淫羊藿苷治療骨質(zhì)疏松對骨代謝的作用機制研究進展

霍瑞坤，王劍

1 內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué) 內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特 010050

2 內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院 內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特 010017

骨質(zhì)疏松癥（osteoporosis，OP）屬于全身代謝性骨病，以骨量下降、骨微結(jié)構(gòu)惡化、脆性易骨折等為特征的骨病，典型臨床表現(xiàn)多為腰背痛、脊柱變形、脆性骨折等，并對公眾健康構(gòu)成重大風(fēng)險[1]。曾經(jīng)被認為是機體衰老的必然現(xiàn)象，但現(xiàn)在它是非常可預(yù)防、可治療的疾病[2]。骨質(zhì)疏松癥導(dǎo)致的骨折在女性55歲以后和男性65歲以后的概率變得越來越大，增加了患者死亡率和國家醫(yī)療保健費用[3]。因此，必須給予患者有效靶向性的治療方案。目前來，臨床主要采取藥物治療，如：雌激素、特立帕肽等藥物，這些臨床常用藥物雖有明確的改善作用，但仍存在一定的不足，如：特立帕肽使用周期長、劑量大，重復(fù)或周期治療沒有明顯益處[3]。雙磷酸鹽的罕見副作用，缺乏支持長期效果的證據(jù)[2]。越來越多患者不愿服用這些藥物。因此，需要開發(fā)高效、安全性高對骨代謝有長期積極作用的藥物。淫羊藿苷（Icariin，ICA）為常見中藥淫羊藿成分，具有抗OP[4]、抗炎、抗OS、抗抑郁、抗腫瘤[5]、以及治療心腦血管[6]等方面的藥理作用，具有明確的減輕骨丟失、促骨生成的作用[7]，淫羊藿苷作為中草藥成分在治療OP的作用受到越來越多關(guān)注。本文結(jié)合近幾年學(xué)者就淫羊藿苷影響骨代謝、OP動物模型、成骨細胞、破骨細胞、軟骨細胞等方面的研究進行總結(jié)，綜述如下。

作用機制

1 對去勢動物OP骨折模型的作用機制

淫羊藿苷對切除卵巢小鼠OP骨折模型的影響是促進骨折愈合。Zhang等[8]對去勢誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松骨折大鼠用600 mg/kg 淫羊藿苷進行治療，研究發(fā)現(xiàn)：成促進骨指標(biāo)的核心結(jié)合蛋白因子2（Runx 2）、α1-II型膠原基因（COL1A2）表達水平明顯升高，促進骨吸收和骨轉(zhuǎn)換的堿性磷酸酶（AKP）、抗酒石酸酸性磷酸酶5（TRACP-5）水平明顯降低，進一步揭示淫羊藿苷作用OPG/RANKL通路來促進成骨基因的表達，并使抑骨基因表達水平下降，此項研究說明ICA有很強的促進骨折愈合能力且對雌二醇影響不明顯。對Sprague-Dawley （SD）雌性大鼠造模，對小灌鼠胃5周后觀察到骨愈合和重塑，測量發(fā)現(xiàn)：骨密度增加，骨礦物質(zhì)密度（BMD）明顯增高，骨鈣蛋白（BGLAP）、堿性磷酸酶（ALP）和抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）水平下降，再次說明淫羊藿苷對雌二醇影響不顯著，ICA具有治療絕經(jīng)后OP骨折的新型替代治療藥物的潛力[9]。朱彤彤等[10]用不同濃度ICA處理去勢大鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低濃度和高濃度淫羊藿苷可以使骨皮質(zhì)增厚、骨小梁變寬，Bcl-2基因表達水平提高，相關(guān)X基因（Bax）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（caspase-3）表達水平下降，表明淫羊藿苷有保護骨量丟失的作用，該作用可能與形象細胞凋亡機制有關(guān)聯(lián)。

2 對氧化應(yīng)激OP模型的作用機制

服用淫羊藿苷可通過抑制氧化應(yīng)激來預(yù)防鐵過量引起的骨質(zhì)丟失，淫羊藿苷可防止鐵過載誘導(dǎo)ROS產(chǎn)生[11]。促進成骨細胞壽命延長，并逆轉(zhuǎn)鐵過載誘導(dǎo)的核心結(jié)合因子蛋白2（Runx2）、堿性磷酸酶（ALP）、骨橋蛋白（OPN）表達的降低，抑制破骨細胞的分化和功能。Yerer等[12]對64只雄性大鼠SPrague-Dawely大鼠進行處理，結(jié)果顯示：骨折局部施用淫羊藿苷可以很大程度上減少氧化應(yīng)激從而加速骨折愈合，增加了負責(zé)清除羥自由基和過氧化氫的GPx、GSH水平。

對骨細胞代謝的影響

1 對破骨細胞（osteoclasts，OC）的影響

在骨質(zhì)疏松癥發(fā)展過程中，OC占據(jù)重要部分。單核巨噬細胞系為其主要來源場所，并且OC與成骨細胞二者可發(fā)生協(xié)同作用，以達到骨重建的效果。當(dāng)前，國內(nèi)外關(guān)于淫羊藿苷對OC作用的研究不多。張大威等[13]采用1，25-二羥維生素D3（1，25-（OH）2D3）誘導(dǎo)兔骨髓單核細胞，形成破骨細胞樣細胞，原代分離的乳兔成熟破骨細胞，與骨片共培養(yǎng)的方法。結(jié)果：適宜濃度的淫羊藿苷明顯抑骨髓單核細胞對破骨細胞樣細胞的形成。ICA可以調(diào)控破骨細胞信號通路核因子κB受體激活因子。力學(xué)刺激與ICA耦合作用可有效抑制疲勞載荷下破骨細胞的分化及其骨吸收功能，其作用機制可能是通過調(diào)節(jié)NF-κB信號通路來實現(xiàn)[14]。呂明波等[15]培養(yǎng)骨髓源性并使用兩種濃度的ICA進行培養(yǎng)，培養(yǎng)一段時間后提取總RNA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ICA可以下調(diào)MMP-9基因表達，進而抑制破骨細胞的形成。

2 對成骨細胞（osteoblast，OB）的影響

骨穩(wěn)態(tài)取決于骨細胞之間的平衡，破壞這種穩(wěn)態(tài)會導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥等疾病發(fā)生[16]。OB參與骨骼重塑代謝主要細胞之一，并且在骨代謝中作用明顯[17]。用不同濃度ICA來處理成骨細胞，一段時間后檢測檢測骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（BMP-2）表達增高，這一結(jié)果表明促進成骨細胞增殖可能與調(diào)節(jié)BMP-2有關(guān)[18]。淫羊藿苷處理成骨細胞后，骨鈣素 （OC）水平提高、堿性磷酸酶（ALP）活性增加，骨橋蛋白（OPN）表達增強，1型膠原蛋白（COL1）表達量增加，骨礦物質(zhì)沉積增加[19]。姜文濤等[20]研究促進成骨細胞分化適宜濃度中，發(fā)現(xiàn)10-6mol/L的淫羊藿苷，明顯提高OB堿性磷酸酶（ALP）活性，顯著促進骨礦化。

3 對骨髓間充質(zhì)干細胞分化（bone mesenchymal stemcells，BMSCs）的影響

BMSCs屬多能干細胞（已知的），具有自我更新、免疫調(diào)節(jié)、自我分化等特點。并且還具有OB、成脂細胞分化的作用。OP發(fā)生的重要原因是，BMSCs向OC分化能力提高，而BMSCs向OB分化能力降低。而給予OP患者使用淫羊藿苷，可有效改善其病情，考慮其原因為，使用淫羊藿苷能對BMSCs的成脂分化產(chǎn)生抑制作用，對淫羊藿苷的成骨分化產(chǎn)生促進作用。張錦明等[21]通過構(gòu)建C57BL/6小鼠骨質(zhì)疏松模型，隨機分為三組，其中一組灌胃ICA，通過檢測各種指標(biāo)證實：骨髓微結(jié)構(gòu)得到改善，骨小梁生成增多，這可能與ICA提高小鼠骨髓源性間充質(zhì)干細胞的成骨分化并且抑制其成脂分化有關(guān)。ICA能夠增加ALP活性、OCN、OPN的基因表達，但對細胞增殖幾乎無作用，似乎與顯著促進BMSCs的成骨分化有關(guān)[22]。

4 對軟骨細胞（Chondrocytes）成骨的影響

OP的發(fā)生與細胞因子、炎癥因子等存在一定相關(guān)關(guān)系，故OP與骨關(guān)節(jié)炎，二者存在一定非互反關(guān)系。由于部分細胞因子、炎癥因子水平出現(xiàn)明顯改變，從而打破了骨穩(wěn)態(tài)的平衡狀態(tài)。由此可見，為糾正骨關(guān)節(jié)炎癥狀表現(xiàn)，促進病情轉(zhuǎn)歸，可以采取促進軟骨細胞生成的方式。利用軟骨細胞自噬效應(yīng)，ICA能大大降低軟骨細胞的凋亡率。淫羊藿苷通過介導(dǎo) PI3K/AKT/mTOR 信號通路來調(diào)節(jié)軟骨細胞的自噬，從而減輕骨關(guān)節(jié)炎（OA）[23]。淫羊藿苷在一濃度范圍內(nèi)，可以促使軟骨細胞中膠原蛋白（collagen）Ⅱ、HIF-1α、Sox9的表達水平顯著上升[24]。Wei[等[25]用抗原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎（AIA）免疫新西蘭兔，其使用淫羊藿苷治療的模型組，其骨保護素（OPG）表達水平升高，核因子-B配體（RANKL）表達水平降低，證實ICA可抑制關(guān)節(jié)骨丟失并防止關(guān)節(jié)破壞。

小 結(jié)

目前，骨質(zhì)疏松癥治療仍然當(dāng)前社會醫(yī)療所面臨的的一項重大挑戰(zhàn)。中草藥治療骨骼方面疾病歷史悠久，由于我國地大物博，很多地方盛產(chǎn)中草藥，ICA是淫羊藿的活性成分，現(xiàn)尚有研究表明淫羊藿苷的副作用較小，因此，近年來吸引廣大學(xué)者在OP臨床治療研究之中。并且經(jīng)過多個動物實驗、細胞實驗顯示，淫羊藿苷具有促進成骨細胞形成骨、抑制破骨細胞吸收骨等作用，相關(guān)研究證實：淫羊藿苷有明確的治療OP效果。然而，目前臨床對淫羊藿苷的抗骨質(zhì)疏松機制仍需做進一步研究，以便為淫羊藿苷的臨床使用提供更為豐富的理論支持?？偠灾?，隨著小分子藥物廣泛使用，臨床愈發(fā)重視小分子藥物的重要性，故淫羊藿苷能在OP治療中存在較大的發(fā)展?jié)摿?，有待進一步挖掘。