李鼎鵬 謝興文 李建國* 李輝 丁聚賢 蘇積亮 柳博

1. 西北民族大學附屬醫(yī)院，甘肅 蘭州 730030 2. 甘肅省第二人民醫(yī)院，甘肅 蘭州 730030 3. 甘肅中醫(yī)藥大學，甘肅 蘭州 730030

骨質疏松癥(osteoporosis, OP)是一種全身代謝性骨骼疾病，隨著我國人口老齡化問題日漸突出，OP發(fā)病率顯著增加。2018年OP流行病學調查表明[1]，65歲以上的老年人OP患病率為32.0 %，其中女性高達51.6 %。目前臨床治療主要以西藥為主，但因副作用明顯、價格較高等制約了其在臨床的廣泛使用。中藥具有“簡、便、廉、效”的獨特優(yōu)勢，但其作用機制有待于進一步研究。自噬不僅參與骨髓間充質干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)、成骨細胞(osteoblast, OB)及破骨細胞(osteoclast, OC)的代謝過程，在調節(jié)骨穩(wěn)態(tài)等方面亦扮演重要的角色。本文擬從中藥調節(jié)自噬與OP的發(fā)生及其防治作用角度進行文獻綜述，旨在為中藥防治OP的進一步研究及臨床用藥提供新的思路。

1 自噬及主要相關因子

自噬是真核生物細胞內物質代謝循環(huán)過程[2]，病理態(tài)的細胞自噬能夠引起自我調節(jié)失衡，造成細胞死亡[3]。其發(fā)生與Beclin-1、PIK3、LC3及 Atg等多種蛋白質復合物及自噬基因相關[4]。自噬太過或不及均導致機體陰陽失衡狀態(tài)而引起OP的發(fā)生。中醫(yī)陰陽平和與機體臟腑協(xié)同機制與“成骨細胞-破骨細胞”平和及“RANKL-RANK-OPG”軸調節(jié)機制極為相似，均為OP發(fā)生的機制[5-6]。

2 自噬在OP發(fā)生中的作用

自噬作為真核細胞自我保護機制，在骨細胞分化、功能的介質，在維持骨代謝平衡中發(fā)揮著重要作用[7]。自噬調控功能異常與骨量流失及OP有關[8]。

2.1 骨髓間充質干細胞

BMSCs能夠向OB分化，對防治OP具有重要的作用。有研究[9]指出，自噬通過Akt/m TOR信號軸調控人BMSCs的成骨分化。研究[10]表明抑制小鼠BMSCs中ATG5/Beclin-1自噬基因后其成骨分化能力降低。徐麗麗等[11]發(fā)現，OP患者機體BMSCs自噬水平及成骨分化能力低于正常細胞，同時LC3-II/I自噬蛋白表達明顯降低，P62自噬蛋白表達明顯增高。萬永鮮[12]亦報道，老年OP患者BMSCs自噬及成骨分化能力較低，采用自噬激動劑提高自噬水平后BMSCs成骨活性顯著增強。

2.2 成骨細胞

研究[13]表明，OB成骨分化及礦化過程中自噬表達水平增加。敲除OBATG7抑制自噬水平后，骨基質礦化能力降低[14]。蛋白FIP200作為啟動自噬體形成的復合物，其缺失會導致骨形成減少。Fei等[15]報道稱，靶向性敲除小鼠FIP200基因，造成p62表達水平降低、LC3-II轉換不足等自噬缺陷，導致骨形成能力下降，引起OP的發(fā)生。通過上調自噬水平能夠顯著地促進OB(MC3T3-E1)的分化及礦化，骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)及成骨相關轉錄因子抗體(Osterix)表達顯著增加，但該作用能夠通過3-MA自噬抑制劑逆轉。以上研究均表明激活自噬有助于促進OB成骨分化[16]。

2.3 破骨細胞

自噬因子作為OC功能重要的調節(jié)因子之一，在骨吸收功中發(fā)揮著重要作用。研究[17]表明抑制自噬或缺乏Atg5、Atg7、Atg4B、LC3等自噬相關因子能夠導致OC功能障礙，降低OC骨吸收能力。有研究[18]表明，自噬蛋白P62在促進OC發(fā)生及功能中發(fā)揮著重要作用。抑制自噬基因Atg7后能夠顯著地降低OC的形成及抑制骨吸收[15]。此外有報道稱[19]，特異性沉默OC中Beclin-1能夠降低OC的分化及其骨吸收功能。

3 中藥調控自噬防治OP

近年來，中藥單體及復方通過調控自噬水平發(fā)揮防治OP癥的研究日漸增多，逐漸成為中醫(yī)藥領域的研究熱點，隨著研究的不斷深入，取得了一定的研究成果。見表1、表2。

3.1 中藥單體調節(jié)自噬相關因子防治OP

3.1.1干預BMSCs防治OP：梁瀟瀟[20]通過體內外實驗研究表明，淫羊藿苷通過促進自噬相關標記蛋白LC3表達水平及降低自噬相關標記蛋白P62表達水平來增強自噬水平來促進BMSCs的增值及成骨分化。同樣蛇床子素[21]、歐前胡素[22]等藥物以能夠通過增加細胞自噬水平來促進BMSCs成骨分化來發(fā)揮抗OP作用。

3.1.2干預OB防治OP：白藜蘆醇能夠通過促進自噬增加OB(MC3T3-E1)成骨分化能力[23]。同時，淫羊藿苷能夠上調ULK1、FIP200、ATG13自噬基因及蛋白的表達水平提高自噬，促進OB的增值、分化并抑制其凋亡而促進成骨，增加實驗大鼠骨密度(BMD)水平，增加骨小梁數量及相對骨體積、縮小骨小梁間距，顯著改善骨微觀結構[24]。楊冰璇等[25]研究表明，淫羊藿苷通過促進Beclin1、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ表達，降低p62表達水平來增強細胞自噬促進OB(MC3T3-E1)成骨分化。葛根素亦通過下調miR-204促進OB的增殖和分化，增加LC3B表達水平[26]。牛膝甾酮[27]同樣通過自噬發(fā)揮促OB成骨的作用。

3.1.3干預OC防治OP：人參皂苷Rb2能夠顯著地降低TRAP、CTX-1及mTOR 蛋白表達水平，增加AMPK、NF-κB、pAMPK 蛋白表水平，促進 LC3II/LC3I 比值升高，得出人參皂苷Rb2通過抑制 NF-κB 通路及調節(jié) mTOR 介導的自噬信號通路來抑制OC增值、分化及功能，發(fā)揮抗OP癥的作用[28]。山萘酚[29]、異甘草素[30]等亦能夠通過自噬發(fā)揮抑制OC骨吸收功能。

表1 中藥成分調節(jié)自噬靶點及作用細胞

3.2 中藥復方調節(jié)自噬相關因子防治OP

3.2.1干預OB防治OP：王玥等[31]的研究表明，抗疏健骨顆粒能夠通過改善OB功能發(fā)揮治療OP的作用，且疏健骨顆粒能夠上調LC3、Beclin1蛋白表達及降低P62蛋白表達，恢復細胞自噬而升高OP大鼠骨組織中GPR48及ATF4等骨代謝指標水平，降低血清中ALP、BGP、TRACP骨代謝指標水平而促進骨形成。動物實驗及網絡藥理學分析研究發(fā)現[32]，二仙湯通過Akt/mTOR通路提高OB自噬水平，抑制OB的凋亡、提高OB的抗氧化能力，發(fā)揮抗OP的作用。而補腎健脾活血方能夠促進OB(MC-3T3-E1)增殖及成骨活性，當沉默OB細胞中Beclin-1表達時成骨活性作用則發(fā)生逆轉[33]。

3.2.2干預OC防治OP：田濤等[34]的研究表明，二至丸能夠降低OC自噬相關基因mTOR、ATG5、Beclin、p62的表達，抑制OC分化而維持骨穩(wěn)太平衡，發(fā)揮抗OP的作用。譚登等[35]報道稱，補腎通絡方能夠抑制ATG5、ATG7、p62等破骨分化基因，通過降低自噬水平來抑制OC骨吸收，增加斑馬魚OP模型椎骨面積。而抗疏強骨合劑能夠通過降低血清β-CTX的表達水平[36]，上調LC3、Beclin1蛋白表達及降低P62蛋白表達發(fā)揮治療OP的作用[37]。

表2 中藥復方調節(jié)自噬靶點及作用細胞Table 2 The target of autophagy regulation by TCM compound and the cells acting on it

4 結語

中藥通過調控BMSCs、OB及OC細胞自噬治療OP具有廣闊的研究前景，但仍處于探索初期。同時，中藥調控自噬水平機制復雜，目前還需進一步強化相關研究。未來將繼續(xù)堅持在中醫(yī)辨證論治原則下利用現代分子生物學、網絡藥理學及蛋白組學等相關技術，開展自噬特異性靶點蛋白防治OP的相關研究，充分發(fā)揮中藥多靶點、多通路的優(yōu)勢，盡可能挖掘出療效確切的治療藥物。