中药调节TGF-β表达促成骨作用治疗骨质疏松症研究进展

王雨榕 邓强 李中锋 彭冉东 徐浩军

1. 甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730030 2. 甘肃省中医院，甘肃 兰州 730050

骨质疏松症(ososteoporosis，OP)是由于各种因素引起骨代谢失衡，骨量减少、骨组织结构退变、骨脆性及骨折风险增加的一种复杂疾病[1]。临床研究[2]发现，随着年龄增长其发病率也随之增长。有流行病学调查发现，预计在2050年，我国由骨质疏松导致的骨折患者将达599万例，相应的医疗支出将高达1 745亿元[3]。骨质疏松症已成为我国重要的公共卫生问题，近年来将中药治疗与现代分子生物学相结合，发挥中药靶向治疗骨质疏松症的优势成为目前研究热点。越来越多的研究表明，TGF-β水平的表达在骨质疏松发病过程中发挥重要作用，通过使用中药调节TGF-β表达治疗骨质疏松症也成为一种重要的治疗思路。本文将近年来使用中药调节TGF-β表达，通过促进成骨细胞分化，增加骨形成治疗骨质疏松症的研究进行综述，为临床中药治疗提供新的依据与思路。

近年来，随着中医药事业的发展，学者们通过中药调控TGF-β水平，促进成骨细胞增殖分化来治疗骨质疏松症取得了良好的效果。基于中医基础理论，以单味中药和复方为基础的试验研究和临床研究逐渐深入，发挥中药治疗骨质疏松症的靶向作用，为中医治疗骨质疏松症提供多元化的思路。

1 单味药

1.1 蛤蚧

其功效补肺益肾，纳气定喘，助阳益精[4]，为补肾良药。张胜昌等[5]将60只SD雌性大鼠随机分为去势组(切除双侧卵巢)、实验组(切除卵巢周围部分脂肪组织)和对照组，每组20只，实验组给予蛤蚧乙醇提取液灌胃，每日1次，剂量为5 mL/100 g。该实验结果发现，蛤蚧乙醇提取液能够促进去势大鼠的TGF-β1表达，并有效抑制TGF-β1分泌的下降，促使成骨细胞分化，增加骨密度，验证其治疗骨质疏松症的作用。但是，目前对于蛤蚧的研究刚刚起步，仍需大量实验研究为临床提供足够的科学依据。

1.2 补骨脂

具有温肾助阳的功效[4]，《本草从新》中就有“疗骨痿”的记载，为治疗骨质疏松症的常用药。从补骨脂中提取的一种重要活性成分补骨脂素，属于香豆素类化合物，现代研究发现补骨脂素可以用于治疗骨质疏松症，如杨琳等[6]利用酶联免疫吸附法(ELISA)检测大鼠血清中TGF-β水平，并提取股骨组织 mRNA 样本进行PCR反应，检测TGF-β基因的表达，发现补骨脂素可能通过提高血清TGF-β水平、骨组织TGF-β基因表达来发挥抗绝经后骨质疏松症作用。异补骨脂素也是从补骨脂中提取的一类香豆素类化合物，同样也被证实治疗骨质疏松症有效。塔娜等[7]研究发现，异补骨脂素可明显促进体外培养小鼠胚胎前成骨细胞(MC3T3-E1)增殖、Ⅰ型骨胶原的分泌以及刺激TGF-β1活性，对原发性骨质疏松症具有治疗作用，其作用机制可能与TGF-β信号通路有关。上述两种提取物为补骨脂治疗骨质疏松症的主要活性成分，为目前主要研究方向，但对于其作用机制的研究仍需进一步证实。

1.3 淫羊藿

又名仙灵脾，功效为补肾阳，强筋骨[4]，是治疗骨质疏松症之要药。现代研究[8]发现，淫羊藿及其提取物能够促进成骨细胞的成骨作用。叶纯等[9]观察了去势大鼠在淫羊藿预防性治疗后不同时期(4、12周)，椎骨微环境中多核巨噬细胞数目及TGF-β1的表达，发现淫羊藿在雌激素缺失的环境下，能够促进TGF-β1表达。Zhou等[10]发现淫羊藿甙可通过TGF-β/Smad信号通路促进Smad1、Smad5的表达，进而促进成骨细胞的分化。淫羊藿治疗骨质疏松症的作用在临床与试验研究中已被证实，成为治疗骨质疏松症的主要用药。

1.4 鹿茸

鹿茸具有壮肾阳、益精血、强筋骨的功效[4]，常用于肾阳虚型骨质疏松症的治疗。曲雷鸣等[11]用鹿茸干预去卵巢骨质疏松症模型大鼠，采用ELISA法检测大鼠股骨、肾、下丘脑组织TGF-β1、TGF-β1诱导早期应答基因 1(TIEG1)活性，证实骨质疏松症病理机制之一是TGF-β1与TIEG1活性异常，并且鹿茸对下丘脑-肾-骨反馈机制具有明显的调控作用。

2 中药复方

2.1 淫羊藿-女贞子配伍

杨燕等[12]通过研究淫羊藿-女贞子煎剂及其有效成分提取物配伍对糖皮质激素性骨质疏松(GIOP)大鼠TGF-β1/Smads 通路相关蛋白的影响，发现淫羊藿-女贞子可以通过上调TGF-β1/Smads 通路中 TGF-β1，p-Smad2/3及Smad4蛋白表达，下调Smad 7蛋白表达，增强成骨细胞功能，促进骨形成，减少GIOP大鼠骨量丢失。为研究 GIOP“肾虚精亏，阴阳两虚”的中医病机提供依据，证实了淫羊藿-女贞子药对治疗GIOP的良好疗效。

2.2 左归丸

该方出自《景岳全书》卷五十一，为补肾阴经典方剂。该方由熟地、山药、鹿角胶、山茱萸等药组成，是“阴中求阳”代表方剂。曲宁宁等[13-14]研究显示，左归丸可明显改善骨OP模型动物的骨代谢指标，提高骨组织中TGF-β1的水平。孟玥等[15]也发现，左归丸可使去卵巢大鼠肾脏中 TGF-β1、TβRⅠ、TβRⅡ、Smad1 的mRNA与蛋白表达升高，该实验为补肾填精法对肾脏中 TGFβ1/Smad1 通路是否有影响提供了实验依据。此外，Yin等[16]用左归丸治疗地塞米松诱导的斑马鱼幼体骨质疏松症，发现左归丸对调节TGF-β1/smads信号通路蛋白水平有积极作用。证明左归丸可以通过逆转骨形成/骨吸收的失衡，激活TGF-β smad信号通路来预防骨质疏松。

2.3 龟鹿二仙胶

该方由鹿角胶、龟板、人参、枸杞子四味药组成，具有生精、补气、养血的功效。研究[17]显示，该方治疗骨质疏松症具有良好的疗效。钱哲等[18]制备出龟鹿二仙胶含药血清后，用MTT法及活细胞形态观察含药血清对成骨细胞增殖及凋亡的影响。实验采用各组含药血清条件培养基培养成骨细胞，应用Western Blot法检测各组成骨细胞Ⅰ型胶原及TGF-β蛋白表达水平，采用RT-PCR 法检测各组成骨细胞Ⅰ型胶原及TGF-β m RNA的表达，实验结果显示，龟鹿二仙胶可明显促进TGF-β的基因表达，说明龟鹿二仙胶治疗骨质疏松症机制可能是通过调节细胞因子TGF-β，促进Ⅰ型胶原的表达来完成的，进一步推动了中药治疗骨质疏松症向分子水平深入。

2.4 虎潜丸

虎潜丸具有补肝肾、强筋骨的作用，也是治疗骨质疏松常用方剂，在长期临床运用中取得较好疗效，其治疗骨质疏松症得到临床医师的广泛认可[19]。张紫铭等[20]用虎潜丸治疗去卵巢大鼠，并观察大鼠离体第5腰椎骨密度和大鼠腰椎松质骨、肾组织中TGF-β2的表达强度，结果发现，虎潜丸能明显提高去卵巢大鼠模型第5腰椎骨密度，并能上调腰推松质骨、肾组织中TGF-β2的表达，为临床运用虎潜丸治疗骨质疏松症提供分子生物学依据，推动了中药的发展。

2.5 自拟方

除上述治疗骨质疏松症常用的经典方剂外，中医临床工作者根据经验，自拟出许多验方，均取得良好的疗效，并且通过TGF-β信号通路的研究，从分子水平证实其有效性，为治疗骨质疏松提供新的方药与思路，推动中医药事业的进一步发展。如潘贵超等[21]运用补肾健脾活血之法，运用补肾健脾活血方药来治疗大鼠骨质疏松骨折模型，发现补肾健脾活血法能促进骨折断端TGF-β mRNA表达，显著提高TGF-β mRNA表达水平，为补肾健脾活血方的疗效提供依据。同时，临床研究[22-23]也发现，密骨方、骨伤复原汤等自拟方剂均能促进TGF-β1、FGF-2的表达，抑制炎症反应，促进恢复骨密度，促进骨愈合。史传道等[24]运用自拟方抗疏健骨颗粒治疗去势骨质疏松大鼠，发现抗疏健骨颗粒可能通过升高血清中TGFβ1、BMP- 2水平增加成骨细胞活性，抑制破骨细胞的活性，为治疗绝经后骨质疏松症提供新的治疗方法。研究[25-26]发现，在治疗去卵巢骨质疏松症大鼠模型时，运用补肾中药能上调TGF-β1、BMP-2表达来调节成骨细胞和破骨细胞的平衡，改善骨密度。曹寅生等[27]利用湖南中医药大学第一附属医院制剂金刚健骨片来治疗去势大鼠骨质疏松模型，发现金刚健骨片能使TGF-β1在骨组织中的表达增强，来修复或者改善骨组织微细结构。刘平安等[28]也证实了自拟方壮骨止痛方可通过 TGF-β Smad信号转导通路治疗绝经后骨质疏松症并可大量提高该通路的表达水平。郑红等[29-30]通过用恒古骨伤愈合剂对摘除子宫去势骨质疏松症树鼩和摘除双侧卵巢去势骨质疏松症大鼠的治疗，证实了恒古骨伤愈合剂能够有效抑制骨吸收和促进骨形成，并通过激活 TGF-β/BMP-7 信号通路和TGF-β/Smad 信号通路促进成骨细胞增殖，改善骨质疏松症。

3 讨论

随着对骨形成信号通路的深入研究，发现骨髓微环境中的局部调节因子TGF-β，作为骨基质中存在最多的多肽生长因子，在骨组织中的表达远高于其他组织，可以通过影响骨细胞的生成，来促进骨骼的生长[31]。TGF是广泛存在于各组织器官的一类能刺激细胞表型发生转化的生长因子，是细胞生长与分化的重要调节因子。骨形成过程主要分为骨细胞增殖、细胞外基质成熟和矿化三个阶段，TGF作为重要的细胞外基质蛋白，其增殖与分泌活性对骨矿化有重要影响。目前研究的TGF主要有TGF-α和TGF-β，其中TGF-β能调节由间叶细胞衍生的前体细胞，促进其向软骨细胞、成骨细胞及破骨细胞分化等多种骨细胞分化。TGF-β信号通路是成骨细胞活化与增殖过程中的关键通路，对骨代谢起着重要作用，是防治骨质疏松症的重要组成部分。成骨细胞是骨组织中合成TGF-β的主要细胞，是骨组织中TGF-β的主要来源，同时，在成骨细胞膜上有特异性TGF-β受体，可作用于成骨细胞，调节其分化增殖[32]。TGF-β不但可以通过对细胞分裂增殖的影响来调节成骨细胞的增殖和分化[33]，还可以激活细胞外信号相关激酶诱导间充质干细胞向成骨细胞分化[34]。同时，还能在成骨细胞的诱导下合成细胞外基质，并促进基质矿化[35]。张冉等[36]研究发现，TGF-β还可以促进MC3T3- E1细胞中标志性蛋白OPG、BMP-2、Runx2、BGP mRNA 的表达，从而促进成骨细胞的增殖分化。成骨细胞的增殖是改善骨质疏松微环境的重要环节，TGF-β作为调节骨生成的重要通路，通过调节其对骨细胞的影响，成为治疗骨质疏松症的一种重要手段。

中药治疗骨质疏松症有独特的优势，由上述研究发现，通过调节TGF-β来治疗骨质疏松症的单味药和中药复方都具有补肾阳，强筋骨的功效，为中医“肾主骨生髓”的理论提供了佐证。随着对TGF-β信号通路研究的成熟，许多通过调节其通路上作用靶点的中药已广泛应用于临床，并取得了满意的疗效。对于单味药的研究，主要为其提取物的研究，但中药的活性分子较多，治疗骨质疏松症的机制复杂多样，补骨脂、淫羊藿等有效成分的研究过于单一，临床应用缺乏依据。经方与自拟方对TGF-β的调控都具有一定作用，但复方组成复杂多变，从分子水平阐明中医基础理论，对中药复方的临床运用意义深远，是未来中医研究的主要方向。无论是单味药还是中药复方，其治疗骨质疏松症的作用机制十分复杂，虽然在实验中证实了其作用效果，但对其安全性和更复杂的作用机制的研究仍缺乏足够的科学数据，并且TGF-β信号通路与其他信号通路之间的协同作用仍需进一步探讨。从分子水平研究中药治疗骨质疏松症的机制，为临床中药的使用提供了更加科学的依据，同时也将中医理论与现代医学相结合，推动多学科交叉，为中医发展奠定基础，值得学者们继续深入研究。