)成骨細(xì)胞的分化及成骨相關(guān)蛋白的表達(dá)。陳云剛等[18]認(rèn)為,骨碎補(bǔ)含藥血清能夠激活Wnt/β-catenin信號通路,促進(jìn)成骨的分化以及BMSCs的增殖。Wang等[19]研究發(fā)現(xiàn),柚皮苷是治療骨質(zhì)疏松癥的有效成分,其作用機(jī)制是通過激活LEF、TCF轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)節(jié)β-catenin的表達(dá)水平。

綜上所述,骨碎補(bǔ)的有效成分能夠激活Wnt信號通路,促進(jìn)成骨細(xì)胞分化,延緩PMOP的發(fā)展,在治療骨病方面發(fā)揮著重要作用。

3.2 丹參丹參別名“赤參”“山參”,為唇形科植物丹參SalviamiltiorrhizaBge.的干燥根和根莖[20]。最早見于《神農(nóng)本草經(jīng)》,味苦,性微寒,歸心經(jīng)、肝經(jīng),具有活血化瘀、涼血解毒、解郁安神的作用。《藥性論》記載:“能治腳弱,疼痹。”[21]丹參主要成分包含丹參酮、木犀草素、丹酚酸等,用于治療各類骨質(zhì)疏松癥[22]。閆小飛等[23]發(fā)現(xiàn),丹參素通過激活Wnt/β-catenin通路以促進(jìn)成骨細(xì)胞的分化。Liu等[24]探討丹參在臨床中抗骨質(zhì)疏松的作用機(jī)制,對去卵巢大鼠給予丹參水提物,連續(xù)給藥14周。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),丹參水提物可改善骨微結(jié)構(gòu)和骨強(qiáng)度,其作用機(jī)制可能在于丹參通過增加P-LRP6和IGF-1的表達(dá),降低DKK1的表達(dá),并調(diào)節(jié)P-GSK3β與GSK3β的比例和β-catenin的積累,從而激活Wnt/β-catenin信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。

由上可知,丹參提取物能夠提高骨密度,改善骨強(qiáng)度,在骨質(zhì)疏松癥的治療中具備藥物研發(fā)的潛質(zhì)。

3.3 西紅花西紅花又名“藏紅花”“番紅花”,為鳶尾科植物番紅花CrocussativusL.的干燥柱頭[25]。最早記載于《埃伯斯紙草書》中,味甘、性微寒,歸心經(jīng)、肝經(jīng),具有活血化瘀、涼血解毒、解郁安神的功效?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),藏紅花主要成分有藏紅花酸、藏紅花素、藏紅花酸二甲酯、藏紅花苦素、藏紅花醛[26]。藏紅花素具有抗腫瘤、抗動脈粥樣硬化和抗脂質(zhì)過氧化等作用[27]。其中,藏紅花素的抗細(xì)胞凋亡及破骨細(xì)胞抑制作用均表明,它是治療骨質(zhì)疏松癥和骨和軟骨退行性疾病的天然物質(zhì)[28]。Cao等[29]發(fā)現(xiàn),藏紅花素可防止雌激素缺乏引起的骨質(zhì)流失,抑制小梁微結(jié)構(gòu)的惡化,維持骨骼的生物力學(xué)能力,降低骨轉(zhuǎn)換率。王一鳳等[30]采用三種不同劑量的西紅花苷作為治療組,氯化鈉溶液作為對照組,對卵巢切除誘發(fā)骨質(zhì)疏松的大鼠腹腔注射12周,結(jié)果發(fā)現(xiàn)西紅花苷能夠增加大鼠的骨強(qiáng)度與骨礦鹽,其作用機(jī)制與激活Wnt/β-Catenin信號通路有關(guān)。

綜上所述,西紅花有效成分既能促進(jìn)成骨分化又能抑制破骨細(xì)胞,降低骨轉(zhuǎn)換率,從而緩解骨質(zhì)疏松癥的癥狀。

3.4 牛膝牛膝分為川牛膝及懷牛膝,為莧科植物牛膝AchyranthesbidentataBl.的干燥根[31]。最早記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,味苦、甘、酸、性平,歸肝經(jīng)、腎經(jīng),具有逐瘀通經(jīng)、補(bǔ)肝腎、強(qiáng)筋骨、利尿通淋、引血下行的作用?！夺t(yī)學(xué)衷參西錄》記載:“牛膝為補(bǔ)益之品而善引氣血下注,故善治腎虛腰痛,或腿痿不能任地?！盵32]牛膝主要成分有甾酮類、多糖類、皂苷類等,具有鎮(zhèn)痛、抗炎等作用[33]。牛膝多糖是從牛膝中提取的多糖類化合物,具有抗腫瘤、抗衰老、抗凝血及免疫調(diào)節(jié)等多種藥理作用。郎小琴等[34]發(fā)現(xiàn),牛膝多糖能夠提高老年骨質(zhì)疏松大鼠骨密度,改善骨代謝,升高骨形成指標(biāo)。楊豪等[35]研究發(fā)現(xiàn),牛膝多糖通過激活Wnt/β-catenin信號通路來改善大鼠骨代謝水平,提高大鼠骨密度。

綜上,牛膝提取物可提高Wnt信號通路改善骨代謝水平,對骨質(zhì)疏松癥的治療具有積極作用。

3.5 紅景天紅景天為景天科植物大花紅景天Rhodiolacrenulata(Hook.f.etThoms.)H.Ohba的干燥根和根莖[36],性平,味甘、苦,歸肺經(jīng)、心經(jīng),具有益氣活血、通脈平喘的作用。紅景天具有抗疲勞、抗缺氧等作用,主要成分為紅景天苷[37-38]。紅景天苷具有保護(hù)心腦血管、調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤等藥理作用,同時(shí)能夠抑制破骨細(xì)胞的分化、極化和骨吸收[39-40]。王澤鳳等[41]研究發(fā)現(xiàn),紅景天苷可激活Fox O1/β-catenin通路實(shí)現(xiàn)對DOP大鼠氧化應(yīng)激的改善。Li等[42]發(fā)現(xiàn),紅景天苷通過經(jīng)典的 Wnt/β-catenin 信號通路促進(jìn)脂肪源性基質(zhì)細(xì)胞的成骨分化。

3.6 銀杏葉銀杏葉被稱為“活化石”,為銀杏科植物銀杏GinkgobilobaL.的干燥葉[43],性平,味甘、苦、澀,歸心經(jīng)、肺經(jīng),具有活血化瘀、通絡(luò)止痛、清肺平喘、化濁降脂的功效。銀杏葉廣泛用于治療腦血管功能不全、衰老相關(guān)的認(rèn)知障礙以及阿爾茨海默病等多種疾病[44]。銀杏葉提取物的成分包括植物雌激素、萜類化合物和銀杏酸,具有抗炎和抗氧化的特性,近年來已成為治療骨科疾病的新選擇[45]。Gu等[46]研究發(fā)現(xiàn),銀杏葉提取物在調(diào)節(jié)BMP和Wnt/α-catenin信號通路的同時(shí),也促進(jìn)了成骨細(xì)胞的增殖以及新骨形成。張曉曉等[47]認(rèn)為,銀杏葉提取物可通過激活經(jīng)典Wnt信號通路,促進(jìn)MG63細(xì)胞成骨分化。

綜上所述,銀杏葉不僅對心腦血管、神經(jīng)系統(tǒng)等疾病有較好的治療效果,而且其提取物通過Wnt信號通路可促進(jìn)成骨細(xì)胞分化,為中藥治療骨質(zhì)疏松癥提供很好的思路。

3.7 姜黃姜黃被稱為“印度藏紅花”,為姜科植物姜黃CurcumaLongaL.的干燥根莖[43],性溫、味辛、苦,歸脾經(jīng)、肝經(jīng),具有破血行氣、通經(jīng)止痛的作用。姜黃中主要化學(xué)成分是類姜黃素,包括姜黃素、去甲氧基姜黃素和雙去甲氧基姜黃素[48]。姜黃素因具有抗感染、抗增殖、促進(jìn)細(xì)胞凋亡、抗氧化等特點(diǎn),被用于治療心血管疾病、神經(jīng)性疼痛等多種疾病[49]。趙容山等[50]發(fā)現(xiàn),姜黃素通過調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin信號通路,保護(hù)成骨細(xì)胞在氧化應(yīng)激狀態(tài)下增殖與分化。楊青坡等[51]發(fā)現(xiàn),姜黃素通過調(diào)節(jié)FoxO3a/Wnt通路,抑制緩解氧化應(yīng)激反應(yīng),以達(dá)到抗骨質(zhì)疏松的目的。

綜上所述,姜黃提取物基于Wnt/β-catenin信號通路對成骨細(xì)胞的分化有積極意義,具有廣闊的新藥開發(fā)潛力。

3.8 雞血藤雞血藤為豆科植物密花豆SpatholobussuberectusDunn的干燥藤莖[43],性溫,味苦、甘,歸肝、腎經(jīng),具有活血補(bǔ)血、調(diào)經(jīng)止痛、舒筋活絡(luò)的作用?！讹嬈聟ⅰ吩?“祛瘀血,生新血,流利經(jīng)脈。治暑痧,風(fēng)血痹癥。”[52]雞血藤含有萜類化合物、黃烷類化合物、雞血藤醇、異黃酮類、黃酮類化合物等甾體類化合物,臨床上常將其應(yīng)用于抗血小板聚集、抗炎鎮(zhèn)痛、抗腫瘤、抗病毒等方面的治療[53]。馮淑華等[54]研究發(fā)現(xiàn),雞血藤可促進(jìn)MC3TW-E1細(xì)胞內(nèi)外堿性磷酸酶活性,同時(shí),也可增加MC3TW-E1細(xì)胞生成作用。丁徐等[55]研究發(fā)現(xiàn),雞血藤通過激活Wnt/β-catenin信號通路,可提高骨質(zhì)疏松性骨折大鼠術(shù)后骨折組織中LRP5、β-catenin、Runx2水平,促進(jìn)骨折大鼠骨組織修復(fù)。

綜上所述,雞血藤激活Wnt/β-catenin信號通路,促進(jìn)堿性磷酸酶活性,提高骨質(zhì)量,對PMOP的治療具有積極作用。

3.9 牡丹皮牡丹皮為毛茛科植物牡丹PaeoniasuffruticosaAndr.的干燥根皮[43],性微寒,味苦、辛,歸心經(jīng)、肝經(jīng)、腎經(jīng),具有清熱涼血、活血化瘀的功效。牡丹皮中主要化合物有丹皮酚、丹皮苷、丹皮內(nèi)酯、芍藥苷和牡丹皮苷,對炎癥、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、癌癥和心血管疾病等具有治療作用[56]。丹皮酚是從P.suffruticosa中分離出來的主要化合物,具有抗炎和抗氧化活性的作用[57]。張富財(cái)?shù)萚58]發(fā)現(xiàn),丹皮酚能夠抑制Fox O3a、促進(jìn)Wnt2/β-catenin通路激活,提高OVX-OP大鼠椎骨骨密度,緩解骨質(zhì)疏松。戴冰等[59]研究發(fā)現(xiàn),六味地黃湯中山茱萸、牡丹皮能夠降低PMOP大鼠血清堿性磷酸酶、抗酒石酸酸性磷酸酶水平,改善骨吸收與骨形成平衡,提高骨密度。從血瘀理論角度,牡丹皮歸肝經(jīng)、腎經(jīng),其活血化瘀的功效對骨質(zhì)疏松癥性疼痛有緩解作用。

綜上,丹皮酚能激活Wnt信號通路,提高骨密度,延緩PMOP發(fā)展。

3.10 虎杖虎杖為蓼科植物虎杖PolygonumcuspidatumSieb.etZucc.的干燥根莖和根[60],性微寒,味微苦,歸肝經(jīng)、膽經(jīng)、肺經(jīng),具有利濕退黃、清熱解毒、散瘀止痛、止咳化痰的作用?；⒄鹊挠行С煞种邪邹继J醇和虎杖苷具有抗骨質(zhì)疏松的作用[61]。Wang等[62]研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇能夠使某種雌激素受體激活,在增加成骨細(xì)胞的同時(shí)減弱破骨細(xì)胞的分化。喻琴云等[63]發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇可上調(diào)Wnt/β-catenin信號通路,提高骨密度,調(diào)控成骨。徐敏敏等[64]研究發(fā)現(xiàn),虎杖苷能夠激活Wnt/β-catenin信號通路,減少GSK-3b表達(dá),增加β-Catenin表達(dá),從而達(dá)到調(diào)控成骨的效果。

綜上所述,虎杖中的虎杖苷與白藜蘆醇能夠調(diào)控Wnt/β-catenin信號通路,以達(dá)到骨平衡的狀態(tài),但虎杖對PMOP的治療效果還需進(jìn)一步挖掘。

4 中藥復(fù)方調(diào)控Wnt/β-catenin信號通路防治PMOP

近年來大量研究發(fā)現(xiàn),中藥復(fù)方能有效防治PMOP,既體現(xiàn)了“整體觀念”和“辨證論治”的中醫(yī)理論,又具有多靶點(diǎn)、多途徑、多層面、安全性良好等優(yōu)勢,深受眾多醫(yī)家及患者的喜愛。

研究發(fā)現(xiàn)[65],加味身痛逐瘀湯能明顯改善去卵巢骨質(zhì)疏松癥大鼠骨微結(jié)構(gòu),通過正向調(diào)控Wnt/β-catenin 信號通路提高股骨組織中Wnt、Wnt1、β-catenin和cyclin D1蛋白的表達(dá)量,增加PMOP大鼠的骨密度以及改善骨組織形態(tài),發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松癥的作用。劉金豹等[66]以“腎主骨生髓”“血行則瘀自去”為組方原則,發(fā)現(xiàn)補(bǔ)腎活血膠囊含藥血清能夠促進(jìn)成骨分化以及骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖,其作用機(jī)制可能與調(diào)節(jié)Wnt/β-Catenin信號通路有關(guān),從分子水平為中醫(yī)藥防治PMOP奠定理論基礎(chǔ)。王大偉等[67]發(fā)現(xiàn),補(bǔ)腎益氣活血方能夠降低抗酒石酸酸性磷酸酶和提高堿性磷酸酶含量,主要機(jī)制是上調(diào)Wnt3a蛋白的表達(dá),從而啟動Wnt/β-catenin經(jīng)典細(xì)胞信號通路,激活下游靶基因,防治PMOP的發(fā)生和發(fā)展。王慶諺等[68]用補(bǔ)腎益氣活血方灌胃去勢大鼠骨質(zhì)疏松模型12周后發(fā)現(xiàn),Wnt7b、Axin2及Runx2 mRNA及蛋白表達(dá)明顯上調(diào),結(jié)果表明補(bǔ)腎益氣活血方通過上調(diào)Wnt7b/β-catenin信號通路相關(guān)因子促進(jìn)成骨份化來緩解骨質(zhì)疏松。柴爽等[69]發(fā)現(xiàn),補(bǔ)腎健脾活血方可提高PMOP大鼠的腰椎骨密度以及生物力學(xué)性能,其作用機(jī)制可能與調(diào)控Wnt/β-catenin信號通路和骨橋蛋白的表達(dá)有關(guān)。

5 小結(jié)與展望

中藥治療PMOP具有多途徑、多環(huán)節(jié)、多靶點(diǎn)、多通路等特點(diǎn),活血化瘀類中藥通過Wnt/β-catenin信號通路能夠有效調(diào)控紊亂的骨代謝,從而達(dá)到治療PMOP的目的[70-71]。從腎虛血瘀治療PMOP的作用機(jī)制研究雖然取得一些進(jìn)展,但仍存在以下問題:(1)PMOP血瘀理論學(xué)說雖然在中醫(yī)界被廣泛認(rèn)可,但仍受腎主骨理論的影響,很多醫(yī)家只重視腎虛而忽略血瘀,故只重用補(bǔ)腎藥而忽視活血化瘀藥,在一定程度上影響藥物治療PMOP的效果。(2)對于活血化瘀類中藥及復(fù)方中有效成分篩選研究仍有不足;(3)國內(nèi)對于活血化瘀藥物骨組織及其哈佛氏系統(tǒng)的作用影響鮮有報(bào)道;(4)活血中藥復(fù)方具有多靶點(diǎn)、多通路等特點(diǎn),除了Wnt/β-catenin信號通路外,可能還有其他信號通路參與骨代謝過程。因此,應(yīng)不斷地挖掘?qū)ふ腋嗤坊虬悬c(diǎn),為臨床研究應(yīng)用或?qū)嶒?yàn)研究提供更可靠、更多的證據(jù);(5)缺少大樣本、標(biāo)準(zhǔn)化的臨床研究,應(yīng)進(jìn)一步深化活血化瘀類中藥對PMOP的基礎(chǔ)和臨床研究。今后,應(yīng)進(jìn)一步深化活血化瘀類中藥對PMOP的基礎(chǔ)和臨床研究,提高臨床療效,改善患者生活質(zhì)量,還要不斷挖掘?qū)ふ腋嗤坊虬悬c(diǎn),為臨床應(yīng)用或?qū)嶒?yàn)研究提供更可靠、更多的證據(jù)。