骨髓間充質(zhì)干細胞對成骨分化的影響及其與祖國醫(yī)學腎臟理論的相關性*

史文宇，趙多明，徐世紅，李鼎鵬

甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050

骨髓間充質(zhì)干細胞對成骨分化的影響及其與祖國醫(yī)學腎臟理論的相關性*

史文宇，趙多明，徐世紅，李鼎鵬

甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050

通過查閱國內(nèi)相關文獻，從骨髓間充質(zhì)干細胞(BM SCs)與中醫(yī)“腎主骨生髓”之間的聯(lián)系及中藥單體、復方補腎法BM SCs分化的科學實驗研究等方面對BM SCs與補腎方法的相關性進行闡述。

骨髓間充質(zhì)干細胞；腎臟理論；補腎；成骨分化

骨髓間充質(zhì)干細胞(BMSCs)是骨髓中除造血干細胞以外的一類具有高度自我更新和多向分化潛能的成體干細胞。研究表明，BMSCs在體外可誘導分化為成骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、肌細胞和神經(jīng)細胞等［1］。其成骨分化的機理與運用中醫(yī)“腎主骨，生髓”，尤其是通過補腎治療骨科疾病的作用相通，因此諸多研究指向了通過分析中藥干預骨髓間充質(zhì)干細胞分化來探析“腎主骨生髓”的科學性。筆者通過骨髓間充質(zhì)干細胞的成骨分化與腎的相關性來進行進一步的探析。

1 BMSC s對骨髓腔成骨分化的潛能作用

BMSCs是來源于中胚層的干細胞，主要存在于全身結(jié)締組織和器官間質(zhì)中，以骨髓組織中含量最為豐富，是一種具有自我更新、增殖和分化能力的多潛能干細胞，可分化為成骨細胞、成脂肪細胞、成軟骨細胞、成肌細胞和成纖維細胞等［2］。由于BMSCs可以分化為軟骨細胞，成為工程化軟骨的主要來源；或者分化為成骨細胞，可成為骨質(zhì)疏松、外傷時促進骨組織再生的靶細胞，因此在治療骨科疾患尤其是在成骨分化方面有獨特的作用［3］。骨形成過程主要包括成骨細胞增殖、細胞外基質(zhì)成熟和礦化3個階段［4］。骨的生成是由成骨細胞向周圍分泌基質(zhì)和纖維，將其包埋于其中，形成類骨質(zhì)，由鈣鹽沉積后形成骨組織而完成的。由此可見在治療骨折和骨質(zhì)疏松癥的機理中，成骨細胞起著重要的作用，而在成骨細胞分化方面BMSCs又起著更為重要的作用。

2 "腎主骨生髓"與成骨分化的關系

祖國醫(yī)學認為：“腎藏精，精生髓，髓養(yǎng)骨”，骨的生長發(fā)育依賴于腎精的滋養(yǎng)與腎氣的推動；骨的強壯或枯萎也反映了腎中精氣的盛衰；《素問·六節(jié)臟象論篇》指出：“腎者，主蟄封藏之本，精之處也”“其充在骨”，認為“腎能接受五臟六腑所傳之精封而藏之，充實于骨，濡養(yǎng)于骨”“腎主骨，生髓”。腎主藏精，而精能生髓，髓既居腦中，又居骨中，在腦者名腦髓，在骨者名骨髓，骨賴髓以充養(yǎng)。《素問·宣明五氣篇》曰：“腎生骨髓”“其充在腎”。即腎精充足，骨髓生化有源，則骨骼得到骨髓的滋養(yǎng)而堅固有力。若腎精虛少，骨髓化源不足，不能營養(yǎng)骨骼，便會出現(xiàn)骨骼脆弱，導致骨折、骨病的發(fā)生。腎生髓，腎氣不足，腦髓不充，會導致脊柱退變性疾病和骨代謝疾病［5］。因此，骨的生長代謝完全依賴于腎氣的充足。

3 腎與BMSC s的關系

《素問·上古天真論篇》曰：“女子七歲，腎氣盛，齒更發(fā)長……七七，任脈虛，太沖脈衰少，天癸竭，地道不通，故形壞而無子也。丈夫八歲，腎氣實，發(fā)長齒更……七八，肝氣衰，筋不能動，天癸竭，精少，腎藏衰，形體皆極。八八，則齒發(fā)去”。充分體現(xiàn)了精氣隨著年齡的增長而由盛轉(zhuǎn)衰，骨也從壯盛轉(zhuǎn)為枯槁的生理過程。腎精來源于父母的先天之精，是構(gòu)成胚胎的原始物質(zhì)，在胚胎的發(fā)育過程中，五臟六腑均以先天之精作為其組織結(jié)構(gòu)及生理活動的最基本物質(zhì)，而干細胞又來源于受精卵時期的內(nèi)細胞團，兩者的來源均是最原始的生命物質(zhì)。通過實驗研究［6］可以發(fā)現(xiàn)，BMSCs在體外擴增培養(yǎng)后，存在一定的時間限制，當傳代培養(yǎng)38次以后，該細胞就會發(fā)生凋亡，中醫(yī)理論支持的人體“生、長、壯、老、已”的自然生命發(fā)生發(fā)展過程與這一現(xiàn)象也是吻合的。BMSCs的數(shù)量、增殖能力及骨向分化能力也隨著年齡的增加而明顯下降［7］。可見BMSCs成骨分化的特性與“腎藏精，精生髓，髓養(yǎng)骨”的中醫(yī)理論有著較高的吻合性［8］。

4 補腎中藥對BMSC s分化的影響

現(xiàn)代醫(yī)學已從單味補腎中藥或復方來研究其對BMSCs分化的作用，來證明補腎中藥對BMSCs的分化的積極作用。王斌等［9］用含10 g/L鹿茸多肽的培養(yǎng)液培養(yǎng)P3代兔BMSCs，探討鹿茸多肽對BMSCs軟骨分化的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其對BMSCs向軟骨細胞分化具有明顯的促進作用。研究證實，杜仲對BMSCs的成骨分化具有明顯的促進作用［10］。梁祖建等［11］表明BMSCs受龜板誘導高效的向成骨細胞分化。高璐等［12］用淫羊藿苷干預BMSCs，結(jié)果表明淫羊藿苷可顯著促進BMSCs的成骨性分化。楊麗等［13］研究表明，骨碎補提取物對羊骨髓間充質(zhì)干細胞的成骨分化具有促進作用。補腎活血方(杜仲、補骨脂、核桃仁、丹參等)含藥血清對激素性股骨頭壞死大鼠股骨近端的BMSCs體外干預后，可增強重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2的活性及TGF-β1mRNA的表達，促進成骨分化，在骨壞死的修復中起著關鍵作用［14］。補腎行氣活血方(補骨脂、骨碎補、牛膝、紅花、黃芪等)含藥血清在誘導BMSCs細胞貼壁、生長形態(tài)及成軟骨化均較優(yōu)，其既能促進BMSCs增殖，又可促進向軟骨細胞分化［15］。

5 結(jié)語

骨髓間充質(zhì)干細胞當屬中醫(yī)理論“精”的范疇，該細胞增殖、分化以及其功能均與先天之精的轉(zhuǎn)歸相吻合。總之，隨著現(xiàn)代生物技術的迅猛發(fā)展，通過現(xiàn)代血清藥理學手段，篩選對干細胞增殖、分化有促進作用的中藥或單體及復方，從細胞分子水平闡釋中醫(yī)藥促進的機制，通過緊密聯(lián)系中醫(yī)理論，通過補益的方法研究促增殖、分化的作用機理，進一步揭示“腎藏精，精生髓，髓生骨”的內(nèi)涵與干細胞之間的關系，既可為干細胞研究提供更為廣闊的研究思路，同時又為中醫(yī)學“腎、精、骨”這類藏象學說提供了更為科學化、規(guī)范化的研究標準。

［1］ 卞玉群，李超，樊巧玲.補腎方藥誘導BM SCs骨向分化的研究述評［J］.中醫(yī)學報，2014，29(192)：692-694.

［2］ 劉光旺，高娟，郭含軍，等.補腎填精中藥血清對去勢小鼠干細胞W nt/β-cat eni n成骨分化信號通路的影響［J］.中國骨質(zhì)疏松雜志，2013，19(4)：324-329.

［3］ 宋囡，何文智，王智民，等.骨髓間充質(zhì)干細胞在骨向分化的作用及中醫(yī)藥研究進展［J］.中國骨質(zhì)疏松雜志，2014，20(1)：95-98.

［4］ 方健康，周軼平，李瑪琳.中藥對骨髓間充質(zhì)干細胞增殖、凋亡及分化的影響研究進展［J］.中國中藥雜志，2014，39(15)：2834-2837.

［5］ 湯軍，蔡建平，張賢.中藥提取物誘導骨髓間充質(zhì)干細胞成骨分化的研究進展［J］.山東中醫(yī)藥大學學報，2013，37(3)：257-258.

［6］ 張培源.補腎活血方調(diào)控m i croRN A-210促進BM SCs成骨分化的研究［J］.中國骨質(zhì)疏松雜志，2014，20(4)：396-410.

［7］ 張林，范穎，王俊巖，等.補腎健脾方促進尾部懸吊大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞成軟骨分化的研究［J］.現(xiàn)代中醫(yī)藥，2013，33(5)：106-109.

［8］ 張昕，李瑪琳.中藥正性影響骨髓間充質(zhì)干細胞成骨分化及機制的進展［J］.云南中醫(yī)學院學報，2013，36(3)：92-94.

［9］ 王斌，羅毅文，胡年宏.補腎填精法對骨折后不同時相骨髓間充質(zhì)干細胞增殖影響的實驗研究［J］.江蘇中醫(yī)藥，2013，45(6)：71-73.

［10］王斌，羅毅文，胡年宏.補腎填精法對兔骨折后不同時相骨髓間充質(zhì)干細胞成骨分化的影響［J］.安徽中醫(yī)學院學報，2013，32（1）：66-69.

［11］梁祖建，吳春飛，張百檔.補腎調(diào)肝方誘導衰老BM SCs成骨分化的實驗研究［J］.中國骨質(zhì)疏松雜志，2013，19(3)：212-216.

［12］高璐，鄭洪新，陳誼敬，等.補腎中藥成分配伍調(diào)控RU N X 2、O SX對大鼠BM SCs成骨分化的影響［J］.世界中西醫(yī)結(jié)合雜志，2014，9(4)：425-429.

［13］楊麗，朱曉峰，王攀攀，等.骨碎補水提液對大鼠BM SCs骨向分化的影響及機制研究［J］.中藥材，2013，36(8)：1287-1292.

［14］宋囡，何文智，王智民，等.左、右歸丸對大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞骨向分化中TG F-β1m RN A的影響［J］.中國實驗方劑學雜志，2013，19(18)：210-214.

［15］楊黎麗，黃勝杰，李媚，等.溫腎補陽藥對抗骨髓間充質(zhì)干細胞凋亡的實驗研究［J］.中醫(yī)正骨，2013，25(2)：3-7.

Exploration on Osteogenic Differentiation of Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells and Its Correlation with Renal Theory of Traditional Chinese Medicine

SHI Wenyu,ZHAO Duoming,XU Shihong,LI Dingpeng
Gansu Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine,Lanzhou 730050,China

By analyzing domestic related literature,the correlation between bone marrow mesenchymal stem cells(BMSCs)andthemethodoftonifyingkidneywasillustratedfromtherelativitybetweenBMSCsandTCMtheory "kidney governing bone and producing marrow",scientific experiments about osteogenic differentiation of BMSCs, single herb or the compound prescription of tonifying kidney.

bone marrow mesenchymal stem cells;renal theory;tonifying kidney;osteogenic differentiation

R541.6

A

1004-6852(2015)10-0082-02

2015-02-27

甘肅省自然科學基金(編號1310RJZA 030)。

史文宇(1972—)，男，副主任醫(yī)師。研究方向：脊柱疾病的中醫(yī)藥防治。