霍瑞坤,王劍
1 內蒙古醫(yī)科大學 內蒙古自治區(qū)呼和浩特 010050
2 內蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院 內蒙古自治區(qū)呼和浩特 010017
骨質疏松癥(osteoporosis,OP)屬于全身代謝性骨病,以骨量下降、骨微結構惡化、脆性易骨折等為特征的骨病,典型臨床表現多為腰背痛、脊柱變形、脆性骨折等,并對公眾健康構成重大風險[1]。曾經被認為是機體衰老的必然現象,但現在它是非常可預防、可治療的疾病[2]。骨質疏松癥導致的骨折在女性55歲以后和男性65歲以后的概率變得越來越大,增加了患者死亡率和國家醫(yī)療保健費用[3]。因此,必須給予患者有效靶向性的治療方案。目前來,臨床主要采取藥物治療,如:雌激素、特立帕肽等藥物,這些臨床常用藥物雖有明確的改善作用,但仍存在一定的不足,如:特立帕肽使用周期長、劑量大,重復或周期治療沒有明顯益處[3]。雙磷酸鹽的罕見副作用,缺乏支持長期效果的證據[2]。越來越多患者不愿服用這些藥物。因此,需要開發(fā)高效、安全性高對骨代謝有長期積極作用的藥物。淫羊藿苷(Icariin,ICA)為常見中藥淫羊藿成分,具有抗OP[4]、抗炎、抗OS、抗抑郁、抗腫瘤[5]、以及治療心腦血管[6]等方面的藥理作用,具有明確的減輕骨丟失、促骨生成的作用[7],淫羊藿苷作為中草藥成分在治療OP的作用受到越來越多關注。本文結合近幾年學者就淫羊藿苷影響骨代謝、OP動物模型、成骨細胞、破骨細胞、軟骨細胞等方面的研究進行總結,綜述如下。
淫羊藿苷對切除卵巢小鼠OP骨折模型的影響是促進骨折愈合。Zhang等[8]對去勢誘導的骨質疏松骨折大鼠用600 mg/kg 淫羊藿苷進行治療,研究發(fā)現:成促進骨指標的核心結合蛋白因子2(Runx 2)、α1-II型膠原基因(COL1A2)表達水平明顯升高,促進骨吸收和骨轉換的堿性磷酸酶(AKP)、抗酒石酸酸性磷酸酶5(TRACP-5)水平明顯降低,進一步揭示淫羊藿苷作用OPG/RANKL通路來促進成骨基因的表達,并使抑骨基因表達水平下降,此項研究說明ICA有很強的促進骨折愈合能力且對雌二醇影響不明顯。對Sprague-Dawley (SD)雌性大鼠造模,對小灌鼠胃5周后觀察到骨愈合和重塑,測量發(fā)現:骨密度增加,骨礦物質密度(BMD)明顯增高,骨鈣蛋白(BGLAP)、堿性磷酸酶(ALP)和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)水平下降,再次說明淫羊藿苷對雌二醇影響不顯著,ICA具有治療絕經后OP骨折的新型替代治療藥物的潛力[9]。朱彤彤等[10]用不同濃度ICA處理去勢大鼠,結果發(fā)現,低濃度和高濃度淫羊藿苷可以使骨皮質增厚、骨小梁變寬,Bcl-2基因表達水平提高,相關X基因(Bax)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)表達水平下降,表明淫羊藿苷有保護骨量丟失的作用,該作用可能與形象細胞凋亡機制有關聯。
服用淫羊藿苷可通過抑制氧化應激來預防鐵過量引起的骨質丟失,淫羊藿苷可防止鐵過載誘導ROS產生[11]。促進成骨細胞壽命延長,并逆轉鐵過載誘導的核心結合因子蛋白2(Runx2)、堿性磷酸酶(ALP)、骨橋蛋白(OPN)表達的降低,抑制破骨細胞的分化和功能。Yerer等[12]對64只雄性大鼠SPrague-Dawely大鼠進行處理,結果顯示:骨折局部施用淫羊藿苷可以很大程度上減少氧化應激從而加速骨折愈合,增加了負責清除羥自由基和過氧化氫的GPx、GSH水平。
在骨質疏松癥發(fā)展過程中,OC占據重要部分。單核巨噬細胞系為其主要來源場所,并且OC與成骨細胞二者可發(fā)生協同作用,以達到骨重建的效果。當前,國內外關于淫羊藿苷對OC作用的研究不多。張大威等[13]采用1,25-二羥維生素D3(1,25-(OH)2D3)誘導兔骨髓單核細胞,形成破骨細胞樣細胞,原代分離的乳兔成熟破骨細胞,與骨片共培養(yǎng)的方法。結果:適宜濃度的淫羊藿苷明顯抑骨髓單核細胞對破骨細胞樣細胞的形成。ICA可以調控破骨細胞信號通路核因子κB受體激活因子。力學刺激與ICA耦合作用可有效抑制疲勞載荷下破骨細胞的分化及其骨吸收功能,其作用機制可能是通過調節(jié)NF-κB信號通路來實現[14]。呂明波等[15]培養(yǎng)骨髓源性并使用兩種濃度的ICA進行培養(yǎng),培養(yǎng)一段時間后提取總RNA,結果發(fā)現ICA可以下調MMP-9基因表達,進而抑制破骨細胞的形成。
骨穩(wěn)態(tài)取決于骨細胞之間的平衡,破壞這種穩(wěn)態(tài)會導致骨質疏松癥等疾病發(fā)生[16]。OB參與骨骼重塑代謝主要細胞之一,并且在骨代謝中作用明顯[17]。用不同濃度ICA來處理成骨細胞,一段時間后檢測檢測骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)表達增高,這一結果表明促進成骨細胞增殖可能與調節(jié)BMP-2有關[18]。淫羊藿苷處理成骨細胞后,骨鈣素 (OC)水平提高、堿性磷酸酶(ALP)活性增加,骨橋蛋白(OPN)表達增強,1型膠原蛋白(COL1)表達量增加,骨礦物質沉積增加[19]。姜文濤等[20]研究促進成骨細胞分化適宜濃度中,發(fā)現10-6mol/L的淫羊藿苷,明顯提高OB堿性磷酸酶(ALP)活性,顯著促進骨礦化。
BMSCs屬多能干細胞(已知的),具有自我更新、免疫調節(jié)、自我分化等特點。并且還具有OB、成脂細胞分化的作用。OP發(fā)生的重要原因是,BMSCs向OC分化能力提高,而BMSCs向OB分化能力降低。而給予OP患者使用淫羊藿苷,可有效改善其病情,考慮其原因為,使用淫羊藿苷能對BMSCs的成脂分化產生抑制作用,對淫羊藿苷的成骨分化產生促進作用。張錦明等[21]通過構建C57BL/6小鼠骨質疏松模型,隨機分為三組,其中一組灌胃ICA,通過檢測各種指標證實:骨髓微結構得到改善,骨小梁生成增多,這可能與ICA提高小鼠骨髓源性間充質干細胞的成骨分化并且抑制其成脂分化有關。ICA能夠增加ALP活性、OCN、OPN的基因表達,但對細胞增殖幾乎無作用,似乎與顯著促進BMSCs的成骨分化有關[22]。
OP的發(fā)生與細胞因子、炎癥因子等存在一定相關關系,故OP與骨關節(jié)炎,二者存在一定非互反關系。由于部分細胞因子、炎癥因子水平出現明顯改變,從而打破了骨穩(wěn)態(tài)的平衡狀態(tài)。由此可見,為糾正骨關節(jié)炎癥狀表現,促進病情轉歸,可以采取促進軟骨細胞生成的方式。利用軟骨細胞自噬效應,ICA能大大降低軟骨細胞的凋亡率。淫羊藿苷通過介導 PI3K/AKT/mTOR 信號通路來調節(jié)軟骨細胞的自噬,從而減輕骨關節(jié)炎(OA)[23]。淫羊藿苷在一濃度范圍內,可以促使軟骨細胞中膠原蛋白(collagen)Ⅱ、HIF-1α、Sox9的表達水平顯著上升[24]。Wei[等[25]用抗原誘導的關節(jié)炎(AIA)免疫新西蘭兔,其使用淫羊藿苷治療的模型組,其骨保護素(OPG)表達水平升高,核因子-B配體(RANKL)表達水平降低,證實ICA可抑制關節(jié)骨丟失并防止關節(jié)破壞。
目前,骨質疏松癥治療仍然當前社會醫(yī)療所面臨的的一項重大挑戰(zhàn)。中草藥治療骨骼方面疾病歷史悠久,由于我國地大物博,很多地方盛產中草藥,ICA是淫羊藿的活性成分,現尚有研究表明淫羊藿苷的副作用較小,因此,近年來吸引廣大學者在OP臨床治療研究之中。并且經過多個動物實驗、細胞實驗顯示,淫羊藿苷具有促進成骨細胞形成骨、抑制破骨細胞吸收骨等作用,相關研究證實:淫羊藿苷有明確的治療OP效果。然而,目前臨床對淫羊藿苷的抗骨質疏松機制仍需做進一步研究,以便為淫羊藿苷的臨床使用提供更為豐富的理論支持。總而言之,隨著小分子藥物廣泛使用,臨床愈發(fā)重視小分子藥物的重要性,故淫羊藿苷能在OP治療中存在較大的發(fā)展?jié)摿Γ写M一步挖掘。