試論腎藏精主骨為先天之本與表觀遺傳學的關(guān)系*

王重一 鄧洋洋 高巳東 林浩楠

（1.遼寧中醫(yī)藥大學研究生學院，遼寧 沈陽 110032；2.遼寧中醫(yī)藥大學中醫(yī)學院，遼寧 沈陽 110032）

骨質(zhì)疏松癥（OP）是常見的骨骼疾病，以骨量低，骨組織微結(jié)構(gòu)損壞，導致骨脆性增加，易發(fā)生骨折為特征的全身性骨病[1]。表觀遺傳現(xiàn)象中DNA 序列不發(fā)生改變，但表觀遺傳修飾引起的基因表達的改變是可遺傳的，這是表觀遺傳現(xiàn)象的一大特點。中醫(yī)認為腎為先天之本，與遺傳有著密切的聯(lián)系[2]。成骨細胞源于骨髓間充質(zhì)干細胞（BMSCs），與骨形成密切相關(guān)。近年來，表觀遺傳學對于BMSCs 的影響受到廣泛關(guān)注[3]。表觀遺傳學與中醫(yī)藥相結(jié)合的研究日益成為現(xiàn)代相關(guān)研究的新趨勢[4]。本文試論述“腎藏精主骨，為先天之本”與表觀遺傳調(diào)控骨代謝的相關(guān)性。

1 腎藏精主骨 為先天之本理論

《素問·六節(jié)藏象論》云：“腎者，主蟄，封藏之本，精之處也……其充在骨”。腎藏先天之精和后天之精，先天之精賴于后天之精的充養(yǎng)，二者相輔相成，共同組成腎中精氣?！端貑枴ば魑鍤狻贰端貑枴り庩枒蟠笳摗芬灿涊d了“腎主骨”“腎生骨髓”，即腎精化髓而養(yǎng)骨。正如《圣濟總錄·諸痹門》曰：“夫骨者，腎之余，髓者，精之所充也，腎水流行，則髓滿而骨強”。反之，《靈樞·本神》曰：“精傷則骨酸痿厥”。腎精不足，則髓減骨枯，發(fā)為骨痿?！吨形鲄R通醫(yī)經(jīng)精義》曰：“腎藏精，精生髓，髓生骨，故骨者腎之所合也；髓者，腎精所生，精足則髓足，髓足則骨強”，說明腎精充盛是骨骼強健的前提。腎精充盛，骨髓化生有源，髓充養(yǎng)骨而骨骼強健；腎精虧虛，骨髓則化生乏源，“精去則骨枯”，進而發(fā)為OP，以上證實了腎-精-骨之間存在生理病理關(guān)系。

《醫(yī)宗必讀·腎為先天本脾為后天本論》中提出“腎為先天之本”“先天之本在腎，腎應北方之水”，即先天之本為與生俱來的，是整個生命活動的根本。

2 腎藏精主骨 為先天之本的現(xiàn)代研究

中醫(yī)學與西醫(yī)學的“腎”不同，除解剖的腎臟外，還包括下丘腦-垂體-腎上腺軸、下丘腦-垂體-性腺軸、下丘腦-垂體-甲狀腺軸等神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫系統(tǒng)，為人體的綜合性功能單位。腎所藏之精，有先天之精與后天之精，先天之精是生殖之精，是稟受于父母，構(gòu)成胚胎的原始遺傳物質(zhì)；后天之精泛指一切精微物質(zhì)，主要來自飲食水谷及臟腑之精。先后天之精相合形成腎中精氣，對人體“生長壯老已”的生命過程發(fā)揮重要作用，故《素問·金匱真言論》說：“夫精者，身之本也”。腎精源于先天，養(yǎng)于后天，是腎臟生理活動的物質(zhì)基礎(chǔ)?！澳I主骨”（《素問·宣明五氣》）、“腎生骨髓”（《素問·陰陽應象大論》）指出腎精是骨骼發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，說明腎藏精能調(diào)控骨系統(tǒng)的健康狀態(tài)；腎精虧虛是骨退變及發(fā)生慢性病的核心病機。腎系統(tǒng)在調(diào)節(jié)骨的生長發(fā)育及生理功能方面居重要地位。

中醫(yī)腎為先天之本，與遺傳有密切聯(lián)系，決定子代的先天稟賦與生長發(fā)育。中醫(yī)認為腎主骨生髓，為先天之本，與后天之精互為補充使骨髓充盈，這與表觀遺傳學機制體現(xiàn)出的動態(tài)觀和整體觀頗相一致[2]。研究[5]表明OP 及其引起的骨折有遺傳性。表觀遺傳機制在骨骼疾病中的作用近年來備受關(guān)注。然而要闡述復雜遺傳條件下多種基因的相互作用，仍是巨大的挑戰(zhàn)。

本團隊負責國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（“973”計劃）項目（基于“腎藏精”的藏象理論基礎(chǔ)研究）課題一部分，團隊率先提出“腎藏精”的本質(zhì)在整體上主要是神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫系統(tǒng)的調(diào)控作用；在細胞與分子水平主要或部分是各種干細胞及其微環(huán)境物質(zhì)、功能和信息的綜合體現(xiàn)。其中，各種干細胞（胚胎干細胞和成體干細胞）及其增殖、分化過程是“精”的部分物質(zhì)與功能的體現(xiàn)，包括BMSCs。

3 表觀遺傳學與骨代謝

腎為先天之本，基于“腎藏精主骨”理論，從表觀遺傳學切入，表觀遺傳學是指在DNA 序列不發(fā)生改變的情況下，基因的各項功能和表達水平發(fā)生改變，產(chǎn)生可遺傳的表型。其中DNA 甲基化、非編碼RNA（ncRNA）調(diào)控和組蛋白修飾對成骨細胞分化和骨形成有較大影響。

3.1 DNA 甲基化與骨代謝 DNA 甲基化是指將3-腺苷甲硫氨酸（SAM）作為甲基供體，使DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMT）發(fā)揮作用，進而將甲基轉(zhuǎn)移到胞嘧啶（C）的第5位碳原子上，隨后將胞嘧啶轉(zhuǎn)化為5-甲基胞嘧啶（5mC）的過程[6]。王劍等[7]將去卵巢小鼠分為正常組、模型組、中藥復方組、陽性對照組，14 周后檢測骨密度，與正常組對比，模型組骨密度降低，骨組織Osterix 和Runx2 甲基化水平升高，與模型組相比,中藥復方組和陽性對照組骨密度增高，骨組織Osterix 和Runx2 甲基化水平顯著降低，提示OP 與成骨關(guān)鍵基因Runx2、Osterix 甲基化修飾的表觀遺傳失調(diào)有關(guān)，其發(fā)病機制可能是骨組織Runx2 和Osterix 啟動子甲基化水平升高，而中藥復方可能通過降低骨組織Runx2、Osterix 啟動子甲基化水平，有效防治該病。張曉蕾[8]使用DNA 甲基化抑制劑對間充質(zhì)干細胞預處理24 h 后進行向成骨分化誘導，結(jié)果顯示預處理后的間充質(zhì)干細胞在成骨分化的效率上提高。

3.2 ncRNA 與骨代謝 ncRNA 指不編碼蛋白質(zhì)的RNA，雖然這些基因轉(zhuǎn)錄為RNA，但是并沒有被翻譯成蛋白，因此被稱為ncRNA，其中就包括長鏈非編碼RNA（lncRNA）[9]。lncRNA 指長度超過200 個核苷酸的非編碼轉(zhuǎn)錄物，在被激活的Wnt/β-catenin 信號通路中可以上調(diào)成骨因子，例如Runx2 和骨鈣素等，因此可以促進BMSCs向成骨方向分化。研究[10]表明，lncRNA LINC00707 過表達會促進hBMSCs 的成骨分化。miRNA-145 被lncRNA LINC00707 吸附以后，LRP5 的表達被上調(diào)，Wnt/β-catenin 信號通路被激活，使BMSCs 向成骨分化。

3.3 組蛋白修飾與骨代謝 組蛋白修飾包括組蛋白去甲基化和去乙酰化等。實驗[11]發(fā)現(xiàn)，組蛋白去甲基化酶LSD1 調(diào)控Wnt7b 和BMP2 的表達，LSD1 缺失的小鼠成骨細胞分化的速度加快，這是由于小鼠體內(nèi)缺失LSD1 后會提高成骨細胞中的BMP2 和Wnt7b 的表達，進而增強骨形成，同時體外實驗也發(fā)現(xiàn)由于缺少LSD1，hBMSCs 會加速向成骨細胞分化。

4 腎藏精主骨 為先天之本理論和表觀遺傳調(diào)控骨代謝的聯(lián)系

腎藏精主骨，為先天之本，骨質(zhì)的強健有賴于骨髓的濡養(yǎng)。腎精所化生殖之精具有遺傳性，其包含的核酸是遺傳信息的攜帶者，與表觀遺傳調(diào)控骨骼的發(fā)育和重建有異曲同工之妙。骨骼的發(fā)育是一個復雜的過程，DNA 甲基化、ncRNA 調(diào)控與組蛋白修飾對于間充質(zhì)干細胞、成骨細胞以及破骨細胞的分化增殖與轉(zhuǎn)化起到重要作用，這3 種機制之間相輔相成，共同參與到基因表達中，通過表觀遺傳調(diào)控促進間充質(zhì)干細胞向成骨方向分化，進而達到預防和治療OP 的目的。綜上所述，表觀遺傳調(diào)控對于預防和治療骨代謝相關(guān)疾病有重要意義，亦為中醫(yī)“腎藏精主骨，為先天之本”理論防治骨代謝相關(guān)疾病提供依據(jù)和新的思路。