王想福,陳偉國,葉丙霖,楊博文
(1.甘肅省中醫(yī)院,甘肅蘭州 730050;2.甘肅省中醫(yī)藥研究院,甘肅蘭州 730050)
絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥(postmenopausal osteoporosis,PMOP)為臨床常見病,常并發(fā)疏松性病理性骨折,嚴重影響患者的生活質(zhì)量。中醫(yī)藥在治療PMOP時療效顯著,可明顯改善患者的臨床癥狀,提高生活質(zhì)量,并且其副作用較少。中醫(yī)在治療PMOP時主要責之于“虛”,從“虛”論治PMOP行之有效,但由于缺乏有效的分子學機制,尚未達到標準化的防治水平。本文基于Wnt/β-catenin信號通路,從“虛”探討和論治PMOP。
PMOP歸屬于中醫(yī)“骨痹”、“骨極”、“骨痿”、“骨枯”等范疇,目前最多歸于“骨痿”的范疇[1]。《素問·痿論》“腎氣熱,則腰脊不舉,骨枯而髓減,發(fā)為骨痿”,《景岳全書·痿論》“腎者,水臟也,今水不勝火,則骨枯而髓虛,故足不任身,發(fā)為骨痿”,提示PMOP的病因主要責之于“虛”。
腎虛為PMOP的最主要因素,《內(nèi)經(jīng)》指出“腎實則骨有生氣”及“腎主骨生髓”。說明腎精充足則骨髓生化有源,骨骼得以充養(yǎng),骨健而筋強;反之,骨為腎之余,腎精虧虛則骨髓生化乏源,骨骼失其充養(yǎng),致使骨枯髓減,萎弱不用,骨質(zhì)疏松。正如《靈樞》指出:“足少陰氣絕則骨枯,骨不濡則肉不能著也,骨肉不相親則肉軟卻,發(fā)無澤者骨先死?!庇袑W者研究表明,腎精的充足與否與骨礦物的含量有直接關(guān)系[2]。梁文娜等[3]研究證實,腎虛與絕經(jīng)后女性骨密度之間存在密切關(guān)系。
脾虛亦是PMOP發(fā)病的重要因素,脾為氣血生化之源而主肌肉,若脾氣充足,氣血生化有源, 外輸筋骨肌肉, 濡養(yǎng)肢體肌膚, 則肌膚飽滿, 骨骼強健,肌肉有力。《素問》曰:“謹和五味,骨正筋柔,……如是,則骨氣以精,謹?shù)廊绶?,長百天命?!狈粗?,若脾胃虛弱則氣血生化乏源,骨骼肌肉得不到充養(yǎng),骨髓空虛,四肢不用。婦女絕經(jīng)后,生理機能紊亂,身體機能下降,脾胃虧虛,水谷運化失常,天癸虧虛,無以充養(yǎng)骨骼肌肉及沖、任二脈,易導致 PMOP。趙巍等[4]對805篇文獻研究發(fā)現(xiàn),脾可直接或間接影響機體對鈣、磷等微量元素及其營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與利用,骨骼中微量元素不足及營養(yǎng)物質(zhì)的缺乏,導致骨量減少、骨質(zhì)疏松。
肝血虛也可導致PMOP的發(fā)生,肝藏血而主司運動?!端貑枴の迮K生成論》指出:“肝受血而能視, 足受血而能步?!闭f明肝血營養(yǎng)四肢百骸,肝血充足,則筋骨強健,肝血虧虛,則可導致骨枯髓減,骨質(zhì)疏松。葉天士指出,女子以肝為先天,說明肝在女性的生理病理中起著尤為重要的作用,絕經(jīng)后女子天癸已竭,生理機能減退,肝血常不足,導致筋骨無以濡養(yǎng),加速PMOP的出現(xiàn)。另一方面,傳統(tǒng)醫(yī)學認為“肝腎同源”,肝血與腎精同源而互化,肝血充足則腎精飽滿,肝血不足則腎精虧虛,女子絕經(jīng)后肝血常不足,導致腎不藏精,共同導致PMOP的出現(xiàn)?,F(xiàn)代醫(yī)學研究認為,肝可通過影響鈣磷代謝、維生素D的吸收與利用、雌激素等多種途徑作用于骨的形成與吸收[5]。
另外,氣血虧虛也是PMOP發(fā)生的重要因素,氣血為人體生理機能的主要物質(zhì)基礎(chǔ),氣血充足,則生理正常運行;氣血不足,則人體缺乏維持生理機能的主要物質(zhì)基礎(chǔ),正如《素問》指出:“氣血正平,長有天命”,“血氣不和,百病乃變化而生”。筋骨的正常運行亦離不開氣血的濡養(yǎng),女子絕經(jīng)后常伴隨生理機能的減退,氣血的虧虛,長此以往,可導致骨量減少、骨質(zhì)疏松。同時,氣血虧虛可導致腎、脾、肝的虧虛,加快PMOP的出現(xiàn)[6]。
Wnt蛋白為一種分泌型糖蛋白,參與細胞的生長、發(fā)育及凋亡的全過程[7]。Wnt/β-catenin信號通路為一種經(jīng)典的Wnt信號通路,Wnt/β-連環(huán)蛋白(β-catenin)為該信號通路上的關(guān)鍵細胞因子。此通路可調(diào)控細胞的生長、增殖及凋亡等 ,并且可加快成骨細胞的增殖,增加成骨細胞活性,促進成骨分化,其在骨形成時具有關(guān)鍵性的調(diào)節(jié)作用。肖延華等[8]發(fā)現(xiàn),在腎虛型骨質(zhì)疏松小鼠腎臟中,β-catenin的生物活性顯著降低。 Mac Donald等[9]發(fā)現(xiàn),骨形成及骨分化過程與Wnt/β-catenin信號通路及其下游因子密切相關(guān)。Wnt/β-catenin信號通路的細胞外蛋白包括Wnt1、Wnt3a、Wnt8 及 Wnt10b等,均可通過與細胞膜受體相結(jié)合而激活此信號通路。研究發(fā)現(xiàn),Wnt/β-catenin信號通路激活后,通過細胞內(nèi)成對、跨膜受體及細胞外拮抗劑調(diào)控骨形成過程[10],包括骨髓間充質(zhì)干細胞的成骨分化、成骨細胞前體的擴增等。Sangani等[11]研究表明,Wnt/β-catenin信號通路為促使骨髓間充質(zhì)干細胞成骨分化的重要環(huán)節(jié)。林甲換等[12]采用高強度間歇運動激活Wnt/β-catenin信號通路,發(fā)現(xiàn)通過高強度間歇運動可通過激活此通路及其下游ALP、Runx2成骨基因延緩絕經(jīng)后小鼠骨量丟失,進而調(diào)控間充質(zhì)干細胞向成骨細胞分化。Liu等[13]觀察間充質(zhì)干細胞成骨分化的敏感性,將其放在Wnt蛋白培養(yǎng)基中,發(fā)現(xiàn)其可加快干細胞成骨分化。研究發(fā)現(xiàn),Wnt通路可在促進骨形成的同時,進一步增強堿性磷酸酶的活性,影響骨質(zhì)結(jié)構(gòu)[14-15]。另一方面,Wnt/β-catenin信號通路可介導破骨細胞的增殖與分化,其減少骨吸收的機能與對破骨細胞的作用直接相關(guān)。Iyer等[16]發(fā)現(xiàn),此信號的減少可導致骨骼形成的減少,導致PMOP的發(fā)生。例如在糖皮質(zhì)激素作用于機體時,可通過抑制β-catenin下調(diào)骨鈣素的表達,使骨量減少,長此以往則導致骨質(zhì)疏松的出現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn),采用糖皮質(zhì)激素干預骨質(zhì)疏松大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞,發(fā)現(xiàn)其可影響干細胞分化,使成骨細胞活性降低[17]。在一項動物實驗中發(fā)現(xiàn),激活β-catenin可使破骨細胞減低,骨量增高,而在敲除β-catenin時破骨細胞數(shù)量增加,實驗動物骨量減低[18-19]。
中醫(yī)藥在治療PMOP具有顯著的臨床療效及獨特優(yōu)勢,隨著現(xiàn)代醫(yī)學對中醫(yī)藥理論的深入研究,越來越多的學者從分子學理論探討中藥對PMOP的臨床療效及其分子機制,其中Wnt/β-catenin信號通路為目前研究的熱點。PMOP在病證上常表現(xiàn)為精氣血的不足,所以傳統(tǒng)醫(yī)學在治療PMOP時,依據(jù)辨證論證的思想從“虛”治療。
補腎活血法為臨床上治療PMOP的常用方法,王慶諺等[20]采用補腎益氣活血方干預PMOP大鼠,發(fā)現(xiàn)其可上調(diào)骨組織及腎組織Wnt7b等相關(guān)蛋白表達及β-catenin蛋白表達,提示補腎益氣活血方可通過Wnt7b/β-catenin信號通路來治療PMOP。王大偉等[21]從傳統(tǒng)醫(yī)學“腎主骨”理論出發(fā),運用補腎益氣活血中藥復方對PMOP大鼠進行體內(nèi)干預,發(fā)現(xiàn)大鼠骨與腎組織的Wnt3am RNA及其蛋白表達量顯著下降,而補腎益氣活血方能夠使其表達量顯著升高,從而治療PMOP;并進一步通過體外實驗研究表明,補腎活血類中藥可通過Wnt/β-catenin信號通路促進骨髓間充質(zhì)干細胞定向分化為成骨細胞,對PMOP發(fā)揮治療作用。有研究觀察六味地黃丸對PMOP模型大鼠骨質(zhì)疏松的影響,發(fā)現(xiàn)其可通過上調(diào)Runx2、Lrp-5、mRNA等影響Wnt/β-catenin信號通路,從而改善PMOP大鼠骨密度,治療骨質(zhì)疏松[22]。黃俊明[23]通過對淫羊藿苷的體內(nèi)外實驗研究表明,其可通過Wnt/β-catenin信號通路促使骨髓間充質(zhì)干細胞分化為成骨細胞,并可抑制其向成骨成脂分化。曾建春等[24]也證實,淫羊藿苷可作用于Wnt3a /β-catenin信號通路,促進骨髓間充質(zhì)干細胞定向分化,而發(fā)揮對PMOP的治療作用。楊軍等[25]認為,壯骨止痛方可通過影響PMOP大鼠Wnt/β-catenin的水平以防治PMOP。馬陳[26]觀察青娥丸對PMOP的治療作用及其對Wnt/β-catenin信號通路的影響,發(fā)現(xiàn)其可通過對Wnt/β-catenin信號通路的作用而提高PMOP患者的骨密度,改善骨質(zhì)結(jié)構(gòu),使患者骨小梁數(shù)量明顯增加,從而發(fā)揮對PMOP的防治作用。
溫補類中藥亦為目前治療PMOP的臨床常用藥,具有提高骨密度、影響骨代謝、發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松的作用。湯軍[27]將杜仲醇作用于大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞,發(fā)現(xiàn)在誘導2 d后,β-catenin表達水平明顯增高,說明杜仲可通過Wnt/β-catenin信號通路促進成骨分化,發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松的作用。同時,張賢等[28]運用杜仲誘導干細胞的表達,在其誘導3 d后發(fā)現(xiàn),β-catenin分子量增高顯著。鄭蘇陽[29]觀察發(fā)現(xiàn),高濃度的蛇床子素可促進β-catenin分子的表達,并且中、高濃度的蛇床子素均可促進Wnt1蛋白量的表達,從而促進成骨,防治骨質(zhì)疏松。郭英等[30]研究發(fā)現(xiàn),骨碎補總黃酮可通過促進Wnt/β-catenin信號通路來加快骨髓間充質(zhì)干細胞的增殖及其分化,從而發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松的作用。
綜上所述,補“虛”療法可通過作用于Wnt/β-catenin信號通路,促進骨質(zhì)生成,抑制破骨吸收,維持骨代謝的平衡,使骨密度增高,骨小梁重塑,達到防治PMOP 的目的。此外,Wnt/β-catenin信號通路不僅闡釋了 PMOP 的發(fā)病機制,而且為其防治開辟了廣闊的應用前景,為中醫(yī)藥的臨床用藥提供了分子生物學基礎(chǔ)。若可以將Wnt/β-catenin信號通路作為傳統(tǒng)中醫(yī)藥防治的中心環(huán)節(jié),借助現(xiàn)代研究手段,加強對中醫(yī)藥治作用的分子學機理研究,進而闡明其作用機理,靶向用藥,將為中醫(yī)藥防治PMOP開辟新的捷徑。