试论肾藏精主骨为先天之本与表观遗传学的关系*

王重一 邓洋洋 高巳东 林浩楠

（1.辽宁中医药大学研究生学院，辽宁 沈阳 110032；2.辽宁中医药大学中医学院，辽宁 沈阳 110032）

骨质疏松症（OP）是常见的骨骼疾病，以骨量低，骨组织微结构损坏，导致骨脆性增加，易发生骨折为特征的全身性骨病[1]。表观遗传现象中DNA 序列不发生改变，但表观遗传修饰引起的基因表达的改变是可遗传的，这是表观遗传现象的一大特点。中医认为肾为先天之本，与遗传有着密切的联系[2]。成骨细胞源于骨髓间充质干细胞（BMSCs），与骨形成密切相关。近年来，表观遗传学对于BMSCs 的影响受到广泛关注[3]。表观遗传学与中医药相结合的研究日益成为现代相关研究的新趋势[4]。本文试论述“肾藏精主骨，为先天之本”与表观遗传调控骨代谢的相关性。

1 肾藏精主骨 为先天之本理论

《素问·六节藏象论》云：“肾者，主蛰，封藏之本，精之处也……其充在骨”。肾藏先天之精和后天之精，先天之精赖于后天之精的充养，二者相辅相成，共同组成肾中精气。《素问·宣明五气》《素问·阴阳应象大论》也记载了“肾主骨”“肾生骨髓”，即肾精化髓而养骨。正如《圣济总录·诸痹门》曰：“夫骨者，肾之余，髓者，精之所充也，肾水流行，则髓满而骨强”。反之，《灵枢·本神》曰：“精伤则骨酸痿厥”。肾精不足，则髓减骨枯，发为骨痿。《中西汇通医经精义》曰：“肾藏精，精生髓，髓生骨，故骨者肾之所合也；髓者，肾精所生，精足则髓足，髓足则骨强”，说明肾精充盛是骨骼强健的前提。肾精充盛，骨髓化生有源，髓充养骨而骨骼强健；肾精亏虚，骨髓则化生乏源，“精去则骨枯”，进而发为OP，以上证实了肾-精-骨之间存在生理病理关系。

《医宗必读·肾为先天本脾为后天本论》中提出“肾为先天之本”“先天之本在肾，肾应北方之水”，即先天之本为与生俱来的，是整个生命活动的根本。

2 肾藏精主骨 为先天之本的现代研究

中医学与西医学的“肾”不同，除解剖的肾脏外，还包括下丘脑-垂体-肾上腺轴、下丘脑-垂体-性腺轴、下丘脑-垂体-甲状腺轴等神经-内分泌-免疫系统，为人体的综合性功能单位。肾所藏之精，有先天之精与后天之精，先天之精是生殖之精，是禀受于父母，构成胚胎的原始遗传物质；后天之精泛指一切精微物质，主要来自饮食水谷及脏腑之精。先后天之精相合形成肾中精气，对人体“生长壮老已”的生命过程发挥重要作用，故《素问·金匮真言论》说：“夫精者，身之本也”。肾精源于先天，养于后天，是肾脏生理活动的物质基础。“肾主骨”（《素问·宣明五气》）、“肾生骨髓”（《素问·阴阳应象大论》）指出肾精是骨骼发育的物质基础，说明肾藏精能调控骨系统的健康状态；肾精亏虚是骨退变及发生慢性病的核心病机。肾系统在调节骨的生长发育及生理功能方面居重要地位。

中医肾为先天之本，与遗传有密切联系，决定子代的先天禀赋与生长发育。中医认为肾主骨生髓，为先天之本，与后天之精互为补充使骨髓充盈，这与表观遗传学机制体现出的动态观和整体观颇相一致[2]。研究[5]表明OP 及其引起的骨折有遗传性。表观遗传机制在骨骼疾病中的作用近年来备受关注。然而要阐述复杂遗传条件下多种基因的相互作用，仍是巨大的挑战。

本团队负责国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目（基于“肾藏精”的藏象理论基础研究）课题一部分，团队率先提出“肾藏精”的本质在整体上主要是神经-内分泌-免疫系统的调控作用；在细胞与分子水平主要或部分是各种干细胞及其微环境物质、功能和信息的综合体现。其中，各种干细胞（胚胎干细胞和成体干细胞）及其增殖、分化过程是“精”的部分物质与功能的体现，包括BMSCs。

3 表观遗传学与骨代谢

肾为先天之本，基于“肾藏精主骨”理论，从表观遗传学切入，表观遗传学是指在DNA 序列不发生改变的情况下，基因的各项功能和表达水平发生改变，产生可遗传的表型。其中DNA 甲基化、非编码RNA（ncRNA）调控和组蛋白修饰对成骨细胞分化和骨形成有较大影响。

3.1 DNA 甲基化与骨代谢 DNA 甲基化是指将3-腺苷甲硫氨酸（SAM）作为甲基供体，使DNA 甲基转移酶（DNMT）发挥作用，进而将甲基转移到胞嘧啶（C）的第5位碳原子上，随后将胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶（5mC）的过程[6]。王剑等[7]将去卵巢小鼠分为正常组、模型组、中药复方组、阳性对照组，14 周后检测骨密度，与正常组对比，模型组骨密度降低，骨组织Osterix 和Runx2 甲基化水平升高，与模型组相比,中药复方组和阳性对照组骨密度增高，骨组织Osterix 和Runx2 甲基化水平显著降低，提示OP 与成骨关键基因Runx2、Osterix 甲基化修饰的表观遗传失调有关，其发病机制可能是骨组织Runx2 和Osterix 启动子甲基化水平升高，而中药复方可能通过降低骨组织Runx2、Osterix 启动子甲基化水平，有效防治该病。张晓蕾[8]使用DNA 甲基化抑制剂对间充质干细胞预处理24 h 后进行向成骨分化诱导，结果显示预处理后的间充质干细胞在成骨分化的效率上提高。

3.2 ncRNA 与骨代谢 ncRNA 指不编码蛋白质的RNA，虽然这些基因转录为RNA，但是并没有被翻译成蛋白，因此被称为ncRNA，其中就包括长链非编码RNA（lncRNA）[9]。lncRNA 指长度超过200 个核苷酸的非编码转录物，在被激活的Wnt/β-catenin 信号通路中可以上调成骨因子，例如Runx2 和骨钙素等，因此可以促进BMSCs向成骨方向分化。研究[10]表明，lncRNA LINC00707 过表达会促进hBMSCs 的成骨分化。miRNA-145 被lncRNA LINC00707 吸附以后，LRP5 的表达被上调，Wnt/β-catenin 信号通路被激活，使BMSCs 向成骨分化。

3.3 组蛋白修饰与骨代谢 组蛋白修饰包括组蛋白去甲基化和去乙酰化等。实验[11]发现，组蛋白去甲基化酶LSD1 调控Wnt7b 和BMP2 的表达，LSD1 缺失的小鼠成骨细胞分化的速度加快，这是由于小鼠体内缺失LSD1 后会提高成骨细胞中的BMP2 和Wnt7b 的表达，进而增强骨形成，同时体外实验也发现由于缺少LSD1，hBMSCs 会加速向成骨细胞分化。

4 肾藏精主骨 为先天之本理论和表观遗传调控骨代谢的联系

肾藏精主骨，为先天之本，骨质的强健有赖于骨髓的濡养。肾精所化生殖之精具有遗传性，其包含的核酸是遗传信息的携带者，与表观遗传调控骨骼的发育和重建有异曲同工之妙。骨骼的发育是一个复杂的过程，DNA 甲基化、ncRNA 调控与组蛋白修饰对于间充质干细胞、成骨细胞以及破骨细胞的分化增殖与转化起到重要作用，这3 种机制之间相辅相成，共同参与到基因表达中，通过表观遗传调控促进间充质干细胞向成骨方向分化，进而达到预防和治疗OP 的目的。综上所述，表观遗传调控对于预防和治疗骨代谢相关疾病有重要意义，亦为中医“肾藏精主骨，为先天之本”理论防治骨代谢相关疾病提供依据和新的思路。