鄭玉玲 ，李納納 ，馮京 ，張浩 ，丁輝 ，宋新波

（1.天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 301617；2.天津紅日藥業(yè)股份有限公司，天津 301617）

骨質(zhì)疏松癥（OP）是一種以骨密度降低、骨強(qiáng)度下降、骨組織損傷、骨量和骨中礦物質(zhì)流失進(jìn)而骨脆性增高及易發(fā)生骨折為病理特點(diǎn)的全身性骨代謝疾病[1]，多見(jiàn)于老年人，已成為全世界面臨的健康問(wèn)題，引起世界人民的廣泛關(guān)注[2]。臨床上主要使用具有促進(jìn)骨的形成，抑制骨的吸收以及兼具雙重作用的藥物來(lái)防治骨質(zhì)疏松癥。西醫(yī)上主要通過(guò)降鈣素類(lèi)[3]、雙磷酸鹽類(lèi)[4]、雌激素替代治療[5]、選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑[6]、狄諾塞麥[7]、雷奈酸鍶[8]等來(lái)治療骨質(zhì)疏松癥，這些藥物存在安全性問(wèn)題，長(zhǎng)期使用這些藥物會(huì)引起不同程度的心腦血管疾病、靜脈血栓栓塞、乳腺癌等不良反應(yīng)[9]。

肉蓯蓉（Cistanche deserticola Y.C.Ma）是中國(guó)傳統(tǒng)補(bǔ)益類(lèi)中藥材之一，又稱(chēng)大蕓、蓯蓉，為列當(dāng)科植物肉蓯蓉或管花肉蓯蓉Cistanche tubulosa（Schenk）Wight的干燥帶鱗葉的肉質(zhì)莖[10]，始載于《神農(nóng)百草經(jīng)》，列為上品[11]，性甘、咸、溫，歸腎經(jīng)、大腸經(jīng)，素有“沙漠人參”的美譽(yù)。肉蓯蓉是多年生寄生性草本植物，其主要寄生在梭梭屬、怪柳屬等沙漠、荒漠固沙植物的根部。目前，全世界約有22個(gè)品種，主要分布在歐亞的溫暖干燥地區(qū)，中國(guó)有5種肉蓯蓉且主要分布在內(nèi)蒙古、新疆、青海、寧夏等西北荒漠、沙漠地區(qū)[12]。自古肉蓯蓉便是藥食兩用的植物，大量文獻(xiàn)資料表明，肉蓯蓉具有抗衰老[13]、抗炎[14]、抗氧化[15]、抗骨質(zhì)疏松[16]、抗抑郁[17]、潤(rùn)腸通便[18]等生物學(xué)效應(yīng)，因而具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[19]。中醫(yī)理論認(rèn)為，發(fā)生骨質(zhì)疏松癥的主要原因是肝、脾、腎三臟虛損[20]。肉蓯蓉具有補(bǔ)腎陽(yáng)、益精血之功效，現(xiàn)代研究證明肉蓯蓉具有抗骨質(zhì)疏松作用[16，21-22]，可用于骨質(zhì)疏松癥的治療，苯乙醇苷類(lèi)成分是肉蓯蓉的主要活性成分之一，《中華人民共和國(guó)藥典》明確規(guī)定苯乙醇苷類(lèi)代表性成分松果菊苷和毛蕊花糖苷為肉蓯蓉的質(zhì)量控制成分[10]。松果菊苷的絕對(duì)生物利用度（F，%）為0.83%[23]，毛蕊花糖苷的口服生物利用度（F，%）為0.12%[24]，這與肉蓯蓉苯乙醇苷類(lèi)成分的藥物活性相矛盾。天然藥物通常具有系統(tǒng)前廣泛代謝的特點(diǎn)，發(fā)揮整體藥效作用的可能是其活性代謝產(chǎn)物[25]，因而本文對(duì)其體內(nèi)外代謝轉(zhuǎn)化過(guò)程及代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析，進(jìn)而確定其治療骨質(zhì)疏松癥的活性成分、藥效學(xué)及作用機(jī)制。

1 肉蓯蓉中苯乙醇苷類(lèi)成分體內(nèi)外代謝研究

1.1 肉蓯蓉中苯乙醇苷類(lèi)成分體內(nèi)代謝研究 Li等[26]利用UHPLC-Q-TOF-MS對(duì)口服肉蓯蓉水提物的大鼠的尿液、糞便和血清進(jìn)行研究，初步鑒定了肉蓯蓉71個(gè)代謝物，其中原型組分25個(gè)，代謝物46個(gè)，研究表明苯乙醇苷類(lèi)主要在大鼠的胃腸道中代謝。Cui等[27]給大鼠口服200 mg/kg的松果菊苷和毛蕊花糖苷，收集其血漿、膽汁、糞便和尿液，采用UHPLC-ESI-Q-TOF-MS對(duì)收集到的樣品進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)松果菊苷和毛蕊花糖苷具有明顯的肝首過(guò)效應(yīng)，在血漿、糞便和尿液中的代謝情況相似，主要通過(guò)重排、水解、還原、脫羥基、甲基化、硫酸化和葡萄糖醛酸化等代謝途徑，生成咖啡酸、羥基酪醇等18種代謝產(chǎn)物，且發(fā)現(xiàn)咖啡酸、羥基酪醇均與松果菊苷、毛蕊花糖苷具有相似的生物活性。雷厲等[28]收集灌胃苯乙醇總苷的狗的糞便，并利用HPLC對(duì)其進(jìn)行分離，得到松果菊苷、毛蕊花糖苷、異類(lèi)葉升麻苷和2’-乙?；?lèi)葉升麻苷，結(jié)果表明松果菊苷在大腸中經(jīng)過(guò)脫糖反應(yīng)轉(zhuǎn)化為毛蕊花糖苷。

1.2 肉蓯蓉中苯乙醇苷類(lèi)成分體外代謝研究 錢(qián)浩等[29]將松果菊苷與人腸道菌群一起在體外厭氧條件下孵育不同時(shí)間，采用HPLC-ESI-MS對(duì)松果菊苷及其代謝物進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)松果菊苷在離體條件下被人腸道菌群代謝為毛蕊花糖苷、異毛蕊花糖苷和chamaedroside。王昕蕾等[30]研究肉蓯蓉總苷在人工胃液及腸液中的代謝途徑，采用UHPLCESI-Q-TOF-MS對(duì)其成分進(jìn)行分析鑒定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)人工胃液中有14個(gè)原型成分、55個(gè)代謝成分，人工腸液中有4個(gè)原型成分、86個(gè)代謝成分，肉蓯蓉總苷主要是通過(guò)去甲基化、甲基化、去羥基化、羥基化、乙?；?、硫酸化、葡萄糖醛酸化等途徑在人工胃液和腸液中發(fā)生代謝。李瑒等[31]通過(guò)對(duì)肉蓯蓉水煎液在大鼠體內(nèi)代謝研究和人源體外胃腸道代謝研究，發(fā)現(xiàn)苯乙醇苷類(lèi)成分主要代謝為羥基酪醇、咖啡酸且咖啡酸在腸道菌群中被繼續(xù)代謝為3-羥基苯丙酸，環(huán)烯醚萜類(lèi)代謝為其苷元。

通過(guò)對(duì)肉蓯蓉苯乙醇苷類(lèi)成分體內(nèi)外代謝的研究，發(fā)現(xiàn)肉蓯蓉苯乙醇苷類(lèi)成分主要通過(guò)重排、水解、還原、甲基化、去甲基化、羥基化、去羥基化、乙酰基化、硫酸化和葡萄糖醛酸化等途徑代謝成羥基酪醇、咖啡酸、異毛蕊花糖苷、2′-乙酰基類(lèi)葉升麻苷和chamaedroside等主要產(chǎn)物，見(jiàn)圖1，其中松果菊苷[32]、毛蕊花糖苷[33]、咖啡酸[34]及羥基酪醇[35]等具有較好的治療骨質(zhì)疏松癥的作用。

2 肉蓯蓉中苯乙醇苷類(lèi)成分抗骨質(zhì)疏松藥效學(xué)研究

徐珊珊[32]通過(guò)研究松果菊苷調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞對(duì)成骨細(xì)胞的影響，發(fā)現(xiàn)松果菊苷干預(yù)的T淋巴細(xì)胞培養(yǎng)上清（10%）干預(yù)處理成骨細(xì)胞72 h，對(duì)成骨細(xì)胞的增殖以及骨保護(hù)蛋白（OPG）mRNA的表達(dá)具有顯著促進(jìn)作用，同時(shí)能夠顯著抑制受體活化因子配體（RANKL）mRNA的表達(dá)，起到治療骨質(zhì)疏松癥的作用。陳微娜[33]等研究毛蕊花糖苷對(duì)新生大鼠體外培養(yǎng)成骨細(xì)胞的增殖與分化作用，發(fā)現(xiàn)1×10-7～1×10-9mol/L的毛蕊花糖苷能夠顯著促進(jìn)新生大鼠顱骨成骨細(xì)胞的增殖，且終濃度為1×10-7mol/L的毛蕊花糖苷在作用新生大鼠顱骨成骨細(xì)胞72 h后能夠顯著提高其堿性磷酸酶的活性（P＜0.05），對(duì)治療骨質(zhì)疏松癥有一定的作用。石其福[34]研究咖啡酸對(duì)破骨細(xì)胞形成與分化的影響，發(fā)現(xiàn)咖啡酸可直接作用于破骨前驅(qū)細(xì)胞和破骨細(xì)胞，并對(duì)其形成與分化呈濃度依賴(lài)性抑制。研究發(fā)現(xiàn)羥基酪醇可增強(qiáng)成骨細(xì)胞的增殖及分化，還可減少破骨細(xì)胞樣細(xì)胞的形成，對(duì)治療骨質(zhì)疏松癥有一定的療效[35]。

3 肉蓯蓉中苯乙醇苷類(lèi)成分抗骨質(zhì)疏松作用機(jī)制研究

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析發(fā)現(xiàn)肉蓯蓉中有多種成分具有較好的抗骨質(zhì)疏松作用，如松果菊苷、益母草堿、京尼平酸、毛蕊花糖苷、去咖啡?；?lèi)葉升麻苷等，主要作用于成骨細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子 2（RUNX2）、白細(xì)胞介素 6（IL-6）、腫瘤壞死因子（TNF）、骨生長(zhǎng)蛋白因子（BGP）、成骨細(xì)胞骨橋蛋白（OPN）、活性氧簇（ROS）、絲裂源活化蛋白激酶（MAPK）、FMS 樣酪氨酸激酶 3（FLT3）、泛素特異性肽酶10（USP10）等靶標(biāo)，發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松的作用[36]。松果菊苷和毛蕊花糖苷是肉蓯蓉中的代表性成分，含量較高、作用較強(qiáng)，主要通過(guò)以下幾個(gè)作用機(jī)制抗骨質(zhì)疏松。

3.1 雌激素作用 雌激素水平下降，會(huì)導(dǎo)致骨密度降低、骨量減少，造成骨質(zhì)疏松[37]。補(bǔ)腎陽(yáng)中藥通過(guò)作用于下丘腦—垂體—性腺調(diào)節(jié)激素水平或直接發(fā)揮激素樣作用調(diào)節(jié)卵巢功能來(lái)治療雌激素缺乏造成的骨質(zhì)疏松癥[38]。王琳琳等[39]采用熒光素酶報(bào)告質(zhì)粒法研究肉蓯蓉中松果菊苷和毛蕊花糖苷的植物雌激素作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)松果菊苷、毛蕊花糖苷可以與雌激素共同拮抗雌激素對(duì)雌激素應(yīng)答元件（ERE）的上調(diào)作用，從而表現(xiàn)出植物雌激素活性。

3.2 調(diào)節(jié)Ca、P代謝平衡 鈣、磷是機(jī)體必須微量元素，是骨組織的重要組成部分，參與并維持機(jī)體正常生理功能[40]。骨是調(diào)控鈣磷代謝的主要靶器官之一，與降鈣素[41]、甲狀旁腺素[42]等共同維持機(jī)體內(nèi)鈣磷代謝平衡，鈣磷代謝紊亂是骨質(zhì)疏松癥的病理機(jī)制之一。任何甲狀腺功能障礙均可能中斷骨組織的生長(zhǎng)，研究證明羥基酪醇可以改善甲狀腺細(xì)胞功能，在骨形成與吸收過(guò)程中使鈣維持在穩(wěn)態(tài)水平，從而改善骨組織的結(jié)構(gòu)與微結(jié)構(gòu)，起到抗骨質(zhì)疏松的作用[43]。李彩虹等[44]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)松果菊苷可顯著促進(jìn)成骨細(xì)胞OPN基因的表達(dá)，同時(shí)對(duì)OPN蛋白的分泌有促進(jìn)的趨勢(shì)。骨橋蛋白（OPN）作為成骨細(xì)胞的表型之一，在骨基質(zhì)的礦化和吸收過(guò)程中起重要作用并能調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的功能，達(dá)到治療骨質(zhì)疏松癥的效果[45]。羥基酪醇以劑量依賴(lài)的方式刺激鈣的沉積，隨著鈣沉積的增加來(lái)抑制破骨細(xì)胞的形成，對(duì)骨質(zhì)疏松癥有一定的治療作用[46]。

3.3 抗氧化應(yīng)激 超氧陰離子（O2-）、過(guò)氧化氫（H2O2）及羥自由基（·OH）等構(gòu)成機(jī)體95%的活性氧簇（ROS）[47]，ROS 通過(guò)誘導(dǎo)骨細(xì)胞凋亡、抑制骨質(zhì)礦化和骨形成、增強(qiáng)骨吸收等破壞骨重建過(guò)程，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥[48]。松果菊苷與毛蕊花糖苷中的苯乙醇基和苯丙烯基上均帶有鄰位酚羥基[49]，這種結(jié)構(gòu)易與氧自由基結(jié)合，降低氧化應(yīng)激對(duì)機(jī)體的損傷[50]?？Х人岵粌H能夠清除體內(nèi)超氧陰離子（O2-），還能夠抑制氧自由基的形成，在機(jī)體內(nèi)具有一定的抗氧化作用[51]。羥基酪醇可降低成骨細(xì)胞MC3T3-E1細(xì)胞中H2O2的水平[45]。

3.4 RANK-RANKL-OPG信號(hào)通路

核因子-κB受體活化因子（RANK）-核因子-κB受體活化因子配體（RANKL）-骨保護(hù)蛋白（OPG）信號(hào)轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)[52]是調(diào)控骨形成與骨吸收的關(guān)鍵耦聯(lián)系統(tǒng)，是骨質(zhì)疏松癥的病理機(jī)制之一[53]。RANKL是RANK的配體，兩者特異性結(jié)合，可以促進(jìn)破骨細(xì)胞的分化，增加骨吸收[54]。OPG是一種分泌型糖蛋白，可競(jìng)爭(zhēng)性與RANKL結(jié)合，有效阻斷RANK與RANKL的結(jié)合，抑制骨吸收[55]。松果菊苷可以通過(guò)提高OPG/RANKL的比值來(lái)安全有效的預(yù)防絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的骨丟失，對(duì)治療骨質(zhì)疏松癥有一定的療效[56]。毛蕊花糖苷通過(guò)下調(diào)RANK和RANKL的表達(dá)水平，抑制骨吸收，起到預(yù)防骨質(zhì)疏松癥的效果[57]。咖啡酸[58]能夠上調(diào)OPG/RANKL系統(tǒng)改善骨重建，提高成骨細(xì)胞分化成熟的能力，對(duì)骨質(zhì)疏松癥有一定的治療作用。Zhang等[16]研究肉蓯蓉RANKL/RANK/TRAF6介導(dǎo)的信號(hào)通路對(duì)去卵巢大鼠骨代謝的抗骨質(zhì)疏松活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肉蓯蓉提取物可以使 IKK β、NF-κ β、NFAT2 的表達(dá)下調(diào)及 c-Fos的表達(dá)上調(diào)，表明肉蓯蓉提取物通過(guò)阻止RANKL/RANK/TRAF誘導(dǎo)的NF-κβ活化和PI3K/AKT失活，以及c-Fos刺激和NFAT2抑制，達(dá)到抑制破骨細(xì)胞分化和骨吸收的目的，對(duì)去卵巢骨質(zhì)疏松大鼠有一定的治療效果。

3.5 BMP2-Smad-Runx2信號(hào)通路 骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMPs）屬于轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 β（TGF-β）超家族，可促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)發(fā)育[59]。BMP2是BMPs的一種亞型，參與調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞的分化[60]。Smads蛋白家族是TGF-β細(xì)胞內(nèi)具有信號(hào)傳導(dǎo)作用的唯一轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，能夠與其他轉(zhuǎn)錄分子結(jié)合后將應(yīng)答信號(hào)由細(xì)胞膜轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核進(jìn)行調(diào)控[61]。Runx 2（又稱(chēng)核心結(jié)合因子a1，Cbfa1），研究證明該因子能夠通過(guò)直接或者間接調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞相關(guān)基因來(lái)調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞的分化[62]。BMP2-Smad-Runx2通路[63]的調(diào)控機(jī)制是BMP2與其受體結(jié)合后激活Smads復(fù)合物，Smads復(fù)合物上調(diào)成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化的Runx2，從而促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖或成骨分化，能夠治療骨質(zhì)疏松癥[64]。松果菊苷通過(guò)上調(diào)BMP2與Smad4的表達(dá)水平而激活BMP/Smad信號(hào)通路，從而促進(jìn)大鼠成骨細(xì)胞的增殖[65]。田原[66]研究發(fā)現(xiàn)松果菊苷含藥血清能夠顯著上調(diào)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞中BMP2、Smad1/5/8、ZHX3、Runx2和 OSXmRNA 和蛋白表達(dá)水平，提示骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)BMP2-Smad-Runx2通路誘導(dǎo)為成骨細(xì)胞。

3.6 MAPK-ERK信號(hào)通路 絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號(hào)通路[67]，包括 ERK、p38、JNK 和ERK5等四個(gè)亞族，能夠介導(dǎo)細(xì)胞外信號(hào)向細(xì)胞內(nèi)靶點(diǎn)的傳遞，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育、分化及凋亡等過(guò)程[68]。研究發(fā)現(xiàn)松果菊苷能夠上調(diào)ERK、p38和JUNK的磷酸化水平[69]從而激活MAPK/ERK信號(hào)通路，進(jìn)而促進(jìn)大鼠成骨細(xì)胞的分化，對(duì)治療骨質(zhì)疏松癥有一定作用[65]。

3.7 FLT3-USP10信號(hào)通路 FMS樣酪氨酸激酶3（FLT3）是一種跨膜酪氨酸酶受體，其被激活后能夠刺激細(xì)胞的增殖[70]。研究證實(shí)FLT3能夠與巨噬細(xì)胞集落刺激因子（M-CSF）結(jié)合，聯(lián)合RANKL誘導(dǎo)破骨細(xì)胞的分化，對(duì)骨質(zhì)疏松癥有一定的治療作用[71]。泛素特異性肽酶（USP）10屬于泛素特異性蛋白酶（USP）家族，研究證明USP10不僅是FLT3維持穩(wěn)定所需的關(guān)鍵去泛素化酶，而且通過(guò)抑制USP10的活性能夠誘導(dǎo)FLT3蛋白的降解[72]。毛蕊花糖苷能夠抑制糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松大鼠USP10/FLT3通路的活性，下調(diào)USP10/FLT3蛋白表達(dá)水平來(lái)改善大鼠骨質(zhì)疏松[73]。

4 總結(jié)與展望

肉蓯蓉作為中國(guó)傳統(tǒng)補(bǔ)益類(lèi)中藥之一，其生物活性廣泛，具有極高的藥用及食用價(jià)值。上述對(duì)肉蓯蓉苯乙醇苷類(lèi)成分體內(nèi)外代謝研究及抗骨質(zhì)疏松的藥效學(xué)與作用機(jī)制等進(jìn)行了總結(jié)，闡明了肉蓯蓉苯乙醇苷類(lèi)成分防治骨質(zhì)疏松癥的有效成分及作用機(jī)制，為女性絕經(jīng)后雌激素分泌減少及各種身體機(jī)能下降等導(dǎo)致的骨質(zhì)疏松癥的防治奠定了理論基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及人們對(duì)肉蓯蓉認(rèn)識(shí)的不斷加深，發(fā)現(xiàn)不論是基于中醫(yī)的“腎主骨”理論，還是現(xiàn)代的科學(xué)研究證明，都能說(shuō)明肉蓯蓉具有較好的抗骨質(zhì)疏松作用，但肉蓯蓉其他成分的體內(nèi)外代謝轉(zhuǎn)化研究及抗骨質(zhì)疏松作用機(jī)制研究尚不完善，今后可對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步研究。以期有更多肉蓯蓉抗骨質(zhì)疏松作用的藥物及保健食品問(wèn)世，從而使肉蓯蓉這一寶貴資源得到充分利用和有效發(fā)展。