芍药苷及芍药苷-6-氧-苯磺酸酯在骨伤科疾病中的应用进展

裘世杰，罗 淦，汤样华，徐灿达，辛大伟，康 仪，曾林如

(浙江中医药大学附属江南医院·浙江 杭州 311201)

中药是中华民族的瑰宝，随着分子生物学技术的进步，越来越多的中药有效成分被发现和提取。近年来，中药提取物在骨伤科疾病中的应用越来越广泛，相关的研究也越来越深入。白芍最早记载于《神农本草经》，来源于毛茛科多年生草本植物芍药的干燥根，具有养血补肝、祛风除湿、抗炎止痛等作用[1-2]。中药单体芍药苷(paeoniflorin，PF)是白芍和赤芍的主要有效成分之一[2],其应用范围广泛。近年来研究表明，PF和及其衍生物芍药苷-6-氧-苯磺酸酯(paeoniflorin-6’-O-benzene sulfonate，CP-25)对诸多骨伤科疾病有较好的治疗效果或潜在的治疗作用。笔者通过检索文献并进行整理总结，就芍药苷及其衍生物CP-25治疗类风湿性关节炎、骨质疏松、骨关节炎、骨肿瘤、椎间盘退行性变等骨伤科疾病的作用机制研究进展进行综述，以期为PF与CP-25在骨伤科疾病的进一步应用提供新的思路。

1 类风湿关节炎

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种慢性、持续性的自身免疫性疾病。RA在全球人群中均有分布，我国发病率为0.32%～0.36%。RA常伴有类风湿因子阳性及器官受累，严重者可导致关节畸形及功能丧失[3]。关节滑膜新生血管及血管翳的形成，是导致关节破坏，造成患者生活工作能力障碍和残疾的主要原因之一[4]。目前对于RA的治疗有非甾体抗炎药、糖皮质激素以及新型生物制剂等[5]，但副作用较多、疗程长、远期疗效不确切、价格高等均限制其应用。临床上急需寻找更安全有效的药物来控制RA的进展。近年来，许多学者研究证明芍药苷对RA有较好的治疗效果。Wang等[6]的研究通过收集RA患者的滑膜组织进行体外实验，发现关节成纤维样滑膜细胞(fibroblast-like synoviocytes，FLS)的过度增生及G蛋白的βγ亚基的活性与PI3K/AKT信号通路的过度激活均有关。与对照组相比较，推测CP-25可以通过抑制GRK2-Gβγ的复合膜转位，实现下调CXCR4-Gβγ-PI3K/AKT信号通路，从而抑制FLS的过度增生，对RA有治疗作用。佐剂性关节炎(adjuvant arthritis，AA)大鼠和胶原诱导性关节炎(collagen induced arthritis，CIA)大鼠的病理特点与人RA疾病特点非常相似，是近年来常用的RA病理研究和药物研究的动物模型。Zhai等[7]通过建立大鼠CIA模型，发现与对照组相比，PF可显著改善CIA大鼠的症状，降低爪肿胀程度、关节炎评分以及炎性细胞因子的释放；推测PF通过抑制关节滑膜组织中Rho激酶的激活，进而下调p-NF-κB p65的表达并减少促炎性细胞因子的释放，从而改善大鼠CIA。Yang等[8]通过建立大鼠CIA模型以及进行定量蛋白质组学分析，发现PF可以通过减少两种关键蛋白质LIFR和ASPN来治疗RA。Wang等[9-10]通过HE染色研究大鼠AA模型的脾组织病理变化，推测CP-25可能通过影响AA大鼠脾脏T细胞的功能来产生抗炎免疫功能。另外，Shu等[11]发现 CP-25通过下调BAFF-TRAF2-NF-κB信号通路来调节B细胞的功能，对CIA大鼠有治疗作用。在其余的研究中，有学者发现CP-25可以通过促进内皮细胞中GRK2诱导的CXCR4-ERK1/2信号传导下调，在AA大鼠中发挥抗血管生成作用[12]，通过CP-25干扰PGE2-EP4途径抑制树突状细胞的成熟和激活可显著促进免疫调节并治疗RA[13]，CP-25通过抑制CIA小鼠的免疫反应和滑膜炎症，减少β2受体脱敏并且增强β2受体信号传导[14]。此外，CP-25还被发现与常用抗类风湿关节炎药物如甲氨蝶呤(MTX)以及来氟米特(LEF)有协同作用[15-16]。

2 骨质疏松症

骨质疏松症(osteoporosis)是一种全身性的骨骼系统代谢性疾病，表现为骨量降低、骨强度下降、骨脆性增加和骨微细结构破坏，患者易发生骨折[17]。随着人口老龄化形势的发展，骨质疏松症已跃居世界慢性疾病的第三位，严重影响人们的身心健康，同时给家庭和社会带来沉重的经济负担[18]。目前骨质疏松的作用机制尚不明确，对骨质疏松的治疗也存在难度，有待研究。林紫薇等[19]通过体外培养前成骨细胞系MC3T3-E1细胞，采用地塞米松(DEX，1 μmol/L)诱导细胞凋亡，以及建立泼尼松龙(Pred,25 μmol/L)诱导的斑马鱼骨质疏松模型，观察PF的干预效应；研究发现PF可缓解DEX对MC3T3-E1细胞活力的抑制作用，并显著降低其细胞凋亡率；本实验中对细胞凋亡相关蛋白的检测发现，PF可显著促进Bcl-2的蛋白表达，升高Bcl-2/Bax的比率；进一步研究发现PF可显著抑制FoxO3a的入核；同时，与Pred组相比，PF能够增加斑马鱼第一椎骨的骨骼面积，抑制TRAP、CTSK和MMP-9的基因表达，促进ALP、Runx2a和 Sp7的基因表达；提示PF能够抑制前成骨细胞凋亡，改善斑马鱼的骨质疏松，该作用可能与升高Bcl-2/Bax比率及抑制FoxO3a的核易位有关。Wang等[20]建立了高糖高脂饮食(HCHF)大鼠模型，发现PF可以降低高糖高脂饮食引起的总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白水平，同时可以减轻HCHF导致的大鼠股骨应力能力下降；与对照组相比，PF可促进成骨细胞分化和骨细胞伸展，骨转换指标也升高。此外，Li等[21]通过体外实验研究了PF对骨特异性蛋白和基因表达的影响，推测PF作为NF-κB信号通路抑制剂可以影响破骨细胞的形成和骨溶解，从而具有治疗骨质疏松症的潜力。

3 骨关节炎

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是关节软骨的局部损伤和丢失、异常重塑和磨损、局部炎症等一系列病理改变导致的退行性变。在临床上主要表现为缓慢发展的关节疼痛、肿胀、畸形以及关节僵硬。骨关节炎以中老年患者多见, 女性多于男性, 60岁以上的患病率可达50%、75岁以上则达80%[22-23]。临床上OA十分常见，且缺乏较好的药物治疗手段。Zhao等[24]通过收集膝关节置换患者的膝关节软骨并对软骨细胞进行培养，发现PF可能通过抑制NF-κB信号通路的激活来抑制IL-1β诱导的人OA软骨细胞中炎性介质的表达；因此推测PF可能是OA未来治疗的潜在药物。此外，Hu等[25]的实验研究了PF对关节软骨细胞凋亡的影响，通过单层膜培养大鼠关节软骨细胞后，用LDH释放实验测定细胞的乳酸脱氢酶(LDH)的释放速率。并进行膜联蛋白V-异硫氰酸荧光素/碘化丙啶双标记染色以通过流式细胞术检测早期和晚期凋亡细胞，测定caspase-3活性，检测Bcl-2/Bax以及Akt信号通路；结果表明，PF可以显著减低IL-1β诱导的大鼠软骨细胞中LDH的释放和凋亡细胞的比例，增加Bcl-2的水平，降低Bax的mRNA和蛋白表达水平，降低软骨细胞中caspase-3活性；此外，PF被确定可以通过增加Akt磷酸化来调节Akt信号通路；推测PF可能通过抑制IL-1β诱导的大鼠软骨细胞凋亡，发挥其保护作用，因此可能是预防和治疗OA的有效药物。

4 骨肿瘤

发病于骨骼或骨骼附属组织的肿瘤即为骨肿瘤,骨肿瘤分为良性骨肿瘤、中间型骨肿瘤和恶性骨肿瘤。常见的良性骨肿瘤包括骨软骨瘤、软骨瘤等，骨巨细胞瘤属于中间型骨肿瘤，常见的恶性骨肿瘤包括骨肉瘤、骨髓瘤、尤文肉瘤、软骨肉瘤、骨纤维肉瘤等。骨肿瘤发病与年龄有关，如骨肉瘤多发生于青少年，骨巨细胞瘤主要发生于成人。骨肿瘤常见的临床表现主要有疼痛与压痛、局部肿块及肿胀、功能障碍和病理性骨折，晚期恶性骨肿瘤可转移，产生全身症状。骨肿瘤在临床上缺乏较好的非手术治疗手段，亟待深入研究。Wang等[26]的研究中使用MTT测定法来分析PF治疗的SKO-007多发性骨髓瘤细胞的增殖和使用膜联蛋白V-异硫氰酸荧光素/碘化丙啶双标记染色法和caspase-3活化测定来检测细胞凋亡水平，分别使用明胶酶谱法和定量聚合酶链式反应检测MMP-2和microRNA-29b的表达水平；研究结果显示，PF可以有效抑制SKO-007细胞的增殖，并且与剂量和作用时间相关，此外，PF可以有效增加SKO-007细胞凋亡，并且增强SKO-007细胞中caspase-3 和caspase-9的活化；由此推测，PF通过对microRNA-29b和基质金属蛋白酶-2的作用抑制多发性骨髓瘤细胞的增殖并促进其凋亡，从而有潜在的治疗多发性骨髓瘤的作用。除多发性骨髓瘤之外，在骨肉瘤细胞系的体外实验中，Jin等[27]的研究发现，PF可以通过上调促细胞凋亡因子Bcl-2 X(Bax)相关蛋白，下调抗细胞凋亡的Bcl-2，诱导G2/M细胞周期阻滞和Caspase依赖性细胞凋亡，由此可直接或间接诱导骨肉瘤细胞凋亡，具有良好的骨肉瘤治疗潜力。

5 椎间盘退行性变

椎间盘由上下软骨终板、纤维环及中央髓核组成,其对脊柱的承重及活动起着至关重要的作用。椎间盘退变(intervertebral disc degeneration，IDD)为多因素造成的慢性病变过程,其可致椎间盘结构、功能发生改变。IDD是引起椎间盘突出、椎管狭窄等相关疾病的病理基础,也是导致腰腿痛的主要原因之一[28]。椎间盘退行性变是临床常见疾病，目前缺乏疗效显著的治疗药物。陈少清等[29]采用酶消化法体外培养椎间盘纤维环细胞，取第3代纤维环细胞，培养过程中加入20 pg/L Fas配体诱导建立纤维环细胞凋亡模型，通过MTT法测定芍药苷干预纤维环细胞的最适宜浓度，使用膜联蛋白V-异硫氰酸荧光素/碘化丙啶双标记染色法观察芍药苷对椎间盘纤维环细胞的保护作用；发现，芍药苷浓度 20.8、2.08 pmol/L对椎间盘纤维环细胞具有明显的促增殖作用，20.8 pmol/L芍药苷对Fas配体诱导椎间盘纤维环细胞有保护作用。史立君等[30]通过对新西兰大白兔行纤维环穿刺造模，再用PF灌胃治疗后，使用免疫组化法检测Fas、FasL、Caspase-8的表达，流式细胞术检测细胞凋亡率；推测PF可以抑制Fas表达，进而抑制Caspase-8的激活，最终起到抑制髓核凋亡的作用。

6 小结与展望

近年来，PF及CP-25治疗类风湿性关节炎、骨质疏松、骨关节炎、骨肿瘤、椎间盘退行性变等骨伤科疾病的研究取得了较大的进步，有较好的研究价值和治疗潜力，尤其是对类风湿性关节炎的研究较丰富且深入。然而，其对骨质疏松、骨关节炎、骨肿瘤、椎间盘退行性变等疾病的研究却不足且有所停滞。总而言之，PF及CP-25治疗各种骨伤科疾病的分子生物学机制研究还并不透彻，对各个疾病的研究并不全面，其临床运用也尚有待进一步的探索，这也是今后重点的研究方向。