DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2025.22.36
中图分类号:R274
王丹阳1, 张文贤2, 衣德全1, 张宁1, 苏毅1
| 【作者机构】 | 1甘肃中医药大学中医临床学院; 2甘肃中医药大学附属医院老年骨科 | 
| 【分 类 号】 | R274 | 
| 【基 金】 | 甘肃省兰州市城关区科技计划项目(2024JSCX 0017)。 | 
骨质疏松症是一种与衰老相关的因骨组织微结构损坏造成骨量减低,从而导致骨脆性增加、易发生骨折为特征的全身性骨病[1]。由于骨质疏松的病理改变具有隐蔽性,因此骨质疏松性骨折(osteoporotic fracture,OPF)的发生常作为主要临床表现[2]。OPF指受到轻微外力或未受到明显外力时发生的骨折,为低能量或非暴力骨折,亦称脆性骨折[3-4]。如何防治OPF是现代医学及中医骨伤科共同面临的重要课题。中药在防治OPF的辨证过程中因其个性化优势效果显著,在临床上广泛应用[5]。OPF在中医辨证中多为肝肾亏虚型,淫羊藿具有补肝肾、强筋骨的功效,其有效成分对防治OPF有显著效果,并可通过调控Notch、Hippo、Wnt/β-catenin信号通路治疗OPF。本文综述近年来淫羊藿有效成分治疗OPF的作用机制,为淫羊藿治疗OPF的临床工作提供新思路。
淫羊藿作为防治肝肾亏虚型OPF的经典用药,其有效成分被药理学所证实。研究显示,淫羊藿植物中有260种化学成分,主要为黄酮类、多糖类、木脂素、生物碱,其中有效成分中有23种可作用于OPF,其中对OPF治疗效果最明显的是淫羊藿总黄酮,黄酮类如淫羊藿苷、槲皮素、淫羊藿次苷等作用最重要[6-7]。
淫羊藿苷作为淫羊藿最主要的有效成分,可发挥抗骨质疏松、抗炎、免疫调节等功效[8]。目前在OPF防治的研究中,淫羊藿苷在促进成骨细胞分化、抑制破骨细胞分化、减少骨流失中发挥作用。骨髓间充质干细胞主要存在与中轴骨的骨小梁中,其水平降低可能影响OPF的发病[9-10]。研究显示,淫羊藿苷在成骨过程中,有效成分可稳定释放,并通过刺激Sclerostin/Wnt/β-catenin信号通路,促进骨髓间充质干细胞的成骨分化[11]。范凯健等[12]研究显示,淫羊藿苷对成骨有明显的诱导作用,可促进成骨分化。李倩楠等[13]研究显示,在药物实验中,升高淫羊藿苷水平可使破骨细胞的形成减少,抑制其生长活性。淫羊藿苷可通过EphB4/Ephrin-B2轴减少使用糖皮质激素造成的骨丢失,从而减少OPF的发病[14]。破骨细胞分化和形成需要转录因子参与,通过淫羊藿苷中的提取物GH01给药雌激素缺乏性骨质疏松小鼠模型,调控转录因子,发现GH01选择性地减弱破骨细胞分化[15]。综上所述,淫羊藿苷是一种可促进骨形成、降低骨丢失的活性成分。
檞皮素是一种多酚类化合物,在淫羊藿中大量存在。研究显示,檞皮素具有抗氧化、抗炎、促进成骨细胞分化和抑制破骨细胞分化等作用,对防治OPF有明显功效[16-17]。余良昆等[18]研究显示,檞皮素可减轻细胞的氧化应激损伤、凋亡,还可促进成骨分化。康庐琛等[19]通过檞皮素对骨质疏松大鼠模型实验发现,檞皮素可通过升高大鼠血清雌二醇、核结合因子α1、Ⅰ型胶原交联羧基端肽、Ⅰ型前胶原氨基端原肽、骨钙素水平缓解雌激素下降速度,改善骨代谢;使用槲皮素后的大鼠血清中炎症因子白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α 水平降低,p-JNK/JNK、p-ERK1/2/ERK1/2蛋白水平降低,提示檞皮素抗炎、抑制破骨细胞分化的作用。分化拮抗非编码RNA作为一种RNA,在低骨密度的绝经后女性血液中呈现高表达,檞皮素可通过下调分化拮抗非编码RNA表达抑制NF-κB骨免疫通路,抑制破骨细胞增殖活跃[20]。综上所述,檞皮素是一种可抗氧化、抗炎、促进成骨及减少骨量丢失的有效活性成分。
淫羊藿次苷是一种黄酮类物质,是对成骨分化效果明显的淫羊藿活性成分之一。近年来,对淫羊藿次苷的研究涉及各种疾病,其中对骨质疏松症的治疗作用早已得到证实。Liu等[21]研究显示,淫羊藿次苷Ⅱ在小鼠成骨细胞中可抑制成骨细胞的药物破坏和氧化应激,从而降低OPF的发生率。Yao等[22]通过不同水平的淫羊藿次苷提取物对大鼠骨髓间充质干细胞的培育,发现骨髓间充质干细胞被淫羊藿次苷Ⅱ激活,从而促进骨髓间充质干细胞成骨分化,提示淫羊藿次苷Ⅱ作为修复骨缺损生长因子的重要潜力。研究显示,淫羊藿次苷Ⅱ可促进比格犬骨髓基质内的细胞矿化,抑制骨髓间充质干细胞成脂分化,并可增强碱性磷酸酶活性,从而促进成骨分化[23-24]。研究通过体外活性基因筛选,显示淫羊藿次苷Ⅰ及淫羊藿次苷Ⅱ均可对破骨细胞起到生存抑制的作用,进一步从基因层面证实淫羊藿次苷的骨保护作用[25]。综上所述,淫羊藿次苷可通过多条信号通路抑制破骨细胞的形成及分化、促进成骨分化,对骨骼保护有重要意义,从而降低OPF的发病率。
Notch信号是一种控制细胞生长、分化的转录因子,其传导在维持人体的生理功能中发挥多重作用,包括胚胎发育和维持,以及成体组织的稳态。Notch信号传导由严格调节的蛋白水解切割介导,引导核转录复合物的组装,从而驱动下游靶基因的表达,执行Notch信号功能[26]。OPF在恢复过程中,需要大量骨骼细胞的增殖和分化,骨髓间充质干细胞在该过程中是关键的维持因素。Notch信号通路缺失的小鼠,可导致骨髓间充质干细胞的耗竭和骨量丢失,其在骨骼发育过程中是维持骨髓间充质干细胞的关键因素[27]。淫羊藿有效成分可通过抑制Notch信号通路促进成骨分化。
Xu等[28]通过将淫羊藿苷加到MC3T3-E1和C3H10T1/2细胞的成骨培养基中,以及通过淫羊藿苷对卵巢切除小鼠模型的胃内给药,并实时聚合酶链反应分析Notch信号转导成员Lfng、Notch1、Rbpjk和Nfatc1的mRNA水平,发现均有所降低,这些因子均可使成骨转化降低而脂肪生成能力增加,提示淫羊藿苷可能通过抑制Notch信号通路预防骨质疏松症。Liu等[29]对大鼠给药淫羊藿苷后,Jagged1分布在脂肪细胞膜上骨髓腔中的蛋白表达下调,Jagged1是软骨形成早期激活Notch的重要配体,而Notch信号的激活可增强间充质干细胞向脂肪细胞的分化,并抑制其向成骨细胞的分化,提示淫羊藿苷通过下调脂肪生成相关因子表达抑制间充质干细胞向脂肪细胞分化,从而对OPF产生有益影响。淫羊藿有效成分可能通过抑制Notch信号通路,抑制间充质干细胞的成骨能力降低和脂肪生成能力增加,从而达到预防和治疗OPF的效果。
Hippo信号通路最初在果蝇中发现,核心由激酶级联反应、转录共激活因子和DNA结合组成,其主要生理功能为通过调节细胞增殖、分化、凋亡调节器官大小和组织再生[30]。其中Hippo/YAP/TAZ信号通路在调节干细胞组织稳态和再生中起重要作用,通过调节YAP/TAZ的活性可影响成骨和成脂分化。当Hippo信号通路被激活时,相关蛋白YAP结构域包含转录调节因子TAZ的活性受到抑制,磷酸化的YAP/TAZ在细胞质中被隔离或降解。磷酸化的YAP/TAZ不仅抑制成骨相关基因的转录,还阻断Wnt信号转导和成骨相关基因的转录[31]。Hippo信号通路调节YAP/TAZ表达是增强成骨细胞分化和抑制破骨细胞分化的有效策略,可改善骨代谢。
韩一旦等[32]将淫羊藿苷干预去势小鼠发现,淫羊藿苷水平升高可增强骨髓间充质干细胞的活性,且加入淫羊藿苷组小鼠,显示Runt相关转录因子2、碱性磷酸酶等表达显著上调,提示淫羊藿苷通过抑制小窝蛋白-1调控Hippo/TAZ信号通路,从而促进骨髓间充质干细胞成骨分化。Wei等[33]将不同水平淫羊藿苷加入大鼠骨髓间充质干细胞中,经MTT测定显示淫羊藿苷诱导的大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化中TAZ表达上调,成骨基因(Runt相关转录因子2、骨桥蛋白、Dlx5和TAZ)表达显著上调,提示TAZ是淫羊藿苷介导的大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的重要调节因子。Ajuba是一种在细胞增殖中发挥重要作用的蛋白,其可通过抑制细胞内的Hippo激酶复合物,抑制Hippo信号通路对破骨细胞的调控,从而改善成骨细胞增殖[34]。刘海全等[35]研究显示,含淫羊藿提取物血清可通过Hippo信号通路上调大鼠骨髓间充质干细胞中Sirt1表达,激活Ajuba、过氧化物酶体增殖物激活受体等表达,促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,减少成脂分化,从而发挥淫羊藿苷对OPF的防治作用。淫羊藿提取物可通过调控Hippo信号通路增强成骨分化,增加骨形成,从而有效预防和治疗OFP。
Wnt是一种糖蛋白,可分泌N端信号肽与受体结合。β-catenin依赖性的Wnt转导是Wnt信号转导的主要通路[36]。Wnt/β-catenin信号通路涉及β-catenin的核转位和通过TCF/LEF转录因子激活靶基因,对胚胎发育和成体组织稳态的再生是必需的信号通路[37]。Wnt系统是骨重塑及骨修复和再生的关键因子,其参与膜内和软骨内骨化的调节。Wnt通过对成骨细胞、骨吸收破骨细胞和祖细胞的组合作用,局部调节骨稳态,并负责维持骨髓生态及间充质干细胞[38]。Wnt信号转导不仅调节成骨细胞分化,还涉及骨吸收调节,信号转导通过确定干细胞分化为成熟成骨细胞而不是软骨细胞和脂肪细胞,在骨组织中起重要作用。Wnt/β-catenin信号转导负调节因子的抑制剂是预防和治疗骨质流失的潜在候选者[39]。
Wang等[40]通过对大鼠下颌骨分离出的成骨细胞添加不同水平淫羊藿苷,显示淫羊藿苷0.15~15.00μmol/L可促进孵育72 h后成骨细胞的增殖和分化,提高β-catenin转录因子的表达水平,提示淫羊藿苷可通过参与Wnt/β-catenin信号通路促进大鼠下颌骨成骨细胞的成骨作用。Xu等[41]通过对股骨人骨髓间充质干细胞加入5、10、20、40 μmol/L的淫羊藿苷提取物后进行细胞培育,发现5~40 μmol/L的淫羊藿苷可通过激活Wnt/β-catenin信号通路显著升高成骨标志物骨唾液蛋白Ⅱ和Runt相关转录因子2 mRNA与蛋白质水平。Yu等[42]制备含有骨质疏松症大鼠骨髓间充质干细胞最佳水平淫羊藿苷的成骨诱导分化培养基,经免疫组织化学处理后观察,发现淫羊藿苷组细胞衰老程度最小且成骨分化表现出更强的迁移活性,淫羊藿苷组β-catenin的mRNA表达水平显著高于对照组。淫羊藿有效成分可能通过Wnt/β-catenin信号通路调节成骨细胞分化,通过改善骨吸收抑制骨破坏防治OPF。
中医将骨质疏松症称为“骨痿”“骨痹”,辨证上肝肾亏虚型最常见[43]。《素问·六节脏象论》云:“肾为先天之本,主骨生髓。”骨骼的生长发育靠骨髓滋养,骨髓又靠肾中精气所化生。随着社会老龄化的发展,OPF的发病率逐年上升,随着现代医学与传统医学的不断结合,对中药单体防治OPF的研究逐渐深入[44]。淫羊藿归肝、肾经,具有补肾壮阳、强筋骨的功效。临床上可使用单一成分或与其他补肝肾强筋骨的中药相辅相成,共同推进中医药对OPF的防治。
淫羊藿提取物对OPF的防治效果显著,特别是通过Notch、Hippo、Wnt/β-catenin信号通路对骨形成与骨吸收的调控作用得到证实,但仍存在一定的不足[45]。①现阶段大量研究围绕黄酮类如淫羊藿苷展开,淫羊藿的活性成分数量庞大,对多糖类、氨基酸类的研究涉及较少。②淫羊藿对疾病治疗的现代机制还不完善,对OPF的治疗体现在特定细胞与靶点,仅针对单一信号通路,缺乏完整性,应多挖掘各信号通路间的关系,进一步完善中药对疾病治疗的科学依据。③作用功效类似的中药可能治疗同一疾病的信号通路有相关性,还可进一步研究,深入挖掘中药活性成分对OPF防治的作用机制,以推动中药活性成分的精准应用,为中西医结合防治OPF提供更多科学和安全可靠的选择。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
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