苑珍珍，楊 召，許海委

（天津市天津醫(yī)院骨科，天津 300211）

椎間盤突出癥是引起頸腰痛的常見病因，約影響全球80%的人口，椎間盤退變（intervertebral disc degeneration,IVDD）是其發(fā)病的病理基礎(chǔ)。椎間盤主要由外周纖維環(huán)、中央髓核組織及上下終板軟骨構(gòu)成，是連接各椎體的“柔性接頭”，起著承載應(yīng)力、減輕震蕩、維持脊柱前后左右彎曲及旋轉(zhuǎn)等運動功能[1]。椎間盤退變的原因主要包括生物力學(xué)因素、生物化學(xué)因素等[2]。目前，對于中藥治療椎間盤退變的機(jī)制已經(jīng)研究到分子層面，現(xiàn)歸納為以下幾個方面：

1 促進(jìn)椎間盤細(xì)胞增殖

椎間盤細(xì)胞主要包括髓核細(xì)胞、纖維環(huán)細(xì)胞和終板軟骨細(xì)胞，椎間盤細(xì)胞數(shù)量減少是導(dǎo)致椎間盤退變的重要因素之一。髓核細(xì)胞為類軟骨樣細(xì)胞，主要功能是產(chǎn)生蛋白多糖和CollagenⅡ等細(xì)胞外基質(zhì)，并維持這些基質(zhì)成分穩(wěn)定，是椎間盤功能的主要執(zhí)行者[3]。Li等[4]研究表明，柚皮苷培養(yǎng)人退變椎間盤髓核細(xì)胞可以增加髓核細(xì)胞數(shù)量，并促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的分泌。陳江等[5]研究表明，益腎活血通絡(luò)方通過調(diào)控NF-κB通路促進(jìn)髓核細(xì)胞增殖活性和CollagenⅡ蛋白的表達(dá)。纖維環(huán)位于椎間盤周緣，包繞髓核組織，橫切面呈同心圓狀排列，相鄰環(huán)因為斜度不同相互交叉。陳少清等[6]研究顯示，不同濃度的芍藥苷對椎間盤纖維環(huán)細(xì)胞有促增殖作用。杜文喜等[7]研究表明，淫羊藿苷可增加兔纖維環(huán)細(xì)胞S期細(xì)胞數(shù)，促進(jìn)細(xì)胞增殖。椎間盤的營養(yǎng)主要通過位于椎間盤上下表面的軟骨終板擴(kuò)散而來，隨著年齡的增長，終板軟骨不斷變薄，出現(xiàn)不同程度的鈣化，導(dǎo)致椎間盤的營養(yǎng)供給減弱，加重椎間盤組織退變。劉志超等[8]研究表明，益氣活血方通過抑制Wnt/β—catenin信號通路提高終板軟骨細(xì)胞增殖率，抑制其壞死和凋亡，延緩椎間盤退變。

2 抑制椎間盤細(xì)胞的老化及凋亡

2.1 抑制椎間盤細(xì)胞的老化

細(xì)胞老化是隨著生物體年齡增加而發(fā)生退變的自然過程，主要表現(xiàn)為數(shù)量減少、形狀改變、體積縮小、代謝下降、功能減退等細(xì)胞活性降低過程[9]。王藝儒等[10]研究表明，桃仁—紅花可以顯著降低大鼠退變椎間盤軟骨終板細(xì)胞老化相關(guān)基因P21 mRNA的表達(dá)，加速細(xì)胞周期，改善細(xì)胞老化過程。

2.2 抑制椎間盤細(xì)胞的凋亡

細(xì)胞凋亡是由基因調(diào)控的程序化細(xì)胞死亡過程，主要包括Fas/FasL通路、線粒體通路和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通路等，并受到上游相關(guān)基因及通路的調(diào)節(jié)。椎間盤細(xì)胞凋亡率上升，相關(guān)凋亡因子釋放增加是導(dǎo)致椎間盤退變的重要原因之一[11]。大量研究表明，中藥能夠有效降低退變椎間盤髓核細(xì)胞、終板軟骨細(xì)胞等凋亡。何升華等[12]研究顯示，腰突顆?？梢砸种仆醚俗冏甸g盤髓核細(xì)胞Fas、FasL基因的表達(dá)，并隨著灌藥濃度增高，F(xiàn)as mRNA、Fasl mRNA表達(dá)量逐漸降低，通過Fas/FasL通路抑制髓核細(xì)胞凋亡，進(jìn)而抑制椎間盤退變。苑珍珍等[13，14]研究顯示，柚皮苷通過Wnt通路、Fas/FasL通路、線粒體通路抑制人退變椎間盤髓核細(xì)胞的凋亡，20 μg/ml是其最佳濃度。周文明等[15]研究顯示，補腎壯督方可以降低大鼠退變椎間盤髓核細(xì)胞Caspase-3、cytC和Bax蛋白表達(dá)，增加Bcl-2蛋白表達(dá)，通過線粒體通路抑制髓核細(xì)胞凋亡。徐永明等[16]研究表明，淫羊藿素通過Hedgehog信號通路抑制終板軟骨細(xì)胞凋亡。

3 促進(jìn)椎間盤細(xì)胞自噬

細(xì)胞自噬（autophagy）又稱自體吞噬，通過降解受損蛋白質(zhì)或細(xì)胞器，將分解后的底物進(jìn)行循環(huán)利用，調(diào)節(jié)細(xì)胞的代謝過程[17]。椎間盤細(xì)胞的過度凋亡是導(dǎo)致椎間盤發(fā)生退變的一個重要因素，但在一定條件下自噬可以對凋亡產(chǎn)生抑制作用，保護(hù)椎間盤細(xì)胞，延緩椎間盤退變。自噬分為經(jīng)典的mTOR通路依賴性自噬和非mTOR通路依賴性自噬[18]。姚嘯生等[19]研究表明，活血補腎方通過抑制mTOR依賴性信號通路，提高椎間盤組織自噬水平，延緩大鼠椎間盤退變。萬俊鋒等[20]研究表明，姜黃素能顯著增加人髓核細(xì)胞內(nèi)的自噬顆粒數(shù)，促進(jìn)細(xì)胞自噬關(guān)鍵蛋白LC3Ⅱ和Beclin 1的水平升高并降低P62蛋白水平，促進(jìn)細(xì)胞自噬，抑制椎間盤退變。

4 抑制炎性因子釋放與細(xì)胞外基質(zhì)的降解

4.1 抑制炎性因子釋放

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對炎性因子調(diào)節(jié)椎間盤退變機(jī)制的研究較為深入，發(fā)現(xiàn)腫瘤壞死因子家族（TNF）、白介素家族（IL）及金屬基質(zhì)蛋白酶（MMP）在椎間盤退變過程中起著重要作用[21]。白介素家族種類很多，其中IL-1及IL-6等在椎間盤退變過程中起重要作用，IL-1β不但可以直接啟動椎間盤細(xì)胞凋亡過程，還能促進(jìn)其他與椎間盤退變有關(guān)的細(xì)胞因子及酶的分泌。劉汝專等[22]研究表明，溶髓方能夠抑制大鼠退變椎間盤軟骨終板IL—1β的表達(dá)，降低炎癥反應(yīng)及細(xì)胞外基質(zhì)的降解，延緩?fù)俗冞^程。王先海等[23]研究表明，通經(jīng)定暈丸通過NF-κB通路降低IL-1β、IL-6的表達(dá)抑制大鼠頸椎間盤退變。TNF家族主要包括TNF-α及TNF-β，在退變椎間盤組織中，TNF-α含量較高，可以刺激IL-1、IL-6的分泌，加重炎性反應(yīng)。劉仁等[24]研究表明，補腎活血湯可以抑制腰椎間盤退變大鼠TNF-α的表達(dá)，減緩椎間盤退變。佟德民等[25]研究表明，身痛逐瘀湯可以下調(diào)大鼠髓核TNF-α、IL-1β的含量，減少細(xì)胞外基質(zhì)的降解，改善椎間盤炎性環(huán)境?；|(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase,MMP）可以分解多種細(xì)胞外基質(zhì)，其中在退變椎間盤中MMP-1、MMP-2、MMP-3、MMP-9、MMP-13等含量升高，是重要的細(xì)胞外基質(zhì)降解酶。楊彬等[26]研究顯示，黃芪多糖能夠抑制大鼠纖維環(huán)組織中MMP-2和MMP-9表達(dá)，從而抑制MMPs II型膠原的降解，減緩椎間盤退變。Liang等[27]研究表明，復(fù)方芪麝片可以升高大鼠腰椎間盤組織II型膠原水平，降低基質(zhì)金屬蛋白酶MMP-3、MMP-13和白介素IL-1βmRNA的表達(dá)，抑制椎間盤炎性反應(yīng)及細(xì)胞外基質(zhì)降解，改善椎間盤環(huán)境，減緩?fù)俗儭?/p>

4.2 抑制細(xì)胞外基質(zhì)的降解

椎間盤細(xì)胞外基質(zhì)主要為膠原和蛋白多糖，膠原纖維構(gòu)成椎間盤的網(wǎng)架，使組織具有高度的抗張和抗剛強(qiáng)度，蛋白聚糖位于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中，親水性較強(qiáng)，可以維持髓核組織水分含量及靜水壓。I型和II型膠原是構(gòu)成椎間盤內(nèi)膠原網(wǎng)的主要成分，其中纖維環(huán)以I型膠原為主，髓核以 II型膠原為主[28]。Liu等[29]研究表明，獨活寄生湯通過CXCR4/NF-κB途徑抑制SDF-1誘導(dǎo)的退行性髓核細(xì)胞炎癥和基質(zhì)降解，增加II型膠原與蛋白多糖含量，改善椎間盤環(huán)境，減緩椎間盤退變。Li等[4]研究表明，柚皮苷通過增加蛋白多糖、骨形態(tài)發(fā)生蛋白BMP2的表達(dá)，抑制TNF-α和MMP-3的表達(dá)，促進(jìn)人退變椎間盤髓核細(xì)胞增殖，抑制椎間盤炎性反應(yīng)，改善細(xì)胞外基質(zhì)環(huán)境，成為一種可能治療椎間盤退變的替代藥物。

5 改善椎間盤營養(yǎng)代謝

椎間盤組織水分子含量豐富，且主要富集在髓核，可占總重量的80%，大量的水分子在維持椎間盤高度、柔韌性及生理代謝過程中發(fā)揮著重要作用。含水量的下降是椎間盤退變的一個重要特征。水通道蛋白（aquaporins,AQPs）是一種細(xì)胞跨膜蛋白，介導(dǎo)水分子的快速轉(zhuǎn)運，研究發(fā)現(xiàn)，在退變椎間盤組織中，AQPs基因及蛋白表達(dá)均低于正常椎間盤[30]。夏雄智等[31]研究表明，補腎中藥可以上調(diào)AQP1、AQP3基因及蛋白表達(dá)，恢復(fù)水代謝的調(diào)節(jié)，增加椎間盤組織含水量，抑制椎間盤退變。

6 小結(jié)

中醫(yī)將腰椎間盤退變歸結(jié)為腰痛范疇，多由肝腎虧虛、腰府失養(yǎng)或跌撲損傷等導(dǎo)致，病機(jī)可歸結(jié)為腎虛為本，風(fēng)寒濕熱痰飲等外邪為標(biāo)，本虛標(biāo)實，應(yīng)補腎益精、祛風(fēng)除濕、行氣活血止痛。中藥用于腰椎間盤退變的治療較為廣泛，已取得較好的療效，對其機(jī)制的研究也逐步增多。本文對部分中藥單體及組方治療椎間盤退變的機(jī)制進(jìn)行部分總結(jié)，為椎間盤退變的治療提供理論基礎(chǔ)。文獻(xiàn)顯示中藥治療椎間盤類疾病雖已取得明確的研究成果，但仍存在動物實驗資料過少、指標(biāo)單一、藥理學(xué)研究不足、創(chuàng)新度欠佳等問題，尚有待進(jìn)一步大樣本量、多中心的深入研究。