李偉 李春根 穆曉紅 陳黎明 陳琛 趙子義
摘要?目的:基于網(wǎng)絡(luò)藥理學預測金匱腎氣丸治療骨質(zhì)疏松癥的作用機制。方法:通過中藥系統(tǒng)藥理學數(shù)據(jù)庫與分析平臺(TCMSP)、中藥分子機制綜合數(shù)據(jù)庫(TCMID)、中藥分子機制生物信息學分析工具(BATMAN-TCM)等數(shù)據(jù)庫檢索金匱腎氣丸藥物成分及成分相關(guān)靶點;以“Osteoporosis”為關(guān)鍵詞在人類基因數(shù)據(jù)庫(GeneCards)、在線人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫(OMIM)、DrugBank等數(shù)據(jù)庫檢索骨質(zhì)疏松癥疾病相關(guān)靶點;制作韋恩圖,獲取藥物-疾病交集靶點;利用String數(shù)據(jù)庫、Cytoscape 3.6.1軟件構(gòu)建藥物-疾病交集靶點蛋白互作網(wǎng)絡(luò)及藥物-成分-疾病-靶點網(wǎng)絡(luò);通過DAVID數(shù)據(jù)庫對藥物-疾病交集靶點進行基因本體(GO)、京都基因和基因組百科全書(KEGG)富集分析,并將富集結(jié)果可視化。結(jié)果:共獲得金匱腎氣丸藥物成分118個,包括槲皮素、山柰酚、大黃素等;有效成分相關(guān)靶點202個,疾病相關(guān)靶點1 856個,藥物-疾病交集靶點87個,包括前列腺素內(nèi)過氧化物合酶2(PTGS2)、轉(zhuǎn)錄因子(JUN)、胞間黏附分子1(ICAM1)等;GO富集分析功能條目376條,其中生物過程(BP)290條,細胞組分(CC)28條,分子功能(MF)58條,包括RNA聚合酶Ⅱ啟動子的轉(zhuǎn)錄正調(diào)控、類固醇激素受體活性等;KEGG信號通路共90條,包括類風濕性關(guān)節(jié)炎信號通路、破骨細胞分化信號通路、催乳激素信號通路等。結(jié)論:金匱腎氣丸通過槲皮素、山柰酚、大黃素、薯蕷皂苷元、β-谷甾醇等有效成分作用于PTGS2、JUN、ICAM1、白細胞介素-1β(IL-1β)、基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP9)等關(guān)鍵靶點通過抗氧化、抑制炎癥反應、促進成骨細胞增殖分化、抑制破骨細胞骨吸收等作用機制達到治療OP的作用。
關(guān)鍵詞?金匱腎氣丸;骨質(zhì)疏松癥;網(wǎng)絡(luò)藥理學;藥物成分;作用靶點;信號通路;作用機制
Abstract?To predict the mechanism of Jinkui Shenqi Pill in the treatment of osteoporosis based on network pharmacology.Methods TCMSP,TCMID,BATMAN-TCM databases were used to retrieve the drug components and related targets of Jinkui Shenqi pill; the related targets of osteoporosis were searched in GeneCards,OMIM,DrugBank databases with the key word of “osteoporosis”; the common target of the drug-disease were obtained by generating Venny diagrams; string database and Cytoscape 3.6.1 software were used to construct the drug-disease common target protein interaction network and drug-component-disease-target network; finally,GO and KEGG enrichment analysis of common target were carried out through David database,and the enrichment results were visualized.Result A total of 118 chemical components from Jinkui Shenqi pill were obtained,including quercetin,kaempferol,emodin,etc.; there were 202 active component related targets,1856 disease-related targets and 87 drug-disease common targets,including PTGS2,JUN,ICAM1,etc.; there were 376 functional items analyzed by GO enrichment analysis,namely 290 biological processes (BP),28 cellular components (CC) and 58 molecular functions (MF),including the positive regulation of transcription from RNA polymerase Ⅱ promoter and steroid hormone receptor activity; there were 90 KEGG signaling pathways,mainly including rheumatoid arthritis signaling pathway,osteoclast differentiation signaling pathway,prolactin signaling pathway,etc.Conclusion Jinkui Shenqi Pill functions mainly through quercetin,kaempferol,emodin,diosgenin and beta-sitosterol on key target genes of PTGS2,JUN,ICAM1,IL1B and MMP9 through the mechanism of anti-oxidation,inhibition of inflammatory reaction,promotion of osteoblast proliferation and differentiation,inhibition of osteoclast bone absorption,and finally achieve the therapeutic effect of treat OP.
Keywords?Jinkui Shenqi Pill; Osteoporosis; Network pharmacology; Drug components; Target of action; Signaling pathway; Mechanism of action
中圖分類號:R285;R274.9文獻標識碼:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2021.22.004
骨質(zhì)疏松癥(Osteoporosis,OP)是一種復雜的全身性的骨代謝性疾病,其基本機制是骨吸收與骨形成的失衡,主要表現(xiàn)為骨密度、骨量的降低及其骨骼細微結(jié)構(gòu)的改變[1]。隨著我國社會老齡化的加深,OP的發(fā)病率逐年升高,據(jù)最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計,OP在我國的發(fā)病率為13%[2],隨之而來的骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)病率也逐年攀升,給社會及家庭帶來了嚴重的經(jīng)濟負擔。研究發(fā)現(xiàn)OP的發(fā)病原因與機體代謝異常、基因多態(tài)性、微循環(huán)障礙等因素密切相關(guān)[3-4]。治療主要以抑制骨吸收、促進骨形成為原則,目前常用的治療藥物主要有雙磷酸鹽類、降鈣素類、雌激素替代治療、維生素D及鈣類等,但是長期使用以上藥物存在胃腸道不良反應、肝腎功能損害、心血管疾病及子宮內(nèi)膜癌風險增加、腎結(jié)石等不良反應[5-6]。因此急需尋求一種療效顯著、不良反應少、可以長期使用的預防與治療OP的藥物,中醫(yī)藥具有獨特的優(yōu)勢。
中醫(yī)并沒有OP的病名,多將其歸屬于“骨痹”“骨萎”等范疇。中醫(yī)理論認為腎主骨生髓,腎虛,腎精不足,骨髓失養(yǎng),終成萎痹,治療當以“填精益髓,補腎壯骨”為原則[7]。金匱腎氣丸出自《金匱要略》,是溫補腎精的經(jīng)典方劑,在治療OP等疾病方面具有顯著的臨床療效。研究發(fā)現(xiàn),金匱腎氣丸能提高血清雌激素水平,改善骨密度與成骨細胞功能,促進成骨細胞的增殖、分化,減輕OP患者疼痛癥狀等[8]。目前,金匱腎氣丸治療OP的主要活性成分及具體作用機制未見系統(tǒng)的描述。網(wǎng)絡(luò)藥理學是一門新興學科,是基于分子層面,通過數(shù)據(jù)可視化分析,構(gòu)建藥物-有效成分-疾病-靶點網(wǎng)絡(luò)來預測藥物治療疾病的作用機制,彌補了“單成分、單靶點、單藥物、單疾病”研究模式的不足。因此,本研究采用網(wǎng)絡(luò)藥理學的方法預測金匱腎氣丸治療骨質(zhì)疏松的有效成分、作用靶點、關(guān)鍵通路,并解釋其作用機制。
1?資料與方法
1.1?“金匱腎氣丸”藥物化學成分及其相關(guān)靶點的搜集?采用中藥系統(tǒng)藥理學數(shù)據(jù)庫與分析平臺(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)、中藥分子機制綜合數(shù)據(jù)庫(Traditional Chinese Medicine Integrated Database,TCMID)、中藥分子機制生物信息學分析工具(A Bioinformatics Analysis Tool for Molecular Mechanism of Traditional Chinese Medicine,BATMAN-TCM)檢索金匱腎氣丸組成藥物活性化學成分,以口服生物利用度(Oral Bioavailability,OB)≥30%、類藥性(Drug Like,DL)≥0.18為標準對所有活性成分進行篩選,并搜集有效化學成分相關(guān)靶點。
1.2?“骨質(zhì)疏松癥”疾病靶點的搜集?通過人類基因數(shù)據(jù)庫(GeneCards)、在線人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫(Online Mendelian Inheritance in Man,OMIM)、DrugBank數(shù)據(jù)庫,以“Osteoporosis”為關(guān)鍵詞搜集骨質(zhì)疏松癥的疾病靶點。刪除重復的靶點,導入UniProt數(shù)據(jù)庫進行標準化處理。
1.3?藥物-疾病交集靶點、韋恩圖及活性成分-作用靶點的構(gòu)建?將“金匱腎氣丸”有效成分相關(guān)靶點及“骨質(zhì)疏松癥”疾病靶點導入Venny 2.1.0在線作圖工具獲得藥物-疾病交集靶點及其韋恩圖并將其交集靶點、有效成分導入Cytoscape 3.6.1軟件,對藥物有效成分相關(guān)靶點-疾病相關(guān)靶點進行映射,構(gòu)建活性成分-作用靶點網(wǎng)絡(luò)圖?;钚猿煞?、作用靶點用“節(jié)點”表示,節(jié)點之間的相互關(guān)系用“邊”表示。
1.4?蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建?將藥物-疾病的交集靶點導入STRING軟件中(https://string-db.org),選擇置信度score≥0.700,隱藏游離的節(jié)點。下載TSV數(shù)據(jù)文件,導入Cytoscape 3.6.1軟件進行數(shù)據(jù)可視化分析,使用CytoHubba插件的MCC算法找出蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(Protein Protein Interaction,PPI)網(wǎng)絡(luò)的核心基因。
1.5?富集分析
采用DAVID(https://david.ncifcrf.gov/)數(shù)據(jù)庫對藥物、疾病的交集靶點進行基因本體(Gene Ontology,GO)富集分析和京都基因和基因組百科全書(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析,設(shè)定標準為P值小于0.05,使用imageGP作圖軟件對P-value值最小的GO生物功能前20條及KEGG信號通路前30條結(jié)果制作氣泡圖進行可視化分析。
2?結(jié)果
2.1?“金匱腎氣丸”藥物化學成分及其相關(guān)靶點?通過TCMSP、TCMID、BATMAN-TCM共3個數(shù)據(jù)庫結(jié)合相關(guān)文獻檢索,共獲得金匱腎氣丸藥物化學成分118個,其中茯苓15個,附子21個,桂枝7個,牡丹皮11個,山藥16個,山茱萸20個,熟地黃2個,澤瀉26個;共獲取相關(guān)靶點569個,刪除重復的靶點,最終獲得金匱腎氣丸組成藥物化學成分相關(guān)靶點202個。
2.2?“骨質(zhì)疏松癥”疾病靶點搜索結(jié)果?通過GeneCards、OMIM、DrugBank等數(shù)據(jù)庫并結(jié)合相關(guān)文獻,獲得疾病靶點4 305個,其中GeneCards數(shù)據(jù)庫4 273個,OMIM、DrugBank數(shù)據(jù)庫共32個,取GeneCards數(shù)據(jù)庫Relevance score分數(shù)≥中位數(shù)1.87的靶點共2 751個,刪除3個數(shù)據(jù)庫重復的靶點,最終獲得骨質(zhì)疏松癥疾病靶點1 856個。
2.3?藥物-疾病交集靶點、韋恩圖及藥物-成分-疾病-靶點網(wǎng)絡(luò)?將金匱腎氣丸藥物成分相關(guān)靶點、骨質(zhì)疏松癥疾病相關(guān)靶點導入Venny 2.1.0在線作圖工具,共獲得鹽皮質(zhì)激素受體(Mineralocorticoid Receptor,NR3C2)、黃體酮受體(Progesterone Receptor,PGR)、前列腺素內(nèi)過氧化物合酶2(Prostaglandin-Endoperoxide Synthase 2,PTGS2)、視黃酸受體(Reti-noic Acid Receptor RXR-Alpha,RXRA)等87個交集靶點及韋恩圖。見圖1。將藥物-疾病交集靶點與藥物有效成分相互作用關(guān)系及屬性文件導入Cytoscape 3.6.1軟件并進行映射,構(gòu)建藥物-成分-疾病-靶點網(wǎng)絡(luò)圖。根據(jù)Cytoscape軟件NetworkAnalyzer分析工具算出有效成分Degree值,Degree值越大表示節(jié)點的重要性越大。見圖2。藥物有效成分Degree值位于前5位的分別為槲皮素(Quercetin)為66,山柰酚(Kaempferol)為25,大黃素(Emodin)為16,薯蕷皂苷元(Diosgenin)為10,Β-谷甾醇(Beta-Sitosterol)為9。見表1。
2.4?PPI網(wǎng)絡(luò)結(jié)果
將藥物-疾病的87個交集靶點導入STRING軟件中,擇置信度Score≥0.700,下載TSV數(shù)據(jù)文件,導入Cytoscape 3.6.1軟件,共得到87個節(jié)點,634條邊,平均節(jié)點度值為14.6,使用cytoHubba插件的MCC算法找出PPI網(wǎng)絡(luò)的核心基因,PTGS2、JUN、ICAM1、IL1B、MMP9等基因為PPI網(wǎng)絡(luò)核心基因。見圖3、圖4。
2.5?金匱腎氣丸治療骨質(zhì)疏松癥作用靶點GO生物功能富集分析結(jié)果?采用DAVID數(shù)據(jù)庫對金匱腎氣丸治療骨質(zhì)疏松癥作用靶點進行GO生物功能富集分析,共獲得P值小于0.05的GO功能條目376條,其中生物過程(Biological Process,BP)290條,細胞組分(Cellular Component,CC)28條,分子功能(Molecular Function,MF)58條。生物過程主要富集在轉(zhuǎn)錄的正調(diào)控,DNA模板化、對藥物的反應、RNA聚合酶Ⅱ啟動子的轉(zhuǎn)錄正調(diào)控、基因表達的正調(diào)控、一氧化氮生物合成過程的正向調(diào)控等;細胞組分主要富集在細胞外間隙、胞外區(qū)、膜筏、質(zhì)膜小凹、核染色質(zhì)等;分子功能主要富集在酶結(jié)合、類固醇激素受體活性、類固醇結(jié)合、RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄因子活性,配體激活序列特異性DNA結(jié)合、細胞因子活性等。見圖5~7。
2.6?金匱腎氣丸治療骨質(zhì)疏松癥作用靶點KEGG信號通路富集分析結(jié)果?通過DAVID數(shù)據(jù)庫對金匱腎氣丸治療骨質(zhì)疏松癥作用靶點進行KEGG信號通路富集分析,共獲得P值小于0.05的KEGG信號通路90條,刪除“Cancer”相關(guān)通路,根據(jù)P值對前30條信號通路繪制氣泡圖。結(jié)合相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn)類風濕性關(guān)節(jié)炎信號通路、破骨細胞分化信號通路、催乳激素信號通路、甲狀腺激素信號通路、MAPK信號通路等信號通路是金匱腎氣丸治療骨質(zhì)疏松癥的關(guān)鍵通路。見圖8。前10位信號通路富集細節(jié)。見表2。
3?討論
骨質(zhì)疏松癥的病機為腎虛,腎精不足,骨髓失養(yǎng)。治療當以“填精益髓,補腎壯骨”為原則。金匱腎氣丸源自《金匱要略》,在治療OP等疾病取得了較好的臨床療效。方中熟地黃滋陰補腎、填精益髓,桂枝、附子溫補陽氣,溫陽化氣共為君藥;山茱萸補腎壯骨、固腎澀精,山藥健脾益氣,滋陰助陽共為臣藥;茯苓、澤瀉、牡丹皮清熱養(yǎng)陰、健脾化濕、補而不壅。諸藥配伍,共奏填精益髓、強筋健骨、陰陽雙補之功效。本研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學的研究方法,共獲得金匱腎氣丸藥物活性成分118個,通過數(shù)據(jù)可視化分析獲悉槲皮素、山柰酚、大黃素、薯蕷皂苷元、β-谷甾醇等成分可能是金匱腎氣丸治療OP的關(guān)鍵藥物成分。
研究發(fā)現(xiàn),槲皮素可以抑制破骨細胞增殖、提高成骨細胞分化活性、增加血清骨礦含量、改善骨代謝、維持機體骨吸收和骨形成的動態(tài)平衡[9]。槲皮素作為一種抗氧化的藥物化學成分,可以延緩細胞衰老導致的骨丟失,能夠有效清除衰老的人骨髓間充質(zhì)干細胞(Human Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells,hMSCs),并能調(diào)控雌激素受體介導的信號通路,促進hMSCs的增殖、成骨分化,改善骨組織結(jié)構(gòu)及功能[10-12];此外槲皮素還具有免疫調(diào)節(jié)及促進機體對鈣的吸收等作用,通過降低骨組織氧化應激參數(shù),提高骨組織抗感染能力,增強維生素D受體活性,促進小腸對鈣的吸收,調(diào)節(jié)鈣穩(wěn)態(tài)基因的表達[13]。Sharma等[14]證實山柰酚具有提高成骨參數(shù),促進成骨分化的作用,其機制是通過雌激素信號通路和對SaOS-2細胞的刺激反應激活WNT信號通路,提高WNT靶向成骨基因表達,提高堿性磷酸酶(Alkaline Phosphatase,ALP)、成骨蛋白、骨涎蛋白、骨橋蛋白等蛋白的mRNA的表達水平,促進其增值,提高成骨參數(shù),促進成骨分化。Wong等[15]研究表明,山柰酚能有效地調(diào)節(jié)成骨細胞與破骨細胞的自噬作用,可以明顯地減輕氧化應激所致的骨損傷及骨流失,維持了骨吸收與骨代謝之間的動態(tài)平衡,并通過抑制促凋亡基因相關(guān)蛋白的表達,上調(diào)抗凋亡基因的表達水平,具有促進成骨的作用。炎癥是骨質(zhì)流失的重要原因,腫瘤壞死因子-α(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)、白細胞介素-1(Interleukin-1,IL-1)等炎癥介質(zhì)不僅會直接促進破骨細胞的增殖和骨吸收作用的增強,而且通過正反饋作用促進骨吸收細胞因子(例如IL-6、MCP-1)的產(chǎn)生,進一步加劇了骨流失[16]。山柰酚通過調(diào)控核因子κB信號通路的激活,降低TNF-α、IL-1等炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生,增強了抗炎細胞因子(例如IL-10)的表達,并且通過對MAPK機制的抑制,可以逆轉(zhuǎn)白細胞介素-1β(Interleukin-1 Beta,IL-1β)介導的骨損傷[17]。Zhao等[18]通過動物實驗發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷元通過提高機體雌二醇水平,抑制骨高周轉(zhuǎn)率,可以減少骨量丟失,減緩OP的發(fā)生、發(fā)展,對OP具有預防作用。骨保護素(Osteoprotegerin,OPG)和核因子κB配體的受體激動劑(例如RANKL)在破骨細胞形成過程中起重要作用,二者之間的比值是評估破骨細胞刺激度的重要指標[19]。Zhang等[20]發(fā)現(xiàn),通過薯蕷皂苷元治療的大鼠脛骨中RANKL的水平較治療前降低,而OPG的水平明顯升高,二者之間的比值顯著下降,從而降低了對破骨細胞的刺激度,減少了骨吸收,對骨組織具有明顯的保護作用。雌激素對全身骨代謝具有重要的調(diào)節(jié)作用,是維持骨代謝動態(tài)平衡的重要物質(zhì),是臨床上治療OP的重要藥物,β-谷甾醇是具有雌激素活性的植物雌激素類物質(zhì)。研究表明,卵巢顆粒細胞是成骨細胞的重要作用靶點,β-谷甾醇可以誘導卵巢顆粒細胞分泌雌二醇E2,使其與成骨細胞膜上雌激素受體ER結(jié)合,促進成骨,改善骨代謝[21]。此外,β-谷甾醇還可以抑制過氧化物酶、TNF-ɑ、IL-1β等炎癥介質(zhì)的活性,通過其抗炎作用,減輕炎癥介質(zhì)導致的骨損傷[22]。TNF-α與RANKL具有協(xié)同作用刺激破骨細胞的形成,研究發(fā)現(xiàn),大黃素可以抑制TNF-α的表達,通過其抗炎作用減少破骨細胞的形成,減少骨質(zhì)流失[23]。動物實驗表明,大黃素能夠顯著提高大鼠成骨細胞成活率,改善骨小梁微結(jié)構(gòu)和骨骼力學性能,抑制血清骨鈣素的升高,增強MC3T3-E1細胞的分化和礦化,具有促進成骨及骨保護作用[24]。
通過藥物-疾病作用靶點富集分析結(jié)合相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn)金匱腎氣丸治療OP的關(guān)鍵靶點基因為PTGS2、JUN、ICAM1、IL1B、MMP9等。前列腺素內(nèi)環(huán)氧化合物合成酶2(Prostaglandin-Endoperoxide Synthase 2,PTGS2)是前列腺素合成的限速酶,對機體的骨代謝具有雙向調(diào)節(jié)作用,一方面介導了骨髓間充質(zhì)干細胞分化為成骨細胞及破骨細胞成熟過程,通過抑制PTGS2的表達可以減少OP患者的骨破壞及炎癥反應;另一方面通過抑制前列腺素的產(chǎn)生,減少了前列腺素誘導的巨噬細胞集落刺激因子(Macrophage Colony Stimulating Factor,M-CSF)及破骨細胞分化因子(Receptor Activator Ofnuclear Factor Kappa-B Ligand,RANKL)的產(chǎn)生,減緩破骨細胞分化及骨吸收作用[25-26]。JUN屬于AP-1轉(zhuǎn)錄因子家族,是JAK-STAT信號通路上的快速反應基因,具有促進成骨細胞增殖、分化的作用[27];此外,Lerbs等[28]通過動物模型發(fā)現(xiàn),JUN通過上調(diào)骨祖細胞相關(guān)基因(例如Shh、Sufu)的表達,誘導骨祖細胞增殖、分化,可以補償骨缺損部位的骨量減少并促進其骨鈣化組織形成,加速骨折愈合。細胞間黏附分子1(Intercellular Adhesion Molecule 1,ICAM1)基因具有多態(tài)性,是絕經(jīng)后婦女患OP的易感基因[29]。研究發(fā)現(xiàn),ICAM1是破骨細胞分化的重要調(diào)控蛋白,對破骨細胞的分化成熟及功能具有重要的調(diào)節(jié)作用,其介導的黏附作用是破骨細胞分化成熟的關(guān)鍵條件[30];此外,ICAM1也介導了炎癥細胞因子向局部病灶位置的黏附和運動[31]。IL-1β對破骨細胞及成骨細胞的活性具有重要的影響,通過對IL-1β的抑制,可以降低機體的骨轉(zhuǎn)換;此外IL-1β對骨微血管的數(shù)量及其長度也具有深刻的影響,當IL-1β被抑制時骨組織中微血管的數(shù)量及長度均降低[32]?;|(zhì)金屬蛋白酶9(Matrix Metallopeptidase 9,MMP9)主要由破骨細胞在體內(nèi)選擇性表達,通過轉(zhuǎn)運到切割組蛋白HSK18-Q19核室,促進破骨細胞基因的活化,介導了破骨細胞的骨吸收及Ⅰ型膠原的溶解作用,因此,使用siRNA靶向抑制MMP9可以減少骨吸收,具有骨保護作用[33]。
通過對金匱腎氣丸治療OP的作用靶點,進行KEGG富集分析并結(jié)合相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn)類風濕性關(guān)節(jié)炎信號通路、破骨細胞分化信號通路、催乳激素信號通路、甲狀腺激素信號通路、MAPK信號通路等信號通路是金匱腎氣丸治療骨質(zhì)疏松癥的關(guān)鍵通路。類風濕性關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid Arthritis,RA)在OP的發(fā)生、發(fā)展過程中具有重要的影響,是RA患者主要的關(guān)節(jié)外并發(fā)癥之一,其機制是活動性RA導致機體炎性破骨細胞骨吸收增強導致RA患者局部骨破壞(骨侵蝕)及全身性骨丟失,因此通過控制RA患者炎癥反應,可以減少骨質(zhì)流失并降低骨折風險[34]。鐵調(diào)素是機體鐵代謝和體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)劑,受炎癥介質(zhì)(例如IL-1、IL-6、TNF)的調(diào)節(jié)。在最新的RA患者血清鐵調(diào)素水平與骨質(zhì)疏松程度相關(guān)性的研究中發(fā)現(xiàn),RA處于活動期時由于炎癥介質(zhì)的表達,鐵調(diào)素產(chǎn)生增加,鐵蛋白水平升高,是絕經(jīng)期婦女和中年男性進行性骨丟失的危險因素,因此,鐵調(diào)素有望成分OP治療的新靶點[35]。催乳激素(Prolactin,PRL)信號通路對全身骨代謝具有重要的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn),PRL通過經(jīng)典的STAT3信號通路可以減緩關(guān)節(jié)炎性癥狀,抑制關(guān)節(jié)血管翳形成及骨破壞,增加小梁面積,降低破骨細胞相關(guān)基因mRNA水平,下調(diào)Cyt誘導的破骨細胞分化,具有骨保護作用[36]。甲狀腺激素是人體生長發(fā)育的重要激素,在骨骼的代謝過程中有著十分重要的作用。甲亢患者甲狀腺功能代謝的紊亂,會引起骨代謝障礙及骨量的減少,最終導致OP[37]。研究發(fā)現(xiàn),T3激活甲狀腺激素受體ɑ(Thyroid Hormone Receptor ɑ,TRɑ),后者在骨骼中呈高表達,在骨骼及軟骨中介導T3通過破骨細胞活性激活劑白細胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)直接參與了破骨細胞的骨吸收[38]。絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-Activated Protein Kinase,MAPK)信號通路是細胞內(nèi)重要的信號轉(zhuǎn)導通路,介導了細胞的增殖、分化等過程,對成骨細胞及破骨細胞增殖、分化具有調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn),MAPK信號通路參與了MSCs的成骨分化和遷移,并介導了成骨細胞增殖與抗凋亡,激活p38/MAPK可以提高成骨細胞的增殖、分化,促進成骨,增加骨量[39-40]。
綜上所述,金匱腎氣丸治療OP主要是通過槲皮素、山柰酚、大黃素、薯蕷皂苷元、β-谷甾醇等活性成分作用于PTGS2、JUN、ICAM1、IL1B、MMP9等關(guān)鍵靶點基因通過抗氧化、抑制炎癥反應、促進成骨細胞增殖分化、抑制破骨細胞骨吸收等作用機制最終達到治療OP的作用。但是,此次研究尚存在不足之處,需要后期進一步實驗驗證。
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(2020-11-13收稿?責任編輯:魏慶雙)