熊果酸對骨重塑的相關研究進展

王玉琢,崔聰聰，包幸福,姜　歡,胡　敏

(吉林大學口腔醫學院 正畸科·吉林省牙發育及頜骨重塑與再生重點實驗室,吉林 長春130021)

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熊果酸對骨重塑的相關研究進展

王玉琢,崔聰聰，包幸福,姜歡,胡敏*

(吉林大學口腔醫學院 正畸科·吉林省牙發育及頜骨重塑與再生重點實驗室,吉林 長春130021)

成骨細胞參與的骨形成與破骨細胞參與的骨吸收之間的動態平衡，是骨重塑過程中的關鍵。熊果酸(ursolicacid,UA)是一種從中草藥中提取的五環三萜類化合物，具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤等多種功效，在骨重塑方面的研究近年來已有了初步進展，主要表現為促進骨合成，抑制骨吸收作用，明確其機制是今后研究的重點，這將有助于UA在治療骨質疏松癥及骨重塑方面更好地應用。

熊果酸；骨重塑；骨質疏松癥；成骨細胞；破骨細胞

(Chin J Lab Diagn,2016,20:1402)

骨是一種通過不斷適應外力變化隨時改建以保持其大小、形狀和結構完整性的動態組織，參與內環境礦物代謝的同時也為機體提供良好的機械支持。骨成熟后仍在進行周期性代謝，在同一位置上新骨替代舊骨，這個過程稱為骨重塑，對于一個成年人來說，新骨完全替代舊骨的時間周期為10年。機體可以通過骨重塑來增加骨骼負重潛力、防御骨骼過度老化造成的損傷，這個過程中由眾多骨細胞參與，其中最主要的是破骨細胞參與的骨吸收之間和成骨細胞參與的骨形成的動態平衡[1]。

成骨和破骨過程的平衡是維持機體骨骼系統穩定的必要因素，當性激素缺乏、衰老和糖皮質激素過多都會引起破骨相關基因過表達而成骨基因表達抑制，造成骨質流失，引起骨量減少癥和骨質疏松癥[2]。在藥物治療方面主要有抗吸收藥物(如：降鈣素、激素替代藥物)和合成代謝類藥物(如：甲狀旁腺類似物)[3]。

UA是一個五環三萜化合物從多種藥用植物提取和純化,草本植物,食用蔬菜[4]。UA包含各種各樣的藥理活性，包括抗氧化和抗炎作用被廣泛用于肝臟保護、神經保護、心血管保護等[5-8]。除了這些影響,UA已經被證明擁有多中種抗腫瘤活性，主要是抑制腫瘤的發生和發展[9],UA對多種腫瘤細胞有細胞毒性作用，如纖維肉瘤、前列腺癌、肝細胞癌、結腸直腸癌、黑色素瘤、乳腺癌[10-15]。然而,今年來人們開始著重于研究UA在骨形成和骨吸收方面的作用[16]，本文主要對UA在骨重塑方面的研究進展進行綜述。

1　UA為主要成分的中草藥對骨重塑的調節作用

UA廣泛分布于自然界的多種植物中，特別是已經應用廣泛的中草藥中含量頗高[17]，并成為該中藥用于治療骨性疾病最重要的有效成分之一，現今被研究證實的中藥共有如下五種。

1.1女貞子

女貞子是我國最早應用的中藥之一，在經典著作《神農本草經》中被列上品，有補益肝腎、強壯腰膝的中醫功效。在中醫領域常說腎主骨，強壯腰膝自然與骨相關，所以現今有很多中醫藥領域學者研究女貞子及提取物在骨質疏松等骨性疾病中的治療效果。其提取物主要有熊果酸、齊墩果酸等，在動物試驗中，對去卵巢鼠、老齡雌鼠有治療改善骨質疏松功效；可以治療糖尿病并發型骨質疏松癥和糖皮質激素過高型骨質疏松癥；還對膠原性關節炎引起的骨質破壞有治療作用[8]。其機制可能為以下兩點：(1)上調合成維生素D3量，刺激其受體與鈣結合蛋白的表達，加快鈣循環，增加骨密度(2)刺激成骨細胞增殖及分化，抑制破骨細胞生成，下調基質金屬蛋白酶的活性。

另外，我國還有一種傳承百年的治療骨質疏松中藥--二至丸，其主要成分為女貞子和墨旱蓮兩味中藥，ZHANG等[19]學者通過實驗證時，該藥物在體內和體外均有抑制破骨細胞骨吸收作用，其機制可能是通過激活核因子受體激活γB配體(RANKL)和巨噬細胞集落刺激因子(M-CSF)完成的。CHENG等[20]研究使用該藥物治療卵巢摘除鼠的骨質疏松癥取得了良好效果，并且沒有產生子宮壁增厚的副作用。

1.2黃荊子

黃荊子又名五指風，具有祛風除濕，舒筋活血，止痛散寒之功效，被長期用于醫治類風濕性關節炎,療效顯著，ZHENG等[21]使用黃荊子作用于類成骨細胞及破骨細胞，結果顯示低濃度的黃荊子可以增強骨形成作用，促進類成骨細胞增殖及礦化相關蛋白表達；同時抑制骨吸收作用，抑制破骨細胞活性及RANKL和M-SCF的表達。

1.3接骨木

接骨木又名戳樹、公道老樹,主要功用有舒筋活血、去除風濕痹痛，是中醫傳統藥物,入藥歷史久遠。WONG等[22]研究表明，接骨木可以促進類成骨細胞增殖及礦化功能，并且部分有效成分是通過拮抗雌激素受體來達到促進成骨作用的。

1.4丹參

丹參亦稱作紫丹參、赤參、紅根，具有活血化瘀,靜神除煩的功效。GUO學者[23]使用36例臨床試驗證實，將丹參和其他草藥聯合使用治療絕經后老年繼發性骨質疏松，試驗平均顯著的提高了80%的效果并且具有低毒性的特點。在骨改建的循環中，該藥物作用于不同的通路從而呈現出抗骨吸收和刺激骨形成的特征，這些途徑包括促進成骨細胞的活性，破骨基因的表達下調，通過作用于組織蛋白酶K抑制膠原的降解。

1.5枇杷

枇杷亦稱巴葉、蘆桔葉，常用于止咳潤肺、和胃降逆、生津止渴之功效。TAN等[24]發現從枇杷中提取的三萜類化合物通過抑制成骨反應顯著減少骨質密度，在卵巢切除鼠 ，抑制效果呈現提取物劑量依賴性，但并未觀察到對破骨細胞分化有任何細胞毒性作用。這位學者隨后又發表了一項研究關于枇杷葉的各種提取物對破骨細胞抑制作用的構效關系[25]，結果顯示在提取的17種三萜類化合物中，UA是表達抑制效果最強的成分，而齊墩果酸的活性有限，UA的抗破骨細胞基因效應可能與E環上的C-29和C-30甲基基團的不同位置相關，增加C-2羥基基團會大大提高齊墩果烷型三萜類化合物的抑制作用。

2　UA對骨形成的調節作用

成骨細胞作為骨形成的關鍵功能細胞，在骨形成的各過程里，如膠原分泌、合成及礦化等，都有著重要的意義。成骨細胞來源于骨髓基質干細胞，經過增殖、分化，進而成為前成骨細胞，最終再次增殖、分化成為成熟的成骨細胞。成骨細胞、前成骨細胞以及骨髓基質干細胞都是應答UA信號的效應細胞，LI學者[26]認為UA的骨合成效果是通過以下三個方面來實現的：(1)促進前成骨細胞的增殖(2)刺激成骨細胞和前成骨細胞的分化(3)抑制成骨細胞的凋亡。

LEE等[3]學者也研究UA在骨形成中的作用，并通過做體內體外實驗研究了骨形成機制，他們研究發現，UA可以通過激活促分裂原活化蛋白激酶、核因子NF-γB和活化蛋白-1來調控成骨細胞成骨特異性基因的表達；另外，他們通過鼠顱骨打孔實驗，證實了UA可以在動物體內促進成骨細胞活化增殖，進而達到促進骨形成的作用。

3　UA對骨吸收的調節作用

UA能夠抑制破骨前體細胞分化，同時能阻礙破骨細胞的骨吸收功能。骨保護素(osteoprotegerin,OPG)是腫瘤壞死因子受體(tumornecrosisfactorreptor,TNFR)家族成員之一。在小鼠體內加入重組OPG，既可以抑制生理性或病理性骨吸收，也可以誘導肝臟OPG過表達導致骨硬化[27]。OPG現今僅發現2種配體，分別是NF-γB和RANK。RANKL是TNF配體家族成員，是破骨細胞生成不可缺少的基因。OPG/RANKL/RANK通路是調控體內破骨細胞增殖、分化的重要通路，OPG可以抑制RANKL/RANK的相互作用，RANKL和OPG的比例決定著破骨細胞的活性和分化[28]。

JIANG學者進行了關于UA抑制破骨細胞的基因表達機制問題的研究[29]，結果表明，UA可以通過NF-γB通路和部分c-JunN端激酶信號，有效抑制破骨細胞基因和蛋白的表達；并且，在鼠顱骨實驗中，UA可以有效衰減鈦顆粒介導的鼠顱骨流失作用，作用效果呈劑量依賴性?？傊?，文章得出的結論是UA可以通過抑制破骨細胞的形成及功能來抑制鈦顆粒引起的骨溶解，并且該作用與NF-γB信號傳導通路、JNK信號傳導通路、RANKL/RANK信號通路相關。

YU等[30]研究了UA對糖尿病大鼠在骨方面的毒性作用，實驗結果證實了早期觀察的結論：UA衍生物能夠通過增強脂肪細胞功能障礙、加強新骨形成、抑制小鼠破骨細胞的吸收功能，來改善糖尿病引起的骨破壞。FU等[31]學者同樣做了糖尿病鼠的實驗，但是在相同的動物模型下，他們主要研究骨流失相關酶--色氨酸羥化酶1，研究人員同時合成了幾種UA衍生物，來觀察它們的抑制效果。

4　展望

UA來源廣泛，可從多種植物中提取合成，具有抗氧化、抗炎、抗病毒、抗腫瘤等等多種功效，并且在用藥方面也已有多年歷史，是不可多得的中藥提取物之一。UA在骨重塑機制方面的研究還不夠完善，尤其是在骨形成方面，將是未來研究的重點，這將有利于實現UA用于同時治療多種疾病的可能，也能促進UA在治療骨性疾病中的應用。

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Research progress of the effects of ursolic acid on bone remodeling.

WANG Yu-zhuo,CUI Cong-cong,BAO Xing-fu,et al.

(Department of Orthodontics Jilin Provincial Key Laboratory of Tooth Development and Bone Remodeling,Jilin University,School and Hospital of Stomatology,Jilin University,Changchun 130021,China)

Thedelicatebalancebetweenboneformationbyosteoblastsandboneresorptionbyosteoclastsplaysakeyroleinboneremodeling.Ursolicacid(UA)isakindofpentacyclictriterpenecompoundsextractedfromChineseherbalmedicine.Ithasseveralfunctionsofanti-inflammatory,anti-oxidation,anti-tumorandhasalreadygotpreliminaryprogressinthefieldofboneremodelingoverrecentyears.Itshowsthefunctionsofpromotingboneformationandinhibitingboneabsorption.Itwillbetheresearchfocustoidentifythemechanism,andthiswillbehelpfultotheanabolicactionsofUAforosteoporosistreatmentandboneremodeling.

ursolicacid;boneremodeling;osteoporosis;osteoblast;osteoclast

國家自然科學基金資助項目(81470764)；吉林省產業技術研究與開發項目2013C025-2

胡敏教授，E-mail:humin@jlu.edu.cn

1007-4287(2016)08-1402-03

R783.5

A

王玉琢(1991-),女,吉林磐石人,碩士在讀,主要從事正畸牙根吸收與修復方面的研究。

2016-03-26)