从痰论治激素性股骨头坏死OPG/RANK/RANKL信号调控机制研究进展

汪小敏 曹林忠 宋敏 李俊 赵希云 刘新宇 苏亮磊

摘要：近年来，激素的不规范使用导致激素性股骨头坏死（SANFH）的发病率呈上升趋势。中医药防治SANFH疗效确切，受到广泛关注，但由于缺乏药效学机理的分子生物学依据，尚未达到标准化治疗水平。OPG/RANK/RANKL信号通路的发现，为临床防治骨代谢疾病开辟了新途径。该信号通路与SANFH“脾虚生痰-由痰致瘀-因瘀致痹”的病机演变密切相关，从痰论治SANFH的分子生物学效应最终可通过该信号通路调控的微观信息来表达。本文探讨从痰论治SANFH与OPG/RANK/RANKL信号调控机制的相关性，结合骨代谢调控机制探讨SANFH的中医辨治，为临床及深入研究提供依据。

关键词：激素性股骨头坏死；OPG/RANK/RANKL信号通路；从痰论治；机制；综述

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2017.10.036

中图分类号：R272.968.1 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2017）10-0133-04

Research Progress in OPG/RANK/RANKL Signal-regulated Mechanism of Steroid Induced Avascular Necrosis of Femoral Head from Phlegm Theory WANG Xiao-min1， CAO Lin-zhong1， SONG Min1， LI Jun2， ZHAO Xi-yun1， LIU Xin-yu1， SU Liang-lei1 （1. Gansu University of Chinese Medicine， Lanzhou 730000， China； 2. Lanzhou University， Lanzhou 730000， China）

Abstract： In recent years， due to the irregular and abused use of glucocorticoid in clinical treatment， the incidence of steroid induced avascular necrosis of femoral head （SANFH） is gradually increasing. TCM for the prevention and treatment of SANFH has received much attention from many scholars. However， due to the lack of the scientific explanation of molecular biology level for its pharmacodynamics mechanism， it is difficult to achieve the purpose of standardized treatment. The discovery of OPG/RANK/RANKL signaling pathway has opened up new shortcuts for the prevention and treatment of bone metabolic diseases. OPG/RANK/RANKL signaling pathway is associated with the pathogenesis of “spleen deficiency and phlegm - blood stasis caused by phlegm-blood stasis due to paralysis” of SANFH. The treatment efficacy based on the phlegm theory can eventually axial control of the system through the micro-information to express. This article discussed the relevance between the “phlegm” in the treatment of SANFH and molecular biology mechanism of OPG/RANK/RANKL signal regulation mechanism， and combined the system of bone metabolism regulation mechanism to discuss TCM differentiation of SANFH， with a purpose to provide references for clinical and further study.

Key words： steroid induced avascular necrosis of femoral head； OPG/RANK/RANKL signaling pathway； phlegm theory； mechanism； review

激素性股骨頭坏死（steroid induced avascular necrosis of femoral head，SANFH）是由于糖皮质激素（glucocorticoid，GC）大剂量应用致使骨内循环障碍、

基金项目：甘肃省自然科学基金（1308RJZA293）；甘肃省卫生行业科研管理项目（GWGL2014-65）；甘肃中医药大学中青年基金（ZQ2014-13）

通讯作者：曹林忠，E-mail：clzh1@163.com

骨代谢失衡，破坏股骨头局部血运，引起缺血坏死，继而导致股骨头塌陷、骨折的一种骨代谢性疾病。激素和酒精是引起非创伤性股骨头坏死的主要因素，近年来，由于GC不规范使用，SANFH的发病率日渐升高，居非创伤性股骨头坏死的首位，其起病隐袭、病情发展快、致残性强，已成为困扰医患的重大公共难题。

根据发病部位、临床症状等特点，SANFH可归属中医学“骨痹”“骨蚀”等范畴。脾主后天、化生气血，肾主先天、主骨生髓，骨痹的发生、发展较复杂，主要与脾、肝、肾三脏失调有关。脾失健运，聚湿为痰，因痰致瘀，由瘀致痹，日久则骨枯髓减，发为骨痹[1-2]。临床治疗中应以“健脾化痰、活血化瘀、补益肝肾”为原则，以达到扶正祛邪、补后天以养先天的治疗目的。大量临床研究表明，从痰论治SANFH疗效确切，但尚缺乏分子生物学依据阐释其药效学机理。本文基于从痰论治SANFH的有效性与OPG/RANK/RANKL信号通路分子生物学机制的相关性，为中医药防治该病提供参考。

1 从痰论治理论依据

根据病因学特点，郑洪新教授将GC归为“药邪”范畴[3]。长期或大量使用GC可致痰湿蕴结，流注关节，胶着粘滞，日久痰瘀互结，阻于骨骸、经脉，筋骨失荣，骨肉不相亲，乃至骨枯髓空，发为骨痹。故本病发病诱因为药邪，病位在骨，病性多属本虚标实，脏属脾、肝、肾，核心病机为“外邪侵袭，痰湿蕴结，由痰致瘀，因瘀致痹，骨肉不相亲，乃至髓空骨枯”[2]。

中医历来多有从痰发微探讨骨痹的论述，《黄帝内经》最早提出“痰致痹痛”，宋代陈无择《三因极一病证方论·叙痹论》明确指出“因痰致痹”。《丹溪心法》记载：“痰挟瘀血，遂为窠囊”；陈士铎《辨证录》着重强调“治痹必治痰”；明代楼英《医学纲目》详细阐述了“骨痰”“风湿痰”等相关内容[4]。《诸病源候论》云：“诸痰者，此由血瘀壅塞……故能痰也。”《脾胃论》曰：“脾病则下流乘肾……是为骨蚀，令人骨髓空虚。”脾为化生气血之源，脾病日久，运化失司，则气血乏源，脾又主湿，聚湿为痰，痰阻脉络则为瘀，髓海失养，则骨枯髓减，亦可致痹。又因药邪致痰，蕴结经脉、骨骸，致使气血运行受阻，津液不布，骨失所润，即“因痰致虚”[5]。根据“痰瘀同病、因痰致虚、怪病治痰”的观点，陈卫衡等[6]根据健脾化痰、通经活络的基本治则，组建了健脾活骨方，方中茯苓、半夏、党参、白术等健脾化痰、益气补虚，熟地黄、桂枝、川芎、赤芍等活血补血、通络止痛，从而达到痰瘀同治、由痰治虚的目的。

2 OPG/RANK/RANKL信号通路与骨代谢调控

2.1 OPG/RANK/RANKL信号通路

OPG/RANK/RANKL信号通路，于1997年被Simonet等发现，最早运用于骨细胞新陈代谢、骨质疏松等研究领域[7]。此后，文献报道及本课题组前期研究均表明，该系统与SANFH也有很大的相关性[8-10]。研究表明，该系统在平衡骨形成和骨吸收方面起着关键的调节作用[11-12]。其三联体组成部分：骨保护素（OPG）、核因子κB受体活化因子配体（RANKL）和核因子κB受体活化因子（RANK）均是肿瘤坏死因子受体的超家族成员[9]。OPG是一种可溶性糖蛋白，在促进成骨细胞（OB）生成、调节骨代谢方面起决定性作用，可竞争性结合RANKL，从而拮抗RANKL与RANK表面相关蛋白结合，进而降低破骨细胞（OC）的分化、成熟能力，促进OC的凋亡[13]。RANKL是一种三聚体糖蛋白，可结合OC表面表达的RANK受体，促进OC的分化、成熟[14]。RANK为Ⅰ型跨膜蛋白，是RANKL受体激活剂，RANKL的生物学效应是结合且活化OC表面的特异性受体RANK，从而诱导OC的分化、成熟，阻止OC凋亡，加快骨溶解[15]。

2.2 激素性股骨头坏死骨代谢调控机制

研究表明，长期、大剂量使用GC均会诱导OB和骨细胞凋亡，并延长OC的寿命，这与SANFH有较大相关性[16-17]。长期应用GC导致的SANFH大鼠模型，其坏死组织的OPG mRNA表达与GC用量呈负相关，而RANKL mRNA表达与GC用量呈正相关，且OPG/RANKL比值与GC用量呈负相關[18]。大剂量应用GC导致的SANFH大鼠模型中，OPG mRNA和蛋白表达较正常大鼠明显下降，而RANK和RANKL的mRNA和蛋白表达水平明显增加[19]。因此，OPG/RANK/RANKL系统参与SANFH的调控机制：长期或大剂量使用GC导致OPG mRNA和相关蛋白表达下降，从而下调OPG与RANKL的结合，进而上调RANKL/RANK的结合，激活了控制OC活性的信号级联反应来促进OC形成，促进骨吸收，导致SANFH的发生[18]。

另外，血管内皮细胞生长因子、细胞因子、脂肪代谢、雌激素水平、骨质疏松等易感因素在SANFH发生过程中均与OPG/RANK/RANKL信号通路关联紧密[20-21]。因此，OPG/RANK/RANKL信号通路作为各种易感因素调节SANFH的共同切入点，已成为中医药治疗的研究热点。

3 从痰论治与OPG/RANK/RANKL信号调控机制

长期或大量使用GC致使脂质代谢及股骨头正常软骨内骨代谢紊乱，同时破坏骨组织的正常微循环，导致髓腔内血液瘀滞，出现继发性骨内压升高，如此反复，形成恶性循环，直接和/或间接引起OB和骨细胞的凋亡，最终导致股骨头坏死[22]。刘军莲等[23]从生化方面研究指出，血液中异常的血脂和脂蛋白属中医“无形之痰”范畴，这与SANFH“脾虚生痰-由痰致瘀-因瘀致痹，骨肉不相亲，乃至骨枯髓空”病机过程相一致，其本质就是骨结构与血运的破坏。从痰论治的基本理念为扶正祛邪，从而修复骨结构和血运[24]。健脾祛痰方药通过调节骨代谢相关的骨形成蛋白、转化生长因子及其下游蛋白的表达而发挥关键的防治作用[25]。陈卫衡等[26]研究早中期SANFH中医证型，发现痰瘀阻络型占44.24%，多于肝肾亏虚型的21.24%和经脉痹阻型的34.52%。另有研究表明，分别对SANFH鸡模型给予健脾化痰药和补肾壮骨药，促进OB形成的BMP-2、TGF-β等细胞因子在健脾化痰组的表达比补肾壮骨组更快、更早出现[27]。其作用机制为健脾化痰类药物直接作用于股骨头区的活性细胞，促进成骨因子BMP-2、TGF-β等分泌，促进骨形成，同时能调节GC导致的脂质代谢紊乱，尽早改善股骨头局部微循环和血运，促进骨细胞的修复与重塑，而补肾壮骨类药物调节脂质代谢的能力总体弱于健脾化痰类药物，因而健脾化痰组呈现出更早、更快的骨修复能力[28]。陈镇秋等[29]进行动物实验发现，祛痰逐瘀法能调控SANFH兔骨髓基质干细胞分化方向，增加OB分化率，完成对股骨头坏死病灶的骨修复。

随着分子生物学技术的进步，研究者基于痰理论，应用健脾祛痰、活血通络方药防治SANFH，在OPG/RANK/RANKL信号调控机制研究中不断深入，旨在用分子生物学依据阐释其药效学机理。模拟人SANFH病理变化的兔SANFH动物模型中，祛痰疗法（苓桂术甘汤）能明显促进OPG的合成、分泌，升高OPG/RANKL比值，使OB/OC偶联向成骨方向发展，修复股骨头坏死区域骨小梁，重塑股骨头局部血循环，达到治疗SANFH目的[30]。健脾祛痰、活血通络方药（茯苓、白术、太子参、法半夏、赤芍、当归、红花、川芎等）能激活OPG/RANK/RANKL信号通路，一方面提高OPG mRNA在股骨头坏死区域的表达，另一方面抑制RANKL mRNA表达，同时上调OPG/RANKL比值，从而拮抗GC的诱导作用，抑制OC活性，促进OB的形成来促进骨修复，达到治疗目的[31]。研究表明，白术、法半夏、茯苓等健脾祛痰药能明显纠正脂质代谢、降低血液黏度，防止血脂和脂蛋白在髓腔内的堆积，改善局部血液循环[32-34]；赤芍、当归、红花、川芎等活血类中药具有明显促进OB增殖与分化的作用。

4 展望

综上，从痰论治SANFH行之有效。健脾化痰、祛痰逐瘀等疗法体现中医“痰生百病、痰瘀同病、治病必求于本”的原则，祛痰疗法可以激活OPG/RANK/RANKL信号通路，促进OB增殖与分化，抑制OC的生成与活化，改善股骨头局部微循环和血运，修复和重塑股骨头塌陷组织，达到防治SANFH的目的。以上综述仅通过OPG/RANK/RANKL信号传导对其药效学进行分子生物学层次的科学解释，但必须指出的是，从痰论治SANFH的药效学机制极其复杂，目前对该系统上游环节机制的研究尚未成熟，故加强其上游机制的相关研究，发挥中医药防治SANFH最大效益将是我们今后研究的重点。

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（收稿日期：2016-12-18）

（修回日期：2017-01-06；编辑：向宇雁）