王冬生 韓婧 康文博 趙建寧*

1.第二軍醫(yī)大學(xué)南京臨床醫(yī)院南京軍區(qū)南京總醫(yī)院骨科，南京 210002 2.第四軍醫(yī)大學(xué)藥理學(xué)教研室，西安 710032

骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis，OP)是以骨量減少，骨組織微細(xì)結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致骨脆性增加和骨折危險(xiǎn)性增加為特征的一種系統(tǒng)性、全身性骨骼疾病，同時(shí)OP又是骨衰老導(dǎo)致的退行性疾病[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球OP患者超過(guò)2億，在世界常見(jiàn)病的發(fā)病率排行第7名，在中國(guó)乃至全球都是一個(gè)值得關(guān)注的健康問(wèn)題。OP可分為原發(fā)性和繼發(fā)性?xún)煞N，其中原發(fā)性骨質(zhì)疏松占骨質(zhì)疏松的90%，又可分為2種亞型，即I型和II型(I型又稱(chēng)絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松，II型為老年性骨質(zhì)疏松)。其中，I型骨質(zhì)疏松又占原發(fā)性骨質(zhì)疏松的絕大多數(shù)，I型骨質(zhì)疏松發(fā)病主要由于絕經(jīng)后婦女合成和分泌雌激素的能力下降、成骨細(xì)胞形成減少、成骨功能減退、破骨細(xì)胞形成和募集增加、破骨作用(骨吸收)增強(qiáng)。骨形成和骨吸收之間出現(xiàn)負(fù)平衡，使骨量減少，從而發(fā)生骨質(zhì)疏松癥[2]。

目前臨床防治骨質(zhì)疏松藥物的主要理論基礎(chǔ)包括：1.抑制破骨細(xì)胞過(guò)量的骨吸收，抑制絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥患者和其他的骨代謝障礙所導(dǎo)致的高骨轉(zhuǎn)換率；2.刺激成骨細(xì)胞骨形成和礦化成熟，同時(shí)也抑制破骨細(xì)胞增殖分化，使新骨的形成超過(guò)吸收最終使得骨量增加。其作用的靶點(diǎn)主要針對(duì)成骨細(xì)胞的骨形成和破骨細(xì)胞的骨吸收。

植物雌激素(phytoestrogens)，一類(lèi)天然存在于多種植物中的非甾體類(lèi)化合物，在結(jié)構(gòu)和功能上與內(nèi)源性雌激素相似，能與體內(nèi)雌激素受體(estrogen receptor，ER)選擇性結(jié)合，通過(guò)調(diào)節(jié)雌激素受體具有雌激素樣作用[3]。植物雌激素可以調(diào)節(jié)骨代謝(骨重建)平衡、促進(jìn)成骨細(xì)胞的骨形成、抑制破骨細(xì)胞的骨吸收、誘導(dǎo)和調(diào)控骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)向成骨細(xì)胞分化方面有著重要作用。其主要用于絕經(jīng)后婦女和老年性骨質(zhì)疏松，但對(duì)子宮和乳腺等雌激素受體陽(yáng)性的組織器官不會(huì)產(chǎn)生刺激增生等副作用，從而在骨質(zhì)疏松的防治中引起廣泛關(guān)注。本文從植物雌激素的植物來(lái)源、結(jié)構(gòu)類(lèi)型及防治骨質(zhì)疏松中的作用機(jī)制等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為臨床治療骨質(zhì)疏松癥提供新策略、新方法。

1 植物雌激素的植物來(lái)源及結(jié)構(gòu)類(lèi)型

植物雌激素是能與機(jī)體雌激素受體結(jié)合，調(diào)節(jié)機(jī)體代謝的一類(lèi)次生代謝產(chǎn)物。廣泛分布于豆科植物中[4]，也分布于莧科、鳶尾科、?？萍八N薇科等。其結(jié)構(gòu)類(lèi)型主要為黃酮類(lèi)(包括黃酮、異黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、查耳酮等，其中以異黃酮類(lèi)為主)，木脂素類(lèi)，香豆素類(lèi)及其它類(lèi)型等。

1.1 植物來(lái)源

植物雌激素主要分布在豆科植物中，其主要的植物來(lái)源見(jiàn)表1。

表1 植物雌激素在豆科植物中的分布[5]Table 1 Distribution of phytoestrogens in the legume

此外，亞麻科亞麻(LinumusitatissimumL.)，小檗科淫羊藿(EpimediumbrevicornuMaxim.)，五加科人參(PanaxginsengC.A.Mey.)，傘形科柴胡(BupleurumchinenseDC.)和蛇床(CnidiummonnieriL.Cuss.)，石蒜科仙茅(CurculigoorchioidesGaertn.)，石竹科王不留行(Vaccariasegetalis(Neck.) Garcker)，莎草科莎草(CyperusrotundusL.)，鳶尾科射干(Belamcandachinensis(L.) Redouté)，茜草科巴戟天(MorindaofficinalisHow)，大麻科啤酒花(HumuluslupulusLinn.)，薯蕷科山藥(DioscoreaoppositaThunb.)，毛茛科黑升麻(CimicifugaracemosaL.Nutt.)，銀杏科銀杏(GinkgobilobaLinn.)等均含有植物雌激素類(lèi)成分。

1.2 植物雌激素的結(jié)構(gòu)類(lèi)型

1.2.1異黃酮類(lèi)(isoflavone)：異黃酮類(lèi)植物雌激素[6]是以3-苯基苯并吡喃酮為母核的多羥基酚類(lèi)化合物，主要的活性化合物包括：大豆黃酮(daidzein)，染料木黃酮(genistein)，黃豆黃素(glycitein)、刺芒柄花素(formononetin)、鷹嘴豆芽素A(biochanin A)、黃腐酚(xanthohumol)、異黃腐酚(isoxanthohunol)、補(bǔ)骨脂二氫黃酮(bavachin)、新補(bǔ)骨脂異黃酮(neobavaisoflavone)、異補(bǔ)骨脂查爾酮(isobavachalcone)、葛根素(puerarin)、淫羊藿苷(icariin)、山柰酚(kaempferol)、光甘草定(glabridin)和光甘草素(glabrene)等。

圖1 異黃酮類(lèi)植物雌激素的結(jié)構(gòu)類(lèi)型及主要活性化合物Fig.1 Chemical structures and mainly bioactivity compounds of isoflavone phytoestrogens.

1.2.2木脂素類(lèi)(lignan)：木脂素類(lèi)植物雌激素為一類(lèi)主要通過(guò)對(duì)羥基苯乙烯單體氧化耦合而成的化合物，包括：開(kāi)環(huán)異落葉松樹(shù)脂酚(secoisolariciresinol)、羅漢松脂素(matairesinol)、落葉松樹(shù)脂醇(lariciresinol)、松脂酚(pinoresinol)、異落葉松脂素(isolariciresinol)、梣皮樹(shù)脂醇(medioresinol)、丁香脂素(syringaresinol)、去甲二氫愈創(chuàng)木酸(nordihydroguaiaretic acid)和脫水開(kāi)環(huán)異落葉松脂酚(anhydrosecoisolariciresinol)等[7]。

圖2 木脂素類(lèi)植物雌激素的結(jié)構(gòu)及主要活性化合物Fig.2 Chemical structures and mainly bioactivity compounds of lignan phytoestrogens.

1.2.3香豆素類(lèi)(coumarins) ：香豆素類(lèi)植物雌激素是結(jié)構(gòu)中具有苯并α-吡喃酮母核為基本骨架特征的順式鄰羥基桂皮酸內(nèi)酯類(lèi)化合物，其中雌激素樣化合物有擬雌內(nèi)酯香豆雌酚(coumestrol)、蛇床子素(osthole)、異歐前胡素(isoimperatorin)、補(bǔ)骨脂素(psoralen)、異補(bǔ)骨脂素(isopsorlen)及其糖苷補(bǔ)骨脂苷(psoralenoside)和異補(bǔ)骨脂苷(isopsoralenoside)等[8]。

圖3 香豆素類(lèi)植物雌激素的結(jié)構(gòu)及主要活性化合物Fig.3 Chemical structures and mainly bioactivity compounds of coumarin phytoestrogens.

1.2.4其他結(jié)構(gòu)類(lèi)型的植物雌激素：除上述3種類(lèi)型的植物雌激素外，二羥基苯酸內(nèi)酯類(lèi)的α-玉米赤霉素(α-zearalanol，α-ZAL)，茋類(lèi)化合物白藜蘆醇(resveratrol)，王不留行中的環(huán)肽segetalin A、B、G、H，蒽醌類(lèi)化合物大黃素(emodin)、大黃酚(chrysophanol)、大黃酸(rhein)、大黃素甲醚(physcion)，廣藿香烷型倍半萜香附子烯(cyperene)，甾醇類(lèi)的β-谷甾醇(β-sitosterol)、蛻皮甾酮(ecdysterone)，三萜類(lèi)的人參皂苷(ginsenoside)、三七皂苷(notoginsenoside)、柴胡皂苷(saikosaponin)、黃芪皂苷(astragalosaponin)等其他類(lèi)型化合物。

2 植物雌激素在防治骨質(zhì)疏松過(guò)程中的作用機(jī)制

雌激素對(duì)骨代謝的調(diào)節(jié)有直接作用和間接作用[9]，其間接作用主要體現(xiàn)為：提高1α羥化酶活性，增加1，25-(OH)2D3合成，促進(jìn)骨形成；促進(jìn)降鈣素(CT)分泌，抑制骨吸收；調(diào)節(jié)骨對(duì)甲狀旁腺激素(PTH)敏感性或減少低鈣對(duì)PTH的刺激，從而抑制PTH分泌，抑制骨吸收。目前，在成骨細(xì)胞(OB)和破骨細(xì)胞(OC)中均發(fā)現(xiàn)了雌激素受體(ER)的存在。故雌激素可直接作用于OB、OC上的ER抑制骨吸收，調(diào)節(jié)骨代謝[10]。天然異黃酮類(lèi)物質(zhì)具有雌激素樣作用，能夠抑制骨吸收，促進(jìn)骨形成，維持骨代謝的動(dòng)態(tài)平衡[11, 12]，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化及骨質(zhì)疏松相關(guān)信號(hào)通路[13]：ER、絲裂原蛋白激酶(mitogen activated protein kinases，MAPK)[14, 15]、過(guò)氧化物酶增殖子受體(peroxisome proliferator-activated receptors，PPARs)[16, 17]、Wnt[18, 19]和Sirt1[20]等信號(hào)通路，促進(jìn)成骨細(xì)胞的分化、增殖，對(duì)抗骨質(zhì)疏松，從而有望成為一種新型的治療骨質(zhì)疏松的藥物。

2.1 具有雌激素樣作用

植物雌激素是一類(lèi)存在于植物中，能與機(jī)體雌激素受體(ER)結(jié)合，產(chǎn)生雌激素樣作用的非甾體類(lèi)化合物。研究發(fā)現(xiàn)，大豆異黃酮能夠抑制絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松，增加骨骼強(qiáng)度，降低骨折風(fēng)險(xiǎn)[21]。植物雌激素抗骨質(zhì)疏松的機(jī)制可能是通過(guò)雌激素受體α(ERα)途徑調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞形成、分化和轉(zhuǎn)錄因子，如骨形態(tài)發(fā)生蛋白，核心結(jié)合因子等的表達(dá)，增加成骨細(xì)胞的增殖和骨形成作用；以及通過(guò)雌激素受體途徑調(diào)控骨代謝的RNKLRNK-OPG系統(tǒng)，抑制破骨細(xì)胞的形成、分化和骨吸收作用，維持成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞之間的動(dòng)態(tài)平衡，減少骨質(zhì)的丟失。植物雌激素的生物活性約為雌激素的1/500-1/1000，副作用較小，主要用于絕經(jīng)后婦女和老年性骨質(zhì)疏松，但對(duì)子宮和乳腺等雌激素受體陽(yáng)性的其他組織器官不會(huì)產(chǎn)生刺激增生等副作用。而且可以與機(jī)體中的鈣有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)1,25-二羥基維生素D3的合成，增加腸道對(duì)鈣的吸收，有效彌補(bǔ)了補(bǔ)鈣吸收率低的弊端，從而在骨質(zhì)疏松的防治中引起廣泛關(guān)注。

2.2 促進(jìn)BMSC成骨分化

近年來(lái)干細(xì)胞在再生修復(fù)和治療方面顯示出較好的應(yīng)用前景，Wallace和Takako基于基因敲除小鼠的前期研究揭示了老齡性骨質(zhì)疏松與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞功能不良的相關(guān)性，提示一些關(guān)鍵基因在骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨向分化中起重要作用，其缺失可導(dǎo)致骨質(zhì)疏松疾病發(fā)生[22-25]。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSC)是成骨細(xì)胞的前體細(xì)胞，在骨形成及骨質(zhì)疏松的過(guò)程中起著不可替代的作用[26]。臨床研究證明，通過(guò)移植BMSCs能夠在一定時(shí)間內(nèi)使成骨不全患者的骨骼生長(zhǎng)速度加快、骨密度增高、骨折發(fā)生率下降[22]。已有研究表明，植物雌激素在BMSCs骨代謝和生物學(xué)特性維持方面有特殊的貢獻(xiàn)，通過(guò)抑制PPARγ(過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ)和C/EBPα(CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α)尤其是TFs Runx2(成脂轉(zhuǎn)錄因子Runx2)和Sp7，調(diào)節(jié)ER通路及Wnt/β-catenin和Sirt1通路促進(jìn)BMSCs成骨分化[27]。

2.3 參與調(diào)節(jié)與骨質(zhì)疏松相關(guān)的信號(hào)通路

研究表明，植物雌激素防治骨質(zhì)疏松作用的分子機(jī)制主要涉及ER、MAPK、PPARγ、Wnt和Sirt1等信號(hào)通路：植物雌激素通過(guò)結(jié)合并激活ERα和ERβ發(fā)揮骨保護(hù)作用；激活細(xì)胞膜ER引起細(xì)胞內(nèi)MAPK的激活；可以抑制以PPARs介導(dǎo)的作用，抑制脂肪生成、促進(jìn)骨生成；Wnt信號(hào)通路可促進(jìn)成骨細(xì)胞的分化、增殖、存活，是成骨細(xì)胞的正調(diào)節(jié)蛋白；Sirt1與骨代謝、骨量關(guān)系密切，組蛋白的去乙?；揎椏梢种乒切纬?，降低成骨細(xì)胞中骨鈣素和堿性磷酸酶的表達(dá)，減少成骨細(xì)胞的增殖、分化。植物雌激素通過(guò)調(diào)節(jié)骨質(zhì)疏松相關(guān)信號(hào)通路，促進(jìn)骨形成，抑制骨吸收，達(dá)到防治骨質(zhì)疏松的效果。

2.3.1ER通路：雌激素(Estrogen)是一類(lèi)女性荷爾蒙，屬于性類(lèi)固醇激素。雌激素受體分為兩大類(lèi)：細(xì)胞核內(nèi)的ERα和ERβ，核受體的膜性成分及屬于G蛋白耦聯(lián)受體家族的GPR30，Gaq-ER，ER-X[28]。雌激素通過(guò)促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖和破骨細(xì)胞凋亡，發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松的作用[29]。植物雌激素可直接參與機(jī)體的內(nèi)分泌調(diào)節(jié)，一定劑量的植物雌激素在體內(nèi)能夠與ER結(jié)合，發(fā)揮雌激素樣作用。當(dāng)植物雌激素使用足夠的劑量時(shí)，可以產(chǎn)生與體內(nèi)17β-雌二醇相似的效能[30, 31]。食物中的植物雌激素在防治更年期綜合征、絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥等方面有類(lèi)似雌激素替代療法(ERT)的積極作用[32]。不同種類(lèi)的植物雌激素與雌激素受體結(jié)合的親合力不同而顯示出不同的作用效能。研究表明，異黃酮類(lèi)化合物能使ERβ的AF-2表面更易于結(jié)合共調(diào)節(jié)因子，從而對(duì)靶基因具有ERβ依賴(lài)性的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用[33]。

雌激素缺乏時(shí)，骨代謝轉(zhuǎn)換亢進(jìn)，骨吸收超過(guò)骨形成，使血清中白細(xì)胞介素1，6(IL-1, IL-6)和腫瘤壞死因子β(TNF-β)增加。IL-1，IL-6均可刺激破骨細(xì)胞前體細(xì)胞的生成和分化，并使破骨細(xì)胞活性增加而促進(jìn)骨吸收，TNF-β是骨吸收誘導(dǎo)劑。植物雌激素通過(guò)ER發(fā)揮生物效應(yīng)，抑制這些細(xì)胞因子的產(chǎn)生，防止骨量減少[34]。染料木素[35]、黃豆黃素、白藜蘆醇、人參皂苷、槲皮素和香豆雌酚等植物雌激素，通過(guò)調(diào)節(jié)ERα或ERβ與其他信號(hào)通路間的相互聯(lián)系調(diào)節(jié)BMSCs的成骨、成脂分化[27]，維持BMSCs的骨代謝平衡，抑制骨質(zhì)疏松發(fā)展。

2.3.2MAPK和ERK信號(hào)通路：絲裂原活化蛋白激酶(mitogenactivated protein kinases，MAPKs)是真核生物細(xì)胞內(nèi)廣泛存在的一類(lèi)介導(dǎo)細(xì)胞反應(yīng)的重要信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)[36]。該通路包括三種核心激酶(MAP3K、MAPKK和MAPK)，以及可能存在的上游(MAP4K)和下游組件(MAPKAPK)。MAPK信號(hào)通路主要包括ERK1/2通路、JNK通路、P38通路和ERK5通路。研究表明，膠原蛋白水解物可以刺激ERK1/2磷酸化，促進(jìn)成骨細(xì)胞(osteoblast，OB)分化和增殖，腰椎骨密度(bone mineral density，BMD)增加，由此可見(jiàn)ERK1/2與骨質(zhì)疏松的治療有關(guān)[37]。JNK-Fra-1通路在水溶珍珠素(water soluble nacre factor，WSNF)誘導(dǎo)的OB礦化過(guò)程中發(fā)揮重要作用[38]，表明JNK通路與骨形成有關(guān)。骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)通過(guò)激活p38 MAPK-Smad信號(hào)通路增強(qiáng)C2C12細(xì)胞成骨分化和礦化。P38通過(guò)增加OB生成和減少破骨細(xì)胞(osteoclast，OC)分化改善骨質(zhì)疏松[39]。由此可見(jiàn)，MAPK通路在骨質(zhì)疏松發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。

染料木素呈時(shí)間、劑量依賴(lài)性調(diào)節(jié)磷酸化P38 MAPK信號(hào)通路來(lái)刺激鼠初級(jí)MSCs骨發(fā)生，但其產(chǎn)生的成骨分化卻不需要ERK1/2信號(hào)調(diào)節(jié)。通過(guò)抑制ERK1/2磷酸化，使成脂標(biāo)志物表達(dá)減少(PPARγ，C/EBP，F(xiàn)ABP4的蛋白水平和脂質(zhì)囊泡的積蓄)以及減少脂肪形成，特異性的激活下游的信號(hào)通路提高成骨分化[40]。MG-63細(xì)胞中加入25μg/ml和50μg/ml Kobophenol A，發(fā)現(xiàn)磷酸化P38顯著增加，cyclin B1和CDK1蛋白表達(dá)增加，G2M期細(xì)胞比例顯著增加[41]。以上研究表明，植物雌激素可以通過(guò)激活MAPK通路促進(jìn)骨形成，對(duì)抗骨質(zhì)疏松的發(fā)展。

2.3.3PPARγ信號(hào)通路：轉(zhuǎn)錄因子PPARγ作為類(lèi)固醇激素膜受體PPAR的亞家族，能夠調(diào)整MSC分化形成脂肪細(xì)胞。PPARγ信號(hào)通路能夠被PPARγ受體激動(dòng)劑與拮抗劑間接調(diào)節(jié)，也能通過(guò)上游抑制物來(lái)減少PPARγ和C/EBP mRNA的表達(dá)[42]。在沒(méi)有成骨性因子時(shí)，PPARγ抑制不是骨發(fā)生刺激物所必須。劍麻皂素能夠通過(guò)抑制PPAR γ和p38 MAPK信號(hào)通路促進(jìn)骨髓間質(zhì)細(xì)胞成骨分化[27, 43]。牛至屬提取物黃酮類(lèi)化合物為PPAR調(diào)節(jié)劑，可以抑制PPARγ蛋白進(jìn)而影響脂肪形成[44]。桔梗皂苷通過(guò)調(diào)控上游的脂肪細(xì)胞分化靶點(diǎn)(Krueppel-like factor 2 (KLF2))抑制PPARγ的表達(dá)[45]。此外，白藜蘆醇產(chǎn)生的sirtuin(sirt)信號(hào)通路顯示刺激內(nèi)皮細(xì)胞KLF2的表達(dá)，在MSCs下調(diào)PPARγ表達(dá)會(huì)產(chǎn)生聚集植物雌激素的作用，sirt信號(hào)通路和調(diào)節(jié)甲羥戊酸通路[46]。由此可見(jiàn)，植物雌激素通過(guò)PPAPγ信號(hào)通路可以調(diào)節(jié)MSCs脂肪形成，對(duì)抗骨質(zhì)疏松。

2.3.4Wnt/β-catenin通路：Wnt信號(hào)通路在無(wú)脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物發(fā)育過(guò)程中起關(guān)鍵作用，參與了細(xì)胞增殖、分化、凋亡和胚胎發(fā)育中細(xì)胞定位控制等過(guò)程。研究證實(shí)，Wnt信號(hào)通路可促進(jìn)成骨細(xì)胞的分化、增殖、存活，是成骨細(xì)胞的正調(diào)節(jié)蛋白[47]。激活Wnt通路可抑制破骨細(xì)胞活性，下調(diào)RANKL，增加骨保護(hù)素的表達(dá)[48]。Wnt 通路的主要內(nèi)源性調(diào)節(jié)因子是硬化蛋白，由骨細(xì)胞分泌，通過(guò)與Wnt 配體上LRP-5 和LRP-6 受體結(jié)合特異性抑制Wnt 通路的活化，最終抑制骨量形成[49]。目前，硬化蛋白抗體被用于治療骨質(zhì)疏松臨床研究。DKK-1 作為Wnt信號(hào)通路的抑制因子可抑制骨形成[50]。許多骨量丟失疾病患者的血清DKK-1含量升高，因此，通過(guò)抑制DKK-1的活性來(lái)治療骨量丟失疾病成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)[51]。β-catenin是Wnt/β-catenin信號(hào)通路的關(guān)鍵信號(hào)分子，可以促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化[52]。分泌型卷曲相關(guān)蛋白1(secreted Frizzled-related protein-1，sFrp-1)家族是一組與Wnt 受體Frizzled相關(guān)的蛋白，在各種組織中廣泛表達(dá)，可直接與Wnt配基結(jié)合以抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路[53]。其中sFrp-1與骨質(zhì)疏松間的關(guān)系最為密切[54]。sFrp-1基因敲除小鼠的成骨細(xì)胞活性增強(qiáng)，多處骨組織表現(xiàn)出松質(zhì)骨骨密度、骨量和礦化率的上升[55]。

已有研究表明，印度黃檀中的異黃酮類(lèi)植物雌激素可以通過(guò)激活BMP2和Wnt/β-catenin信號(hào)通路，促進(jìn)MSCs成骨分化。生姜中的二芳基庚烷類(lèi)植物雌激素可以激活GSK-3β的磷酸化，激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路，防止骨流失。Wnt信號(hào)通路在骨形成中的重要作用，而植物雌激素對(duì)其通路中的眾多蛋白的調(diào)控也成為治療骨質(zhì)疏松的潛在靶點(diǎn)，為治療骨質(zhì)疏松帶來(lái)新希望。

2.3.5Sirt1信號(hào)通路：Sirt1 是哺乳動(dòng)物沉默信息調(diào)節(jié)因子2(silent information regulator 2，Sir2)同源蛋白(Sirt1-7)中與酵母菌Sir2同源性最高的，也是第1個(gè)被發(fā)現(xiàn)的Sirtuin蛋白家族成員[56]。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，Sirt1 在骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病、防治中同樣發(fā)揮重要作用[57]。Sirt1 在成骨細(xì)胞的大量表達(dá)與提高老齡鼠骨密度有重要意義。Sirt1與骨代謝、骨量關(guān)系密切，組蛋白的去乙酰化修飾可抑制骨形成，降低成骨細(xì)胞中骨鈣素和堿性磷酸酶的表達(dá)，減少成骨細(xì)胞的增殖、分化[20]。Sirt1敲除小鼠(Sirt1胚系突變的129/Sv小鼠)與野生型(Sirt1+/+)小鼠相比，Sirt1單倍體(Sirt1+/-)小鼠骨量、骨小梁數(shù)目、股骨體積分?jǐn)?shù)、第4腰椎骨礦物質(zhì)含量顯著減少，雌性小鼠表現(xiàn)尤為突出；骨形成明顯減少，礦化沉積率和骨形成率降低[58]。在去卵巢小鼠的骨髓中，還發(fā)現(xiàn)Sirt1 蛋白水平的降低伴隨著骨髓脂肪細(xì)胞的增加[59]。

已有研究表明，Sirt1的激活劑白藜蘆醇促進(jìn)成骨細(xì)胞的分化，減少骨髓脂肪細(xì)胞的形成和破骨細(xì)胞的數(shù)量[60]。白藜蘆醇在骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)向成骨分化中能促進(jìn)Sirt1 與PPAR-γ結(jié)合，抑制PPAR-γ的活性，阻礙MSCs向脂肪細(xì)胞分化，促進(jìn)骨形成[61]。PPAR-γ還可抑制Runx2 mRNA 的轉(zhuǎn)錄活性及成骨信號(hào)通路，包括Wnt 和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β/BMP等[62]。Runx2是啟動(dòng)成骨轉(zhuǎn)錄程序的早期主要的轉(zhuǎn)錄因子，可誘導(dǎo)成骨細(xì)胞特異性基因的表達(dá)，如骨橋蛋白、骨鈣素和堿性磷酸酶等。為與白藜蘆醇具有相似作用的植物雌激素，通過(guò)Sirt1/Runx2信號(hào)通路調(diào)節(jié)MSCs成骨成脂分化平衡，臨床治療骨質(zhì)疏松提供可能。

植物雌激素作為一種選擇性的雌激素受體調(diào)節(jié)劑，與雌激素相比，其副作用相對(duì)較小，已在抗癌，防治心血管疾病，防治更年期綜合癥，抗骨質(zhì)疏松、改善認(rèn)知，防治代謝綜合征等多方面，顯示出了良好的應(yīng)用前景。然而，植物雌激素的生物活性受多種因素的影響，如體內(nèi)代謝途徑，劑量，內(nèi)源性雌激素水平，與其他藥物及食物成分的相互作用等。而且，關(guān)于植物雌激素防治骨質(zhì)疏松方面的研究，仍有許多問(wèn)題需要探討，如生物活性研究缺乏統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不良反應(yīng)研究較少，作用機(jī)制研究不夠系統(tǒng)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征判斷化合物的雌激素樣作用也不夠全面。因而，還需要從細(xì)胞、整體動(dòng)物和臨床試驗(yàn)等各個(gè)方面，探討植物雌激素在防治骨質(zhì)疏松中在作用，為植物雌激素的臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。