川续断对骨组织改建的研究进展

马 萌 阮 琼 伍廷芸▲

1.荆楚理工学院医学院，湖北荆门 448000；2.湖北省荆门市康复医院口腔科，湖北荆门 448000

川续断属于川续断科川续断属，它是一种草本植物川续断干燥根，也叫川断，圆柱形，微扁，有的略弯曲，直径为0.5～2 cm，长5～15 cm。表面有水平皮孔样斑痕与少量须根痕，有轻微或明显扭曲的沟纹和纵皱，表面是黄褐色或灰褐色。皮部呈棕色或墨绿色，木部呈黄褐色，外缘呈浅褐色或褐色，导管束放射状排列。质地柔软，容易折断，长久存放后坚硬，呈不平坦断面。气味微香，味苦、微甜而且后涩[1]。其中，湖北省宜昌市五峰县与鹤峰县产的川续断加工后具有微气、微苦、微甜涩、根粗、无头尾、质地柔软、菊花心、墨绿色（俗称乌梅色）的特点，被誉为“五鹤续断”。在国内外，“乌梅花心”极为闻名，为湖北恩施州地道药材之一[2]。续断皂苷Ⅵ（asperosaponin Ⅵ，ASA Ⅵ）作为续断的主要活性成分是一种三萜皂苷类化合物是从中草药川续断植物的根中提取并分离出的，一般也被称作木通皂苷D（akebia saponin D，ASD），也有文献称它为续断皂苷C，分子式是C47H76O18，它是续断的主要活性成分。

续断可以增强身体和骨骼，补充肝脏和肾脏，并治疗持续的出血和骨折。它可用于肝肾功能衰竭、风湿性关节痛、腰部和膝盖酸痛、肌腱损伤、跌倒、骨折、胎漏和出血。腰部和膝盖酸痛多用盐续断；风湿性关节痛、肌腱损伤、跌倒、骨折多用酒续断[1]。中药川续断不仅对治疗各种疾病有着重要的意义，而且对骨改建具有一定的药理作用，可以通过多个细胞水平和生物学途径干扰骨的新陈代谢，尤其促进成骨细胞的形成与增殖。中药川续断可以使临床中的骨折愈合的时间缩短，促进四肢骨折的愈合，并且在加快骨折愈合与修复等方面有着十分重要的影响，在预防骨质疏松，加快牙周组织改建，正畸矫治中也有着积极的作用。本文对近年来川续断对骨改建作用的研究进展进行综述。

1 川续断对骨改建的物质基础

中草药植物的化学成分是影响其药理作用的和临床疗效的因素之一。在中药续断中，续断根的70%乙醇提取物中分离出环烯醚帖苷类七个，皂昔类化合物八个[3]。另有四个未知化合物中两个为酚酸类化合物，两个为环烯醚帖苷类。

1.1 三萜皂苷类

从川续断中分离出总共20 种三萜皂苷类[4]，为常春藤和齐墩果烷型皂苷。

1.2 环烯醚萜

目前对于续断，研究者分离得到19 种环烯醚萜类化合物，如马钱子苷、獐牙菜苷、吴茱萸苷、林生续断苷Ⅲ、林生续断苷Ⅳ、马钱苷酸、续断苷A、续断苷B、续断苷C、续断苷D、续断苷E、续断苷F、续断苷G、续断苷H、续断苷M、续断苷N、6′-O-β-D-apiofuranosyl sweroside、lisianthioside 等[5]。

研究表明，ASA Ⅳ对骨髓间充质干细胞向OB 增殖与分化有促进作用，从而促进骨形成并防治骨质疏松，有一定的强骨作用[22]。因此可以认为ASA Ⅳ是续断的主要活性成分是一，它是一种三萜皂苷类化合物。ASA Ⅳ是从中草药川续断植物的根中提取并分离出的。分子式是C47H76O18，皂苷化学结构见图1[6]。

图1 川续断皂苷Ⅵ的化学结构式

2 川续断对骨改建的药理作用

碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）是成骨细胞（osteoblast，OB）分泌的高度特异性的酶蛋白。ALP不仅是OB 分化与成熟的标志之一，还最常用来评估骨转换和骨形成，而且还可以用来反映OB 活动的强弱。其在细胞中表达的多少反映骨细胞的功能状态与分化程度。OB 的活动增强时，ALP 含量增加，反之降低。

2.1 川续断对骨细胞的作用

成骨细胞研究中，ALP 是常见的胞内酶主要分布在细胞质膜，是成骨细胞的表性特征之一。ALP 的活性反映骨形成状况，这与OB 的分化和成熟成正相关。由OB 合成和分泌的骨钙素不仅可以调节骨钙代谢，而且在钙代谢异常和骨质疏松综合征的诊断有重要意义。OB 对骨形成、骨发育与生长有促进作用。

2.1.1 川续断对成骨细胞的作用 程志安等[7]通过动物实验证明，高剂量和中剂量的续断水煎液促进OB 的增殖，同样可以使ALP 的表达和矿化结节的数量都增加，并对成骨骨钙素和Ⅰ型胶原信使核糖核酸（messenger RNA，mRNA）在细胞中的表达有促进作用，在雌激素中无显著差异。实验结果显示续断明显促进OB 的分化与增殖，并且可防止OB 的凋亡，该实验得知此药物可能是促进骨折愈合与预防骨质疏松的机制之一。对于去卵巢大鼠，续断可明显增加其骨钙和骨矿的含量与骨密度[8]。因此可以认为续断水煎液增强ALP 的表达，促进OB 的分化与增殖，并且可防止OB 的凋亡。

朱珠等[9]研究通过动物实验得出1×10-8～1×10-5mol/L续断苷可以显著增强ALP 的表达，1×10-6mol/L 续断苷可以显著增强ALP 的表达。在一定浓度范围内，其对小鼠的成肌细胞OB 的分化有促进作用，对OB 的增殖无显著作用。因此可以认为一定浓度的续断苷可以增强ALP 的表达，促进OB 的分化，从而也可促进骨的形成。

2.1.2 川续断对破骨细胞的作用 刘介等[10]实验表明在一定浓度范围中，川续断总皂苷促进OB 增殖、分化和细胞周期，并且有显著的量效关系。徐鑫等[11]实验显示续断总皂苷对护骨素（osteoprotegerin，OPG）mRNA 表达有促进作用，进而促进成骨细胞分化；对细胞核因子κB 受体活化因子配体（receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL）mRNA 表达有抑制作用，进而抑制破骨细胞（osteoclast，OC）分化，使骨吸收速率小于骨形成速率。因此可以认为川续断总皂苷不仅可以促进OB 增殖、分化和细胞周期，而且也抑制OC 分化，从而促进骨形成。

2.1.3 川续断对骨髓间充质干细胞的作用 黄媛等[12]用ASD 诱导体外培养骨髓间充质干细胞（bone marrow stromal cells，BMSCs）向OB 分化并检测OB 分化的状况。结果表明，ASA Ⅵ组的大鼠骨钙素表达量与ALP 活性均高于诱导组，说明在骨髓间充质干细胞向OB 分化的过程中，ASD 发挥了重要的作用。张志达等[13]过动物实验发现ASD 在糖皮质激素环境下，可以促进BMSCs 向OB 的分化，同时，ALP 的活性增加，生物学效应的发挥可能与BMP/Smad 的信号通路有关。因此可以认为ASD 可以促进BMSCs 的分化，从而促进骨形成并预防骨质疏松。

毛晴等[14]以体外培养OB 为模型，用24 h 内新生的Sprague-Dawley 大鼠和加入含不同浓度续断总皂苷的二甲基亚砜培养基培养24、48、72 h，实验结果显示川续断皂苷遇可促进BMSCs 分化为OB。中、高剂量组的OB 与ALP 活性均强于对照组。实验结果表明，续断总皂苷不仅对OB 的增殖有着重要的作用，同时在OB 分化的过程中也扮演着重要的角色，以及通过调节OB 的增殖和分化及OPG 与细胞核因子κB受体活化因子（receptor activator of nuclear factor-κB，RANK）的比值，促进骨形成。因此可以认为续断总皂苷可以促进BMSCs 分化为OB，也可以调节OB 的增殖和分化。

Ke 等[15]证实ASA Ⅵ可以促进去势大鼠骨髓间充质干细胞的增殖，对ALP 的活性与钙化结节的形成有增强作用。此外，ASA Ⅵ增强了Ⅰ型胶原蛋白、钙调蛋白、碱性磷酸酶与Runt 相关转录因子2 的表达，而PI3K 特异性抑制剂（LY294002）治疗降低了所有这些成骨作用，并降低了ASA Ⅵ诱导的磷酸化蛋白激酶B（human phospho-AKT，p-AKT）水平。结果表明ASA Ⅵ通过作用于磷脂酰肌醇-3 激酶/AKT 信号通路，促进去势大鼠BMSCs 的成骨分化。续断对骨质疏松症的预防和治疗具有明确的作用，并促进成骨细胞的增殖。因此可以认为ASA Ⅵ促进BMSCs的分化，从而达到预防和治疗骨质疏松症的目的。

2.2 川续断对骨质疏松症的作用

骨质疏松症是一种源于各种原因而增加骨脆性，破坏骨微结构，降低骨密度和骨质量，以致易发生骨折的全身性的疾病。骨吸收能力加强和形成能力降低是形成骨质疏松症的主因。现代研究的结果发现[16]，川续断在抗骨质疏松症领域具有良好的临床疗效。它的主要化学单体是ASA Ⅵ具有很强的抗骨质疏松症效果。骨质疏松症因缺乏雌激素导致成骨能力下降和破骨能力增强，造模时常用去卵巢大鼠。

李家等[17]通过动物实验证明，ASA Ⅵ对骨髓间充质干细胞向OB 增殖与分化有促进作用，此研究推测ASA Ⅵ调节骨髓间充质干细胞的成骨分化从而使骨改建并抑制因去卵巢导致的骨量减少。ASAⅥ可经Wnt/β-catenin 信号通路对骨髓间充质干细胞的成骨分化有促进作用。ASAⅥ对BMSCs 的分化和BMSCs的细胞活力有促进作用，进而促进骨形成，使骨量增加与小梁的微观结构改善。因此可以认为ASA Ⅵ对骨髓间充质干细胞向OB 增殖与分化有促进作用，从而加快骨形成。可以在临床上应用中药续断防治骨质疏松症。

2.3 川续断对骨折的作用

高自立[18]观察实验表明，续断骨汤可减轻骨折后的疼痛与肿胀症状。它不仅对早期骨折愈合有促进作用，使临床骨折愈合的时间变短，而且促进四肢愈合。李全喜[19]观察实验表明，联合使用川续断接骨汤和加压钢板坚强内固定的方法可促进四肢骨折的愈合。张波等[20]推测骨折的治疗中，续断使骨在愈合不同的阶段中OPG、骨形态发生蛋白质（bone morphogenetic protein，BMP）和转化生长因子（transforming growth factor，TGF）的基因表达上调，使血清中碱性磷酸酶、磷、钙的含量增加，促进骨生长并治疗骨折。因此可以认为续断骨汤可促进骨折的愈合，中药续断可以应用于临床骨折治疗之中。

刘开飞[21]研究发现ASA Ⅵ能减轻胶原诱导型关节炎的骨破坏。武春明等[22]发现，续断水提液通过对新骨痂的重塑与骨痂的形成的促进作用在小鼠胫骨横行骨折愈合的中后期起作用。韩田浦等[23]研究表明，断续汤可以治疗胫骨骨折，缩短患者骨折愈合时间，改善血流变学，缓解疼痛，同时可以减少骨折不愈合情况的发生。陈磊等[24]发现续断能使炎症因子白介素1、白介素6 和肿瘤坏死因子α 的水平降低，有强骨作用。因此可以认为补肾断续汤可以加快骨损伤愈合与修复。

2.4 川续断在口腔及其颌面部的作用

随着社会的发展和审美意识的提高，愈来愈多的人选择接受正畸治疗。长时间的正畸治疗会增加牙槽骨松动的风险。牙周组织改建是牙移位的生物学基础是，所以牙周组织改建成为正畸热点。牙周组织改建的基础是张力侧的OB 调节的新骨沉积和压力侧的OC 调节骨吸收。

崔金婕等[25]动物实验表明，续断组的大鼠在中药影响下磨牙近中的移动速度和距离明显较对照组增加。在正畸牙齿移动过程中续断水煎液起促进作用，这对于正畸牙齿运动是有益的。陈佩佩等[26]动物实验研究表明，一定浓度的前列腺素E2与ASA Ⅵ对压力侧牙周组织OC 分化有促进效果。中药续断能够加快牙周组织改建，对于正畸矫治有促进作用。因此可以认为中药续断对于正畸矫治有积极作用，为中药续断可以应用于口腔的正畸矫治过程中提供理论基础，在实际的临床应用中有待于进一步的研究。

李善昌等[27]通过实验证实，续断复合磷酸钙骨材料对成骨形成、有机磷向无机磷转化有促进作用，对钙盐沉积和骨形成有加速作用。它有对骨诱导性好和成本较低的优点。续断复合磷酸钙骨植入材料对骨形成有显著加速作用。因此可以认为续断复合磷酸钙骨材料对修复骨缺损效果很好。

川续断接骨汤、补肾断续汤、续断水煎液、续断总皂苷、中药川续断和续断中的主要活性成分ASA Ⅵ对骨改建具有一定的药理作用，可以通过多个细胞水平和生物学途径干扰骨的新陈代谢，尤其促进成骨细胞的形成与增殖。中药川续断的主要活性成分ASD可以促进BMSCs 分化为OB，调节OB 的增殖和分化，也可以抑制OC 分化，从而使骨吸收速率小于骨形成速率，由此可加快骨损伤愈合与修复并可以预防和治疗骨质疏松症。中药川续断还对于口腔正畸矫治有积极作用。在颌骨治疗方面，续断复合磷酸钙骨材料对骨的诱导性好，在理论上可以应用于骨缺损，在实际的临床应用中有待于进一步的研究。

3 川续断在骨组织增量作用中的应用前景

我国自古以来大量使用中药材，这是传统医学中密不可分的一部分，续断在中国分布广，被广泛使用。

续断中有有多种药理活性成分，其中主要活性成分皂苷Ⅵ以及其他化学成分，在骨的药理作用上有很大的药用价值，尤其对促进成骨细胞的形成与增殖，加快骨折愈合与修复，预防并治疗骨质疏松和在正畸治疗中应用价值等方面具有较好的发展前景。续断通过促进OB 增殖与分化，调节OPG/RANKL 水平[12]，上调OPG、BMP-2、TGF-β1 等的基因表达，上调血清中磷、钙、碱性磷酸酶的含量促进骨骼修复和保护骨骼[18]，且已被证实它能抑制OC 分化[13]，但是相关研究较少。矫正牙齿的研究热点在牙周组织的改建。现研究证实中药续断能够加快牙周组织改建，对于正畸矫治有促进作用，在实际的临床应用中有待于进一步的探讨中药续断对于牙周组织的作用机制。在国内外，颌骨骨量不足一直是热点研究，现已有研究表明，续断复合磷酸钙骨材料对骨的诱导性好[27]。但在加速成骨的作用方面有待于进一步的研究，这都为将来的实验研究提供依据。但是中药药材中的成分多而复杂，其不良反应也应得到重视，已有1 例报道服用续断后出现轻度皮炎皮疹及2 例恶心呕吐[28]，这也为今后的研究工作提出了新的考验。在口腔治疗中，联合使用续断药材在临床中应用很少，在这方面还有待更深入的研究，临床上治疗疑难杂症的方法不断拓宽，中药续断的应用具有广阔的前景。