淫羊藿、女贞子及其相关方剂治疗骨质疏松症的研究进展

2019-02-24 22:02李晓曦刘仁慧
医学研究杂志 2019年4期
关键词:淫羊女贞子藿苷

李晓曦 刘仁慧

骨质疏松症(osteoporosis,OP)是一种以骨量减少,骨质量受损及骨强度降低,导致骨脆性增加、易发生骨折为特征的全身性骨病。随着世界人口老龄化日益明显,OP越来越成为困扰中老年的病症之一。在所有常见病、多发病中,原发性OP患者总数已经超过2亿人,患病人数居第7位,而在中国OP患者已将近9千万,女性OP的发生率是男性的6~8倍[1]。OP不仅严重影响患者的身心健康,还给患者家庭和社会造成了巨大的医疗和经济负担。OP属于中医骨萎、骨痹的范畴,根据传统的中医理论“肾主骨生髓”,肾中精气充盈,骨髓化生有源,骨骼则强健;肾中精气亏虚,骨髓化生不足,骨枯髓减,故中医辨证认为OP的病机核心在于肾精不足。古代医家治疗OP多采用甘温的补益药,到了现代临床治疗则以补肾填精壮骨为主。但是具有补肾功效的中药种类非常的繁多,筛选开发出更高效防治OP的药物具有较为重要的意义。课题组前期研究发现淫羊藿女贞子药对在防治OP上有独特的优势,在临床应用及实验研究中均取得了很好的进展。本综述旨在通过对淫羊藿、女贞子及其相关方剂治疗OP的研究近况的系统总结,分析说明两药治疗OP的作用机制。

一、淫羊藿对OP的影响作用研究

淫羊藿,性温,味辛、甘,归肾、肝经,具有补肾阳、强筋骨、祛风湿的功效。现代研究表明淫羊藿中有效成分有130余个,入血活性成分共有23个。另有研究报道淫羊藿防治OP的有效成分为淫羊藿总黄酮,包括淫羊藿苷、淫羊藿次苷等。2015版药典将淫羊藿总黄酮和淫羊藿苷作为评价淫羊藿质量的标准,研究报道淫羊藿总黄酮具有抑制破骨细胞(osteoclast,OC)分化、促进成骨细胞(osteoblast,OB)增殖等多方面的抗OP的药理活性。

1.临床研究:淫羊藿治疗OP的临床疗效确切,能有效提高患者骨密度,缓解患者腰背疼痛程度。曾雪等[2]研究发现,OP患者服用淫羊藿煎剂3个疗程后第4腰椎、股骨颈、桡骨远端骨密度明显升高,骨痛程度减轻。胡逞颖[3]研究发现,当患者发生骨折后,淫羊藿能显著缓解患者疼痛并且能显著促进骨痂生长,效果优于常规的治疗。刘文霞[4]研究发现,绝经后骨质疏松(postmenopausal osteoporosis,PMOP)患者服用淫羊藿胶囊结合针刺三阴交双、肾俞双等穴位后,骨密度,雌二醇(estradiol,E2),骨钙素值均明显升高,提示淫羊藿具有类雌激素样作用。

2.实验研究

(1)对成骨细胞(osteoblast,OB)、破骨细胞(osteoclast,OC)的影响作用:淫羊藿含药血清能够抑制骨髓基质干细胞的成脂分化,从而影响骨代谢。淫羊藿苷可促进rBMSC以及MC3T3-E1细胞的成骨分化,提升碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性以及Ⅰ型胶原合成和矿化结节的数量来调节OB的增殖与分化[5]。特异性转录因2(runt-related transcription factor 2,RUNX2)是OB分化必要的特异性转录因子,周先进等[6]研究发现淫羊藿苷可以升高OB中RUNX2的表达,促使OB增殖分化。淫羊藿次苷Ⅱ能提高诱导性一氧化氮合酶的活性,促进一氧化氮的生成来刺激成骨分化[7]。

淫羊藿中黄酮成分有效抑制体外培养的前OC株RAW264,推测能抑制前体OC的增殖,进而抑制OC分化。贺龙刚等[8]在体外培养OC分化过程中发现淫羊藿次苷Ⅰ和代谢产物次苷Ⅱ能通过AP-1激活蛋白1(activator protein 1,AP-1)信号通路抑制OC生成,且代谢产物次苷Ⅱ的抑制作用更明显,提示淫羊藿在体内通过生物转化进一步加强骨保护作用。陈喆[9]在对RAW264.7细胞破骨分化的研究中证实,淫羊藿苷可抑制OC中钙离子水平,通过线粒体阻滞细胞周期,破坏OC功能性细胞骨架结构,使超氧离子自由基水平降低,抑制OC活性。另外,基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)-9在OC中高度表达,淫羊藿苷可以降低MMP-9的表达进而影响OC的功能。

(2)对性激素作用的影响:雄激素通过刺激OB增殖和发育来促进骨骼生长;雌激素主要通过抑制骨吸收,同时与OB上的受体结合而间接调控OB功能从而影响骨代谢。雄激素的减少与骨质流失密切相关。血清睾酮下降引起的骨密度和骨质量下降是男性OP发生的重要原因。故OP与体内雄激素和雌激素水平呈正相关。冯云波等[10]研究淫羊藿总黄酮对维甲酸致OP雄性大鼠的影响作用时,发现其能增加前列腺、睾丸等脏器指数并改善骨形态学变化,提示其防治OP的作用与保护性腺有关。李振文等[11]研究发现,淫羊藿提高机体雌激素、雄激素水平。许多研究都报道了淫羊藿苷具有雌激素样作用,可增加去卵巢大鼠的子宫指数,升高血清E2含量。此外淫羊藿苷能选择性上调雌激素受体(estrogen receptor,ER)-α及 ER-β mRNA的表达,从而提高雌激素作用的敏感度。有研究报道淫羊藿苷对ER-β的亲和力高,与武密山发表的植物来源的雌激素对ER-β亲和力高而动物来源雌激素对ER-α亲和力更高的报道一致[12]。

(3)对信号通路的调节作用:骨保护素(osteoprotegerin,OPG)/核因子κB受体活化素(receptor activator of NF-κB,RANK)/细胞核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor κB ligand,RANKL)信号通路是近年来发现的参与调节骨重建的最重要的分子通路之一,主要参与OC的生成调节。RANK是位于OC表面的受体,RANK被RANKL激活时,OC分化,促进骨吸收。OPG与RANKL竞争性结合RANK,则会促进OC凋亡,抑制骨吸收。郑升鹏等[5]在研究中发现淫羊藿苷及总黄酮代谢物可增加ALP和OPG 的表达,抑制RANKL表达从而促进体外培养的OB的分化。

骨形态形成蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)是骨修复中最主要的成骨诱导因子;转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β1由骨细胞合成分泌,是调节骨代谢的重要生长因子,通过增强OB的数量和活性,维持骨代谢的平衡。Smads 蛋白是BMP和TGF-β1信号通路的转录因子。淫羊藿能够抑制PMOP大鼠骨组织白介素(interleukin,IL)-6 、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α mRNA的表达,并阻止骨微环境中TGF-β1分泌的减少[13]。李子龙[14]研究发现,淫羊藿苷可上调MC3T3-E1细胞Smad1、Smad 4及Smad5 mRNA 的表达,也可以上调OB中Smad4 mRNA的表达,促进OB分化;淫羊藿水提物可上调TGF的表达促进BMSC分化。上述研究提示淫羊藿可通过调节BMP/Smads通路和TGF-β1/Smads通路中相关因子影响骨代谢。

Wnt/β-链蛋白(β-catenin)信号通路也是影响骨代谢的重要通路,β-catenin是OB分化早期阶段不可或缺的;Notch 信号通路对OB的分化有着抑制和诱导的两面性;丝裂原活化蛋白激酶MAPKs通路是真核生物细胞内信号转导网络重要通路之一,承担着将细胞外各种有丝分裂和应急信号转导至细胞核的使命。研究发现淫羊藿苷可上调 β-catenin,激活Wnt3a/ β-catenin信号通路,促进骨髓间充质干细胞向OB分化促进骨形成;下调 Notch信号核心结合蛋白CBF1的表达从而抑制 Notch 信号通路[15]。淫羊藿苷对单核细胞破骨分化时MAPK信号通路中3个关键蛋白P38丝裂原活化蛋白激酶,细胞外调节蛋白激酶和翼式转录因子氨基末端激酶表达没影响,但是可以显著抑制三者磷酸化水平。

(4)其他作用:淫羊藿苷可抑制体外培养小鼠OB中乳酸脱氢酶的增长,降低活性氧和丙二醛的产生,增加超氧化物歧化酶活力,减少脂质过氧化物的产生,提示其能修复由活性氧造成的OB损伤[16]。当血钙降低使得甲状旁腺激素升高,使得OC增殖分化。淫羊藿中含量最高的3种元素是Ca、K、Mg,能发挥外源性补充无机盐的作用。此外,淫羊藿中多糖含量很多,多糖具有控制细胞分裂和分化功能的作用,但是淫羊藿中多糖与骨细胞增殖分化的研究较少。

综上可知,淫羊藿对骨代谢的调节作用有以下几种途径:①促进OB分化,抑制OC增殖以调节骨代谢;②具有性激素样作用,且能提高ER表达;③作用机制与调节OPG/RANK/RANKL信号通路、BMP/ Smads通路、TGF-β1/Smads通路、Wnt/β-catenin通路和Notch信号通路及通路中重要的蛋白表达有关;④此外,具有抗氧化,调节钙离子代谢等作用。

二、女贞子对OP的影响作用研究

女贞子性味甘、苦、凉,归肝、肾经。具有滋补肝肾、明目乌发的功效。李时珍曰女贞子能“强肾阴,健腰膝,变白发,明目。实乃上品无毒妙药,少阴之精英”。现代研究证实,环烯醚萜总苷和黄体酮是女贞子发挥抗OP作用的主要活性成分。

1.对OB、OC的影响作用:女贞子水提物具有促进大鼠成骨样细胞UMR-106增殖与分化的作用。当OB受到促骨吸收因子的刺激后,分泌MMPs,降解Ⅰ型胶原,从而激活OC,启动骨吸收。女贞子通过抑制MMPs,抑制OC激活,影响骨吸收过程。

2.对性激素的影响作用:女贞子有机提取物中含睾酮及E2类激素物质。有研究证实女贞子雌激素样作用与有效成分齐墩果酸有重要关系,齐墩果酸可提高PMOP大鼠血清E2水平,改善更年期大鼠卵巢、肾上腺组织功能[17]。唐雨晴[18]研究发现给予PMOP大鼠女贞子浓缩颗粒8周后,血清E2水平显著提高,可使非卵巢组织合成和分泌E2增多,同时增强了外周组织对E2的敏感度,改善和促进卵巢功能,表明女贞子具有雌激素样作用,但是由于直接补充了雌激素还是通过代谢合了雌激素还需要进一步的研究。

3.调节钙离子代谢:钙离子是骨骼的组成成分,也是参与细胞分裂的第二信使。郭鱼波等[19]研究发现女贞子乙醇提取物通过上调小肠维生素D受体表达,提高小肠对1,25(OH)2D3反应活性,从而提高肠钙吸收;也可以直接作用在肾脏近曲小管细胞从而诱导25-羟基维生素D-1α羟化酶mRNA和蛋白表达,促进活性维生素D3合成,加强肾钙、肠钙重吸收,抑制尿钙排泄,恢复血钙水平,改善钙失衡以维持骨钙水平[20]。女贞子可以高FGF-23水平。FGF-23是一种参与维生素D和磷酸盐代谢平衡的有效调节器,能降低血清1,25(OH)2D3水平,起到维持血钙动态平衡的作用。

4.其他作用:OB表面存在胰岛素受体,缺乏可导致骨转换下降,骨基质分解,钙丢失,引起OP。齐墩果酸和熊果酸可以促进胰高血糖素样肽(glucagon-like peptide,GLP)-1分泌,刺激胰岛素合成分泌。女贞子水提液可以升高去卵巢大鼠血中Ⅰ型前胶原氨基端肽(procollagen 1 nterminal peptide,P1NP)含量,调节骨胶原蛋白和非胶原蛋白的代谢,促进骨形成,抑制骨吸收。女贞子醇提物能降低正在发育的26周雌性大鼠 RANKL/OPG比率[21]。刘先芳等[22]研究发现女贞子能调节Nox4/ROS/NF-κB信号通路,缓解机体氧化压力,缓解OP。

综上可知,女贞子对骨代谢的调节作用有以下几种途径:①促进OB增殖,抑制OC激活;②通过性激素样作用调节骨代谢;③促进维生素D3生物合成以及维生素D受体表达,促进钙离子吸收;④此外,具有胰岛素样作用,抗氧化作用,以及调节OPG/RANKL等信号通路相关蛋白表达的作用。

三、淫羊藿,女贞子相关方剂防治OP的研究

1.淫羊藿女贞子药对防治OP的研究:在以GIOP大鼠为模型(低转换型OP)的实验中发现,淫羊藿女贞子配伍能降低血清ALP、抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase,TRACP)水平,升高血清雌激素及BMP-2、OPG水平,纠正钙磷离子代谢紊乱,发挥防治OP的作用;提高骨组织中 TGF-β1,p-Smad2/3及 Smad4 蛋白含量,降低Smad7蛋白表达量,提示药物的作用机制与调节TGF-β1/Smads信号通路有关[23~26]。此外,研究发现淫羊藿女贞子煎剂及提取物能抑制糖皮质激素受体在骨组织中的表达。

在以维甲酸致大鼠OP模型(高转换型OP)的实验研究发现,淫羊藿女贞子煎剂可有效纠正骨代谢异常,明显改善骨组织的病理状态[27];显著下调血清P1NP和P1CP(carboxyterrninal propeptide of type Ipmcollagen)水平,有效降低OP大鼠骨胶原代谢水平,抑制骨代谢的高转换状态[28];增加血清雌激素水平,上调ER蛋白表达;作用机制与上调TGF-β1、Smad2、Smad3的蛋白表达水平,下调Smad7的蛋白表达水平,抑制骨组织细胞凋亡有关[29];调高血清钙磷含量,下调血清AKP、TRACP水平,抑制骨转化速率[30]。

目前研究发现,淫羊藿女贞子配伍对OP的防治作用包括:①上调TGF-β1/Smads信号通路,抑制骨组织细胞凋亡;②上调雌激素及ER的表达;③纠正骨代谢及钙磷水平紊乱。

2.含有淫羊藿的相关方剂防治OP的研究:淫羊藿是临床治疗OP方剂中使用频率很高的药物之一。仙灵骨葆胶囊由淫羊藿、续断、补骨脂、地黄、丹参等组成,是目前防治OP的一线用药,由贵州同济堂制药有限公司独家生产(国药准字Z20025337),首选入国家基本药物目录,也是我国第一个通过国际通行药和验证标准和美国FDA标准的药。OP患者使用仙灵骨葆后可明显缓解骨痛,提高骨密度。骨舒康颗粒(淫羊藿、熟地黄、黄芪、丹参、骨碎补)和丹仙康骨胶囊(淫羊藿、当归等组成)均可以增加骨密度,提高血钙浓度,进而防治OP[31]。补肾健骨汤(由六味地黄丸加淫羊藿、骨碎补、肉苁蓉等组成)能增加糖尿病性OP患者骨密度,缓解骨骼关节疼痛症状。含有健骨颗粒(煅狗骨、淫羊藿、山茱萸、党参、山药)的含药血清能促进OB增殖。淫羊藿补骨脂配伍可降低去卵巢大鼠TNF-α水平而抑制骨吸收,提高IL-10含量促进骨形成。淫羊藿仙茅配伍能增加PMOP大鼠模型的胫骨皮质骨的骨矿含量和总骨矿密度,提高血清 ALP 及超氧化物歧化酶活性 。

3.含有女贞子的相关方剂防治OP的研究:二至丸出自扶寿精方,具有补肝肾之阴的作用,由等份的女贞子、墨旱莲所组成,是临床常用的治疗OP的药物,能够增加OP大鼠和患者血清中钙磷离子含量、E2水平以及骨密度和骨小梁厚度,降低骨组织的转化率。二至丸体外细胞实验说明二至丸含药血清虽不能促进OB和UMR106细胞的增殖,但是能明显抑制破骨细胞前体RAW264.7细胞的增殖和破骨细胞的分化。骨松灵汤(杜仲、补骨脂、熟地黄、女贞子等)能减轻OP患者的临床症状,提高腰椎、股骨和颈骨骨密度。女贞子枸杞子配伍能明显升高PMOP大鼠血清IL-10。IL-10是由辅助T细胞亚群Th2细胞等在免疫活化状态下产生的抑制性细胞因子,它能抑制具有促进骨吸收作用的细胞因子TNF-α、IL-6、IL-4等分泌。

4.含有淫羊藿女贞子的相关方剂防治OP的研究:OP病程长,需长期坚持服药,而单纯补阳药淫羊藿性质温燥,不宜长期服用,淫羊藿女贞子配伍能平补肾中阴阳,发挥阴阳相济的效果。同时含有淫羊藿、女贞子的方剂主要有强骨胶囊和补肾壮骨胶囊。前者主要由淫羊藿、女贞子、丹参、乌梢蛇等药组成,可增加性腺脏器指数,提高股骨密度,降低骨折的发生率。后者由淫羊藿、女贞子、肉从蓉、补骨脂、菟丝子等组成,通过对OP大鼠疗效观察证实能抑制骨丢失,预防和治疗OP。

四、展 望

中医药防治OP的文献报道以补肾药居多,包括单味药及其有效成分和复方制剂两方面。研究较多的单味药有淫羊藿、女贞子、补骨脂、骨碎补、杜仲、续断、菟丝子、肉苁蓉等;更多的是采用复方制剂,如仙灵骨葆胶囊、补肾健骨胶囊、骨康胶囊、益肾壮骨冲剂、补肾壮筋汤等。仙灵骨葆虽然是目前临床上防治OP的一线用药,但2016年发布的《警惕其肝损伤》文章提示该药对消化系统、肝脏功能的影响,且会有发热和头痛等不良反应。目前研究表明方中补骨脂有确定的肝毒性;因有报道称淫羊藿导致乙肝患者服药后出现肝损伤,故淫羊藿是否有明确的肝毒性还需要进一步的研究。目前对淫羊藿单味药抗OP作用的开发研究较多,但远期疗效不确切,并存在低水平重复研究的现象,此外淫羊藿类补阳药性温燥,临床长期服用并不适宜;相关方剂的大多为经验方、自拟方,用药繁杂,临床疗效之间缺少可比性,样本量较小,缺少长期服药疗效的观察,且报道多为验案总结或临床疗效观察,作用机制尚未完全阐明。提示中药抗OP的药物研究值得进一步筛选及深入展开。

淫羊藿、女贞子分别具有补肾阳、滋养肝肾之阴的作用,二者配伍可平补肾中阴阳、益精壮骨,针对OP的核心发病机制“肾精不足”,且崇张景岳“善补阳者,必于阴中求阳,则阳得阴助而生化无穷;善补阴者,必于阳中求阴,则阴得阳升而泉源不竭”的配伍指导而设。有研究发现,淫羊藿苷在大鼠肾脏中有一定程度的蓄积,其代谢产物也大多存在于肾脏组织中,并维持一定的时间,这与中医学认为的淫羊藿归肾经,具有补肝肾、强腰膝的功效相符。提示可以通过对淫羊藿、女贞子的代谢组学的研究以阐明归经等中药作用的理论基础,结合中医药理论,深入探讨药对的作用机制,以期为将来的相关新药的研发奠定实验基础。此外,淫羊藿、女贞子均具有药用植物分布广,低毒性不良反应、价格合理、标本兼治、资源丰富、可长期服用等优点;且药对组方药味少,有效成分明确,故有着良好的开发和应用前景。

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