从BMSCs探讨“肾主骨生髓”理论指导下中医药治疗骨质疏松症的研究

李建国 谢兴文 李鼎鹏 李辉 贾元霞 丁聚贤 苏积亮 柳博

1. 西北民族大学附属医院，甘肃 兰州 730030

2. 甘肃省第二人民医院，甘肃 兰州 730030

3. 甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730030

4. 甘肃省中医院，甘肃 兰州 730050

骨质疏松症(osteoporosis,OP)是以骨量降低和骨微结构改变为主的全身代谢性骨骼疾病[1]。随着老龄化社会进程加快，其发病率逐年增加，已成为全球关注的公共健康问题[2]。中医将其归属为“骨痿”“骨痹”的范畴，骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)作为使用最优的潜能干细胞[3]，在维持骨组织结构及骨代谢平衡方面具有关键性的作用[4]，中医理论将BMSCs归属于“肾精”的范畴[5]。现代医学研究[6]表明，BMSCs诱导成骨分化已成为OP治疗的内在机制。基于“肾主骨生髓”理论为指导的补肾中药通过调控BMSCs成骨分化治疗OP疗效显著。本文从补肾中药单体及复方调控BMSCs增殖及成骨分化治疗OP的现代研究进行综述，旨在为中医药治疗OP的方案制订提供细胞及分子水平的理论依据。

1 “肾主骨生髓”与BMSCs及OP间的关系

1.1 肾主骨生髓与BMSCs

中医在“肾主骨生髓”理论临床指导OP的治疗方面取得了显著的疗效。《灵枢·经脉》曰：“人始生，先成精”，肾精禀受于先天，BMSCs源于受精卵，是先天之精细胞存在形式[7]，两者来源相似；肾藏精化气，推动、激发骨骼生长发育，BMSCs成骨分化为骨细胞、成骨细胞，推动骨组织结构形成与“肾主骨生髓”理论类似；随着年龄增长“肾主骨生髓”能力逐渐降低，BMSCs诱导成骨分化数量及促进骨骼形成能力亦随着年龄而减弱[8]，两者促进骨骼生长发育，维持骨骼微观结构及骨代谢功能相似。肾藏化赤为血，营养骨骼，BMSCs来于骨髓并与造血相关，能够促进干细胞造及血充养骨组织生长[9]，两者通过化生血液维持骨骼健康的功能相似。现代研究表明[10]补肾中药通过诱导BMSCs促进骨形成印证“肾主骨生髓”理论与BMSCs的关系。因此，肾精的作用与BMSCs的功能存在密切的关联，以BMSCs促成骨分化有助于阐释肾主骨生髓理论的科学内涵。

1.2 肾主骨生髓与OP的关系

《黄帝内经》最早记载“肾主骨生髓”理论，其中《素问》明确记载“肾主身之骨髓”“肾生骨髓”，认为“肾-精-髓-骨”间存在内在关系，肾精充盈，以生骨髓，滋养骨骼，并促进其生长。《素问·痿论》记载：“肾主身之骨髓……骨枯而髓减，发为骨痿”，对OP病机进行直接描述。肾精亏虚，生髓无源，骨骼失养。因此，肾虚是继发OP的核心病机[11]。元代医家杨清叟认为“肾实则骨有生气”，强调补肾治骨。现代研究[12]表明“肾虚”与OP 的发生关系密切，分子学角度研究[13]表明，骨胚胎与肾实质在发育方面具有同源性，且二者在生理病理方面存在共性。肾虚微观研究[14]表明，下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴相关系统功能障碍与“肾虚骨痿”高度相关。因此，肾虚精亏导致生髓无源，不能充养骨骼是OP发生的重要机制。

1.3 BMSCs与OP

近年来大量关于BMSCs与OP相关性研究[15]表明，BMSCs诱导成骨是骨组织更新的重要途径，BMSCs诱导成骨能力降低时，导致成骨细胞增殖分化数量减少，骨形成能力降低，易于导致OP的发生。随着年龄的增加，BMSCs含量降低，成骨分化能力减弱，成脂分化能力增加，是导致OP发生的重要因素[16]，在OP治疗研究中，BMSCs显示出巨大的治疗潜力[17]，多项同种异体或自体BMSCs移植治疗OP的研究表明治疗效果突出[18]。SUI等[19]将BMSCs经尾静脉移植到OP小鼠模型体内，结果模型小鼠骨质量和强度得到了显著的提高。大量补肾中药及复方通过诱导BMSCs增殖及成骨分化发挥治疗OP时作用[20]。因此，BMSCs在OP的发病及治疗方便具有紧密的关联性。

综上所述，肾精亏虚及BMSCs成骨能力降低均为OP发生的重要原因，以中医“肾主骨生髓”理论为指导，通过补肾中药及复方诱导BMSCs成骨分化治疗OP。

2 补肾中药诱导BMSCs成骨在OP中的应用

2.1 单味中药提取物

近年来研究表明淫羊藿、女贞子、补骨脂、巴戟天等补肾中药及提取物能够通过诱导BMSCs成骨分化发挥治OP的作用。张锦明等[21]研究表明，淫羊藿苷能够通过调控BMSCs成骨分化及成脂分化，显著改善OP模型小鼠骨组织微观结构，促进骨小梁形成发挥抗OP的作用，其作用机制主要与Wnt经典通路相关[22]。淫羊藿黄酮类成分能够促进BMSCs成骨分化，提高成骨细胞功能而发挥治疗OP的作用[23]。陈云刚等[24]研究表明，骨碎补含药血清能够通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进BMSCs的增殖，同时显著的促进BMSCs钙结节的形成及提高ALP活性。张峻玮[25]的研究指出，骨碎补通过激活Wnt/β-catenin信号通路调控PPAR-γ、β-catenin的关系及OPG、RANKL的分泌，促进成骨分化，抑制成脂分化，发挥去势大鼠模型股保护作用。补骨脂能够通过上调TGF-β1 mRNA表达水平促进BMSCs成骨细胞分化[26]，郭招娣[27]的研究表明，异补骨脂素干预BMSCs源性外泌体后促进MC3T3-E1细胞的增殖与成骨分化来调控骨代谢，显著增加ALP、OPG、Runx2、BMP2等基因表达水平，发挥治疗OP的作用，其作用机制可能通过调控circ8604/miR-26b-3p/ERα轴发挥作用。赖满香等[28-30]的研究指出，巴戟天多糖通过调控Cbfa-1 mRNA与p38蛋白促进BMSCs增殖及提高成骨分化能力。

2.2 中药复方

左归丸、右归丸及金匮肾气丸等为临床常用的补肾经典方剂，能够明显的改善OP失衡性骨代谢水平，发挥治疗OP的作用。张玉卓等[31]报道二者均能够促进BMSCs成骨分化，左归丸促成骨活性及能力略优于右归丸，其作用机制与Runx2、COLI基因及蛋白表达水平升高相关[32]。亦有研究指出[33]，左归丸能够通过上调BGP、ATF4、BMP的蛋白浓度发挥促进BMSCs向骨细胞分化的作用。周芳馨等[34]报道，右归丸亦通过调控TGF-β、BMP-7、BGP的蛋白浓度发挥BMSCs成骨分化，维持正常的骨代谢水平。金匮肾气丸能够显著地促进去势大鼠骨密度及骨微观结构，改善异常的骨代谢水平，发挥抗骨质疏松的作用，其机理可能与下调模型大鼠ALP、IL-6表达水平及上调OPG表达水平[35]。有研究表明[36-37]，金匮肾气丸能够通过上调IGF1、RUNX2、SPP1及下调FABP4基因来促进BMSCs成骨分化能及抑制成脂分化能力。同样有研究指出[38]，金匮肾气丸促进BMSCs成骨增殖、分化的机制可能从与调控FNDC5、BMP2基因表达水平密切相关。

3 小结

近年来随着中医药及BMSCs研究的不断深入，中医药防治OP的特色优势日渐突出，显示出广泛的应用前景。“肾主骨生髓”理论为中医经典理论，国内外众多研究表明，补肾中药介导BMSCs成骨在分子水平治疗OP作用显著，将中医“肾主骨生髓”理论与现代医学BMSCs相结合，从微观角度阐释中医基础理论的科学内涵，为临床用药及进一步研究提供依据。但仍存在尚未明晰的问题，如补肾中药诱导BMSCs成骨机制研究主要集中于通路特异性蛋白研究，忽视完整通路的研究及其他蛋白的研究；补肾壮骨复方中药单体成分复杂，入血成分有待于进一步明晰；诱导BMSCs成骨作用的有效成分及靶标蛋白有待于进一步明晰。以上问题，希望能在未来的研究中予以解决。