原发性骨质疏松症中医“虚、痰、瘀”理论与RANK/RANKL/OPG信号轴的相关性
曹林忠1,2, 汪小敏1, 董万涛2,3, 宋敏1,2, 张虎林3, 郭成龙3, 刘青1     
1. 730000 兰州,甘肃中医药大学中医临床学院;
2. 730020 兰州,甘肃省中医药防治慢性疾病重点实验室;
3. 730020 兰州,甘肃中医药大学附属医院骨伤科
摘要:原发性骨质疏松症(osteoporosis,OP)是临床常见的慢性病、难治病、多发病、老年病。中医药防治慢性骨关节疾病有其独特的优势,但如何挖掘有效的经典指导理论,并结合科学的药效学机制加以阐释,是发挥中医药诊疗优势的关键。RANK/RANKL/OPG信号轴与原发性OP(骨痹)的“脾肾两虚-因虚生痰-痰虚致瘀-由瘀致痹”病机密切相关,基于“虚、痰、瘀”论治该病的分子学效应可通过该信号转导途径的分子生物学信息表达,可以说该信号轴是中西医交汇的“桥梁”。基于此,本文就原发性OP的中医“虚、痰、瘀”理论防治与RANK/RANKL/OPG信号轴的相关性,探讨该病的理法方药结合该通路对骨质疏松的调控机制,旨在用客观的分子学依据阐释中医药防治原发性OP的机制。
关键词中医药     “虚、痰、瘀”理论     原发性骨质疏松症     RANK/RANKL/OPG信号通路     机制    
Correlation among TCM theory of "deficiency, phlegm, and stasis" and RANK/RANKL/OPG signal axis in primary osteoporosis
CAO Lin-zhong1,2, WANG Xiao-min1, DONG Wan-tao2,3, SONG Min1,2, ZHANG Hu-lin3, GUO Cheng-long3, LIU Qing1     
1. College of Traditional Chinese Medicine, Gansu University of Traditional Chinese Medicine, Lanzhou 730000, China;
2. Key Laboratory of Prevention and Treatment of Chronic Diseases of Traditional Chinese Medicine in Gansu Province, Lanzhou 730020, China;
3. Department of Orthopedics, Affiliated Hospital of Gansu University of Traditional Chinese Medicine, Lanzhou 730020, China
Abstract: Primary osteoporosis is a common chronic disease, refractory disease, frequently-occurring disease, geriatric disease. Preventions and treatments of chronic bone and joint disease by Chinese medicine have their unique advantages, but how to tap the classical guiding theory, and combined with scientific pharmacodynamics is the key of the advantages of traditional Chinese medicine diagnosis and treatment. RANK/RANKL/OPG signaling pathway is closely associated with "deficiency of spleen and kidney-phlegm caused by weakness-blood stasis caused by phlegm deficiency-paralysis caused by stasis"-the mechanism of primary osteoporosis. And the treatment based on this theory can be explained by RANK/RANKL/OPG signaling pathway. So, this signal pathway is the "bridge" of Chinese and western medicine. This paper summarizes the relevance between the theory of "deficiency, sputum and stasis" in the treatment of primary osteoporosis and molecular biology mechanism of OPG/RANK/RANKL signal regulation mechanism.It aims at providing evidence of molecular biology for the prevention and treatment of primary osteoporosis with Traditional Chinese medicine.
Key words: Chinese Medicine     theory of "deficiency, sputum and stasis"     primary osteoporosis     RANK/RANKL/OPG signal pathway     mechanism    

原发性骨质疏松症(primary osteoporosis,POP)主要指退行性骨质疏松,是影响老年男性和绝经后妇女最常见的慢性病、难治病、多发病之一。中国60岁以上的老年人已超过2亿,美国每年发生的与POP相关的骨折大约有150万次,骨质疏松性骨折,特别是髋部骨折的致残率、致死率越来越高[1-3]。因此,如何有效防治POP及其相关的并发症已成为世界性的公共难题,中医药对防治POP等骨代谢疾病以其独特的优势并取得了一定成果,且中医组方遣药秉承“整体观念-辨证施治”之道。中医将POP归为“骨痹”的范畴,中医理论认为,脾主后天、化生气血,肾主先天、主骨生髓,骨痹的发生、发展虽然是复杂的,但主要是由于各种原因导致的脾肝肾三脏亏虚、失调,脾失健运,聚湿为痰,因痰致瘀,由瘀致痹,日久则骨枯髓减,发为骨痹[4-7]。因此在临床防治中应秉承“补益肝肾、健脾化痰、活血化瘀”的原则,以便达到扶正祛邪、补后天以养先天的治疗目的。尽管大量临床研究已证明,基于“虚、痰、瘀”理论防治POP行之有效,但缺乏科学的分子学依据以解释其药效学机制。本文基于从“虚、痰、瘀”论治POP的有效性与RANK/RANKL/OPG信号转导分子学机制的相关性,旨在用客观分子学依据来阐释中医药防治POP的机制。

骨痹的“虚、痰、瘀”理论

根据POP的发病部位、病性及临床症状等特点,中医将其归为“骨痹”、“骨蚀”、“骨极”、“骨痿”等范畴。肾主先天、主骨生髓,脾主后天、化生气血,肾虚则骨枯髓减,脾虚则气血生化乏源,健运失司,聚湿生痰,日久则因痰致瘀,由瘀致痹,筋骨失养,骨痿髓空,发为骨痹。故本病病位在骨,病性多属本虚标实,核心病机为“脾肝肾三脏亏虚、失调,健运失司,聚湿生痰,因痰致瘀,由瘀致痹,筋骨失养,骨肉不相亲,乃至髓空骨枯”。中医历来多从“虚、痰、瘀”发微探讨骨痹,最早在《黄帝内经》之《灵枢·经脉》篇中提到:“足少阴气绝,则骨枯……骨肉不相亲……骨先死。”[8],《素问·痿论》提出:“肾主身之骨髓……则腰脊不举,骨枯而髓减,发为骨痿。”指出肾虚是骨痹发生的关键因素。其后《黄帝内经》和《三因极-叙痹论》分别提出“痰致痹痛”、“因痰致痹”等观点。陈士铎在《辨证录》中则着重强调“治痹必治痰”,《诸病源候论》云:“诸痰者,此由血瘀壅塞……故能痰也”指出“痰瘀同病”。《脾胃论》曰:“脾病则下流乘肾……是为骨蚀,令人骨髓空虚。”脾为化生气血之源泉,脾病日久,运化失司,则气血乏源,脾又主湿,聚湿为痰,痰阻脉络则为瘀,髓海失养,则骨枯髓减,亦可致痹,此即“因痰致虚”。清代王清任《医林改错》中提出:“元气既虚,……血管无气,必停留而瘀。”指出在老年人肾气肾精不足之后,气血运行不畅,易形成瘀血,导致痹痛,而疼痛是POP最典型症状,因此从“血瘀”论治也是防治本病的关键所在[9]。根据“虚、痰、瘀”的辨治思路,各代医家确立以“补益肝肾、健脾化痰、活血化瘀”为主的治法总则,均在骨痹(POP)的防治方面取得了一定成果。

RANK/RANKL/OPG信号转导通路对POP的调控机制

RANK/RANKL/OPG信号转导通路,于1997年被Simonet等发现,最早主要用于骨细胞新陈代谢、骨质疏松等领域的研究[10]。骨形成和骨吸收的失衡是导致POP形成的关键,最新研究表明,该转导通路在平衡骨形成和骨吸收方面起着主要的调节作用[11],核因子-κB受体激活剂(receptor activator of NF-κB,RANK),被称为破骨细胞(osteoclast,OC)分化因子,与RANK配体(receptor activatorof NF-κB ligand,RANKL)相结合,激活细胞内相关的信号级联反应,诱导OC的形成,致骨吸收加快。骨保护素(osteoprotegerin, OPG),也称为OC发生抑制因子,作为RANKL的一种竞争型诱饵受体,通过抑制RANKL-RANK受体的结合,从而减少OC形成和降低其活性[12]。OPG/RANKL比率下调、RANKL /RANK比率上调是OC形成,乃至POP发生的关键[13-14]

研究发现,新合成的一种铅化合物E05657,可以促进OPG分泌和上调OPG /RANKL比例,并减少体外OC形成,这种新合成的铅化合物能通过激活RANK/RANKL/OPG信号转导通路作为潜在的抗POP药物使用[15]。Zheng等[16]对骨质疏松大鼠行督脉和膀胱经针刺干预,检测到OPG/RANKL相关蛋白比例显著上调,同时大鼠腰椎骨密度(bone mineral density,BMD)增加,骨质疏松明显改善。总之,RANK/RANKL/OPG信号转导通路参与POP的调控机制为:在各种细胞因子、激素、炎性反应等众多信使的参与下,通过减少OPG的分泌,从而下调OPG/ RANKL比率、上调RANKL/RANK比率,从而激活了调控OC活性的信号级联反应来促进OC形成,促进骨吸收,导致POP的发生[17]

基于“虚、痰、瘀”论治POP中RANK/RANKL/OPG信号调控机制 从“虚”论治POP

POP发生的本质就是骨形成和骨吸收的失衡[18]。中医中药论治的基本理念也致力于“补虚固本”从而促进骨形成和骨重建。中医理论认为,“虚”是POP发生的关键,肾主先天、主骨生髓,脾主后天、化生气血,脾肾两虚是其主要病机,防治POP当以“虚”为主[19-20]。张静等[21]研究表明,补虚类中药,如:熟地黄、淫羊藿、枸杞、党参、丹参等能显著下调TNF-α、IL-1β、IL-6等抑制骨吸收相关因子的表达,同时上调TGF-β等促进骨形成相关细胞因子的表达。有研究者基于补“虚”疗法,通过电针命门穴而激活骨质疏松大鼠RANK/RANKL/OPG信号转导系统,增加骨强度而达到改善骨质疏松。以“虚”为主的POP发展过程中,机体RANK/RANKL/OPG信号转导发生不同程度的紊乱,通过多种相关因子对OC的调控,通过负性介导作用,对OPG-RANKL的表达产生负面反馈,而补“虚”疗法可通过对OC介导的OPG-RANKL通路的调节,对其相关因子VIP、VPAC2等的调控,最终使OPG mRNA表达上调、RANKL mRNA表达下调,而降低OC的活性,致骨吸收减少,而达到促进骨重建的目的[22-23]

从“痰”论治POP

从“痰生百病”的中医理论发微,有学者对“痰”和脂质代谢的相关性进行研究,并提出了“POP痰浊与脂质代谢紊乱具有相关性”的假说,同时结合“肾主骨生髓”中医理论,制定了“补肾化痰”的新治则,从“痰”论治POP。近年来,随着分子生物学技术的进步和RANK/RANKL/OPG信号通路的不断发展,广大学者基于“痰”理论,应用补肾化痰、健脾化痰方药防治POP的过程中,致力于研究RANK/RANKL/OPG信号调控机制,旨在用分子学依据阐释其药效学机制。劳锟等[24]研究发现,补肾化痰类药物(桑寄生、淫羊藿、杜仲、茯苓、苍术等)对POP骨折患者疗效确切,通过激活RANK/RANKL/OPG信号通路,降低RANKL/OPG比率,升高OPG含量,改善症状。大鼠POP模型中,健脾化痰类药物(茯苓、陈皮、白术、续断等)为主的续苓健骨方能明显促进OPG的合成、分泌,升高OPG/RANKL比率,使OB/OC偶联向成骨方向发展,修复骨小梁,增加其BMD,达到治疗POP的目的[25]

从“瘀”论治POP

肾虚、脾虚日久,则气血虚弱无以运血,脾又主湿,聚湿为痰,痰阻脉络则为瘀,病久则痰、瘀互结,互为因果,相互影响,进一步发展可致髓海失养,骨枯髓减,发为骨痹。因此,“瘀”是POP发病的必经阶段,“补虚活血”成为防治POP的重要治则。现代研究发现,血瘀和血细胞参数能导致人体骨内微循环障碍,从而引发骨细胞代谢紊乱,进一步分析指出血瘀是POP发病的关键病理基础[26]。沙鑫等[27]研究发现,活血类中药丹参提取物丹参素可通过下调Akt(RANKL诱导OC分化的相关因子)磷酸化水平来调控RANK/RANKL/OPG信号通路,从而抑制OC分化、成熟,起到干预POP的目的。补肾活血颗粒(熟地、菟丝子、杜仲、没药、红花等)可提高POP大鼠骨组织中OPG/RANKL mRNA及蛋白的表达,并且补肾活血颗粒的浓度越高,其表达量越高,同时其BMD的改善情况也越明显[28]

总之,肝肾亏虚是POP发生、发展的根源和关键基础,痰湿蕴滞是POP发病的重要病机,血瘀是POP的病理产物和致病因素,从“虚、痰、瘀”论治POP均行之有效。补益肝肾、健脾化痰、活血化瘀等疗法体现中医“辨证施治、痰瘀同病、治病必求于本”的原则,“虚、痰、瘀”疗法均可以激活RANK/RANKL/OPG信号通路,促进成骨细胞增生与分化,抑制OC的生成与活化,改善骨代谢,修复和重塑骨组织,达到防治POP的目的。以上综述仅通过RANK/RANKL/OPG信号转导对其药效学进行分子生物学层次的科学解释,但必须指出的是,中药具有多靶点、多功效的作用,中药干预POP的药效学机制极其复杂,目前对该系统上游环节机制的研究尚未成熟,故加强其上游机制的相关研究,同时发挥中医药的精准辨证,靶向、个体化施治的特色将是接下来研究的重点。

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(收稿日期:2017-11-17)