補腎中藥及方劑對骨質疏松OPG/RANK/RANKL系統作用的研究進展

李佳凌 高明利

【摘 要】 骨保護素（OPG）/核轉錄因子-κB受體活化因子（RANK）/核轉錄因子-κB受體活化因子配體（RANKL）系統是調節骨重建過程中破骨細胞功能的重要信號通路。OPG競爭性地抑制RANK與RANKL的結合，抑制破骨細胞功能，減少骨質吸收。許多補腎中藥及方劑通過影響該信號通路抑制破骨細胞功能，進而防治骨質疏松。通過補骨脂、骨碎補、蛇床子、淫羊藿等中藥以及獨活寄生湯、六味地黃丸、左歸丸等方劑對OPG/RANK/RANKL系統的調節作用進行綜述，旨在為骨質疏松的防治提供新思路。

【關鍵詞】 骨質疏松;OPG/RANK/RANKL信號通路;補腎中藥;綜述

中醫學中有腎主骨生髓理論，如《素問·上古天真論篇》曰：“女子七歲，腎氣盛，齒更發長……，三七，腎氣平均，故真牙生而長極，四七，筋骨堅，發長極，身體盛壯……。”“丈夫八歲，腎氣實，發長齒更……，二八，腎氣盛……，三八，腎氣平均，筋骨勁強，真牙生而長極，四八，筋骨隆盛，肌肉滿壯……?！薄端貑枴っ}要精微論篇》曰：“骨者，髓之府。”“髓者，骨之充也?！薄端貑枴ゐ粽撈吩唬骸澳I主身之骨髓……腎氣熱，則腰脊不舉，骨枯而髓減，發為骨痿……，腎者，水臟也，今水不勝火，則骨枯而髓虛，故足不能任身、發為骨痿?！庇纱丝芍?，腎精充盛對于骨骼生長、發育、強勁具有重要作用。因此，臨床上予骨質疏松癥（osteoporosis，OP）患者補腎中藥及方劑治療。從微觀角度解釋補腎中藥及方劑對OP的治療作用與機制，進而指導臨床用藥顯得尤為重要。筆者通過查閱文獻發現，補腎中藥及方劑主要通過影響骨保護素（OPG）/核轉錄因子-κB受體活化因子（RANK）/核轉錄因子-κB受體活化因子配體（RANKL）信號通路影響骨代謝。本文以中藥補骨脂、骨碎補、蛇床子、淫羊藿以及方劑獨活寄生湯、六味地黃丸、左歸丸為代表，從OPG/RANK/RANKL信號通路及骨代謝角度總結補腎中藥及方劑對OP的治療作用。

1 OP概述

OP是由于骨量減少、骨骼微細結構破壞所致骨骼脆弱，易于骨折的骨骼系統疾病?？煞譃樵l性OP、繼發性OP和特發性OP，典型表現為疼痛、身長縮短、駝背、脆性骨折。

隨著人口老齡化的加劇，OP已成為常見病、多發病，其發病率上升為繼心血管疾病、糖尿病之后的慢性疾病第3位[1]。OP基金會研究顯示，我國OP總患病率為6.6%～19.3%，平均13%[2]。OP患者再發骨折風險較高，若患者椎體骨折后，將有5倍風險再次發生椎體骨折，髖部骨折后將有2.5倍風險再次發生髖部骨折，2～3倍風險發生其他部位骨折[3-4]。OP患者需面臨疼痛等生理痛苦，還要面對生活不便所致心理壓力。

骨組織代謝活躍處于不斷的重建中，成骨細胞（OB）骨形成與破骨細胞（OC）骨吸收的動態變化是骨代謝平衡的必要條件。骨重建可劃分為3個階段：①骨吸收，破骨前體細胞的分化，OC激活;②新骨形成，OC凋亡，OB在骨陷窩內聚集、分化;③修復骨吸收，類骨質形成、礦化。骨吸收通常僅需幾周時間，骨形成則需幾個月。預防OP，減少骨量丟失的關鍵是抑制OC的作用，OPG/RANK/RANKL系統是調節OC功能極其重要的通路[5]。

2 OPG/RANK/RANKL信號系統

2.1 OPG OPG于1997年SIMONET等[6]測定小鼠腸cDNA序列時被發現，因具有保護骨的效應而命名。OPG是由間充質細胞衍生的細胞如OB和骨髓間充質干細胞分泌，以單體和二聚體兩種形式存在的一種可溶性糖蛋白。與RANK和RANKL不同，OPG不具有跨膜和胞質內的結構域。白細胞介素-1（IL-1）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、轉化生長因子-β（TGF-β）可以促進OPG的表達;甲狀旁腺激素（PTH）、前列腺素E2（PGE2）、1，25二羥基維生素D3[1，25（OH）2D3]等刺激骨吸收的因子可以降低OPG的表達[7]。在骨組織中，OPG作為一種餌受體，通過高親和力競爭性地與RANKL結合，阻斷RANKL與OC表面的RANK相互作用，有效地抑制OC，從而減少骨吸收。

2.2 RANK RANK于1997年ANDERSON等[8]直接測定人骨髓衍生樹突狀細胞cDNA時被發現。RANK是Ⅰ型三聚化跨膜蛋白，其胞外具有4個富半胱氨酸的假重復區[9]。RANK高度表達于破骨前體細胞、樹突狀細胞、成熟OC等多種細胞表面。OC表面的RANKL與RANK特異性結合，在巨噬細胞集落刺激因子（M-CSF）的參與下，啟動細胞內信號傳導，促進OC增殖、分化與成熟。

2.3 RANKL RANKL是由OB及其前體、T細胞、B細胞和巨核細胞產生，一種Ⅱ型同源三聚體跨膜蛋白，RANK的配體[10]。M-CSF和RANKL是OC分化和成熟的必要因素，M-CSF增加破骨前體細胞池，而RANKL與破骨前體細胞和成熟OC表面表達的RANK受體相結合，促進OC的分化、活化并抑制其凋亡[11]。

3 單藥對OPG/RANK/RANKL系統的作用

3.1 補骨脂（Psoralea corylifolia Linn.） 補骨脂，別名破故紙，辛、苦，溫，歸腎、脾經，具有補腎壯陽、納氣、止瀉之功效。

田丹等[12]發現，各濃度補骨脂水提液既能上調OPG的表達，又能下調RANKL的表達，進而上調OPG/RANKL mRNA比值，抑制OC的分化與成熟，抑制骨吸收作用。王建華等[13]發現，補骨脂素（PSO）通過上調OPG表達，下調RANKL表達，增加OPG/RANKL比值來抑制OC的分化、成熟，進而抑制骨吸收，但PSO對OC抑制作用不及雌激素明顯。武密山等[14]發現，低濃度PSO對骨更新作用不明顯，而中、高濃度PSO能通過調節OPG、RANKL mRNA表達及OPG/RANKL比例，促進OB的生成功能，增強骨更新。

PSO既具有雌激素作用又避免其不良反應，是一種植物雌激素。補骨脂主要作用于OPG/RANKL/RANK信號通路，上調OPG mRNA表達，下調RANKL mRNA，上調OPG/RANKL mRNA比值，抑制骨吸收。

3.2 骨碎補（Davallia mariesii Moore ex Bak.） 骨碎補，別名申姜，苦，溫，歸腎、肝經，具有補腎強骨、續傷止痛之功效。

趙曉燕等[15]發現，雌激素受體通路是骨碎補促進OPG基因表達，增加OPG/RANKL比值的通路之一，骨碎補通過雌激素通路對OB起作用。廖悅華等[16]研究骨碎補作用于去睪丸OP大鼠，發現骨碎補可提高大鼠股骨的骨密度和骨小梁數目，顯著促進OPG的表達。劉康等[17]發現，不同劑量骨碎補總黃酮均影響OPG/RANKL/RANK軸系統，與劑量呈正相關，通過調控OPG/RANKL/RANK軸使OPG表達增加、RANK和RANKL表達下降來實現的。吳連國等[18]發現，骨碎補總黃酮能提高OP大鼠骨礦含量、降低血清RANKL水平，但不能提高血清雌二醇水平。

推測骨碎補治療骨質疏松機制：①上調OPG/RANKL比值，阻礙OC的分化、成熟，減少骨吸收;②骨是雌激素的重要靶器官之一，骨碎補通過雌激素通路，促進OB的增殖，增加成骨作用。

3.3 蛇床子[Cnidium monnieri（L.）Cuss.] 蛇床子，別名野茴香，辛、苦，溫;有小毒，歸腎經，具有溫腎壯陽、燥濕、祛風、殺蟲之功效。

趙永見等[19]發現，低、中劑量蛇床子素能提高OPG基因敲除小鼠的骨小梁體積分數，增加其數目和厚度，降低分離度，改善骨結構;同時發現蛇床子素能促進骨形成，抑制骨吸收，增加骨量，從而起到抗骨質疏松的作用。王艷等[20]發現，蛇床子素可顯著上調OPG mRNA表達水平，不影響RANKL mRNA表達，從而增加OPG/RANKL比值，抑制OC骨吸收作用。袁濤[21]研究發現，適當濃度的蛇床子素骨靶向新型化合物（NSC-OST）可以促進OB的增殖及OPG的表達，抑制RANKL的分泌，減少OC的數量，降低骨吸收陷窩面積[22]。

明磊國等[23]研究結果表明，蛇床子素通過抑制OC成熟、分化過程中關鍵蛋白JNK1/2的磷酸化水平，影響OC中OPG/RANK/RANKL系統信號傳導，進而抑制OC的分化與骨吸收。

3.4 淫羊藿（Epimedium brevicornu Maxim.） 淫羊藿，別名仙靈脾，性辛、甘，溫，歸肝、腎經，具有補腎陽、強筋骨、祛風濕之功效。

李偉娟等[24]發現，淫羊藿苷對OC的MMP-9、CK等基因表達有抑制作用，對OC的雌激素受體α（ERα）mRNA表達有促進作用，降低OC的RANK mRNA表達;雌激素受體阻斷劑阻斷ERα后，對雌激素降低RANK基因表達和淫羊藿苷降低RANK基因表達作用進行抑制。李晶等[25]研究表明，淫羊藿總黃酮（TFE）既可通過促進BMP-2 mRNA的表達促進OB分化和增殖，也可通過增強OPG mRNA的表達，促進OPG mRNA與OPG配體（OPGL）結合，阻止RANKL活化，從而抑制OC分化和成熟。孫林軍[26]發現，淫羊藿苷對OB的OPG mRNA蛋白表達呈上調作用，且明顯上調OPG/RANKL比值;淫羊藿苷對OPG和OPG/RANKL的調節作用與雌激素受體相關。

4 補腎方劑對OPG/RANK/RANKL系統的作用

4.1 獨活寄生湯 藥物組成：獨活9 g、桑寄生6 g、杜仲6 g、牛膝6 g、細辛6 g、秦艽6 g、茯苓6 g、肉桂心6 g、防風6 g、川芎6 g、人參6 g、甘草6 g、當歸6 g、芍藥6 g、干地黃6 g。功效：祛風濕，止痹痛，補肝腎，益氣血。

楊曉嬌[27]實驗結果顯示，獨活寄生湯可以促進CIA模型大鼠踝關節組織中OPG的表達，抑制RANKL表達，降低OPG/RANKL比值，從而抑制OC的功能，達到緩解骨破壞的目的。萬春飛等[28]發現，獨活寄生湯含藥血清可促進OB生長，上調OB的OPG表達，減少RANKL表達，阻斷骨吸收信號的傳遞，抑制OC分化與激活，阻礙成熟OC骨吸收活性，誘導OC凋亡，防治OP。

4.2 六味地黃丸 藥物組成：熟地黃24 g、山萸肉12 g、干山藥12 g、澤瀉9 g、牡丹皮9 g、茯苓9 g。功效：滋補肝腎。

劉偉偉[29]通過實驗發現，六味地黃丸可以增加IL-1β、TNF-α干預后人牙周膜成纖維細胞（PDLFs）OPG的表達，減少RANKL的表達，改變RANKL/OPG比值，抑制骨吸收同時促進骨形成，實現“補腎固齒”。李曉峰等[30]研究發現，六味地黃丸可以上調OPG表達，抑制OC增殖、分化和成熟;調節全身免疫狀態，干擾T、B淋巴細胞免疫，下調免疫細胞表達的RANKL，抑制OC增殖、分化和成熟。

4.3 左歸丸 藥物組成：熟地黃240 g、山藥120 g、枸杞子120 g、山茱萸120 g、牛膝90 g、鹿角膠120 g、龜板膠120 g、菟絲子120 g。功效：滋陰補腎，益精養血。

吳佳瑩[31]研究發現，左歸丸直接上調OPG表達，下調RANKL表達;提高鐵調素水平，改善鐵過載，調節下游OPG/RANKL系統，降低OC活性，減少骨量丟失。劉梅潔等[32]利用免疫細胞化學染色技術發現，雙側卵巢切除手術（OVX）血清組OB的RANKL蛋白表達明顯增加，左歸丸血清組OB的RANKL蛋白表達與OVX血清組相比明顯下降，左歸丸含藥血清通過抑制OB表達RANKL，抑制OC的活性，進而治療OP。

5 小 結

《素問·六節藏象論篇》曰：“腎主骨，生髓?！薄澳I者，主蟄，封藏之本，精之處也。其華在發，其充在骨?！薄夺t經精義》曰：“腎藏精，精生髓，髓生骨，故骨者腎之所合也;髓者，腎精所生，精足則髓足，髓在骨內，髓足則骨強?！蹦I精化生骨髓，髓藏于骨腔之內，滋養骨骼，腎精足則筋骨強健有力;反之，腎精不足，骨髓生化無源，骨骼失養，可出現骨痿，骨骼發育遲緩，骨軟無力，骨質脆弱，易于骨折等。

OP是發病機制復雜、臨床難治愈的全身性骨代謝疾病。補腎中藥及方劑防治OP已取得良好的臨床療效，具有多途徑、多靶點、不良反應小的優勢[33]。OPG/RANK/RANKL系統是骨代謝過程中的一個重要途徑，許多補腎中藥及方劑調控信號通路靶基因轉錄、表達來防治OP。筆者通過查閱文獻發現，OPG、RANKL是重要的OC分化調節信號因子。RANKL是惟一能直接刺激OC發育和激活OC的細胞因子，它與OC表面受體RANK結合，促進OC形成、分化、成熟，并抑制OC凋亡，延長其存活。補腎中藥及方劑主要通過促進OPG mRNA表達，抑制RANKL mRNA表達，整體上調OPG/RANKL mRNA比值，抑制OC分化與成熟，減少骨吸收，防止骨量減少。利用OPG/RANK/RANKL系統作用機制研制相關藥物治療OP效果顯著;但OPG/RANK/RANKL系統參與免疫系統調節，長期使用該類藥物的療效和安全性尚需要進一步的觀察[5]。

6 參考文獻

[1] 白璧輝，謝興文，李鼎鵬，等.我國近5年來骨質疏松癥流行病學研究現狀[J].中國骨質疏松雜志，2018，24（2）：253-258.

[2] 李沖，呂偉華，王亭亭，等.1088例醫務人員骨質疏松的流行病學研究[J].中國骨質疏松雜志，2015，21（10）：1217-1220.

[3] ABRAHAMSEN B，VAN STAA T，ARIELY R，et al.Excess mortality following hip fracture：a systematic epidemiological review[J].Osteoporos Int，2009，20（10）：1633-1650.

[4] COL?N-EMERIC C，KUCHIBHATLA M，PIEPER C，et al.The contribution of hip fracture to risk of subsequent fractures：data from two longitudinal studies[J].Osteoporos Int，2003，14 （11）：879-883.

[5] 李子怡，李玉坤.OPG/RANK/RANKL信號通路在骨質疏松癥中的研究進展和應用[J].中華老年骨科與康復電子雜志，2017，3（2）：124-128.

[6] SIMONET WS，LACEY DL，DUNSTAN CR，et al.Osteoprotegerin：a novel secreted protein involved in the regulation of bone density[J].Cell，1997，89（2）：309-319.

[7] OBRIEN EA，WILLIAMS JH，MARSHALL MJ.Osteoprotegerin is produced when prostaglandin synthesis is inhibited causing osteoclasts to detach from the surface of mouse parietal bone and attach to the endocranial membrane[J].Bone，2001，28（2）：208-214.

[8] ANDERSON DM，MARASKOVSKY E，BILLINGSLEY WL，et al.A homologue of the TNF receptor and its ligand enhance T-cell growth and dendritic-cell function[J].Nature，1997，390（6656）：175-179.

[9] 李雪，周延民，馬珊珊，等.RANK-RANKL-OPG信號通路在骨重建中的分子作用機制[J].口腔醫學研究，2016，32（6）：659-662.

[10] 王琰，劉超，宋仁綱，等.RANK/RANKL/OPG信號通路的研究進展[J].醫學綜述，2013，19（7）：1166-1168.

[11] SCHOPPET M，PREISSNER KT，HOFBAUER LC.RANK ligand and osteoprotegerin：paracrine regulators of bone metabolism and vascular function[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol，2002，22（4）：549-553.

[12] 田丹，劉鐘杰，趙曉燕，等.補骨脂水提液對成骨細胞OPG-RANKL mRNA表達的影響[J].中國獸醫雜志，2011，47（12）：12-16.

[13] 王建華，郭敏，鄭麗，等.補骨脂素干預大鼠成骨細胞骨保護素/核因子κB受體激活因子配體mRNA的表達[J].中國組織工程研究與臨床康復，2010，14（37）：6927-6930.

[14] 武密山，趙素芝，任立中，等.補骨脂素對成骨細胞核因子-κB受體激活配體和骨保護素表達的影響[J].中國老年學雜志，2012，32（1）：66-69.

[15] 趙曉燕，劉鐘杰，李彩虹，等.骨碎補水提液對大鼠成骨細胞OPG mRNA表達的影響[J].中國獸醫雜志，2012，48（6）：10-12.

[16] 廖悅華，梁瓊，王卓，等.中藥骨碎補對去睪丸骨質疏松癥動物模型的影響[J].中國骨質疏松雜志，2007，13（4）：277-280.

[17] 劉康，吳風晴，吳連國，等.骨碎補總黃酮對骨質疏松模型大鼠OPG/RANKL/RANK軸系統的影響[J].中國現代應用藥學，2015，32（6）：652-656.

[18] 吳連國，倪力剛，劉康，等.骨碎補總黃酮對去卵巢模型大鼠RANKL、E2及骨礦含量影響的實驗研究[J].中華中醫藥學刊，2013，31（12）：2628-2630.

[19] 趙永見，唐德志，程少丹，等.不同劑量蛇床子素對OPG基因敲除小鼠和去卵巢骨質疏松大鼠作用療效的比較研究[J].中國骨質疏松雜志，2015，21（2）：147-151.

[20] 王艷，潘永梅.蛇床子素對新生大鼠顱骨成骨細胞中OPG、RANKL mRNA表達的影響[J].山西中醫學院學報，2008，9（3）：12-14.

[21] 袁濤.蛇床子素骨靶向藥物的合成及體外調節OPG/RANKL系統抗骨質疏松的實驗研究[D].南京：南京中醫藥大學，2012.

[22] 張巧艷，秦路平，田野蘋，等.蛇床子素對新生大鼠顱蓋骨成骨細胞功能的調節作用[J].中國藥理學通報，2003，19（4）：384-387.

[23] 明磊國，王鳴剛，陳克明，等.蛇床子素對體外培養破骨細胞骨吸收及細胞凋亡的影響[J].藥學學報，2012，47（2）：174-179.

[24] 李偉娟，謝保平，石麗穎，等.從ERα/RANK通路探討淫羊藿苷抑制破骨細胞分化作用[J].中國實驗方劑學雜志，2017，23（7）：121-126.

[25] 李晶，宋敏，羅曉，等.淫羊藿總黃酮對去勢大鼠骨組織BMP-2和OPGmRNA表達的影響[J].中華中醫藥雜志，2015，30（7）：2529-2531.

[26] 孫林軍.淫羊藿苷促成骨細胞增殖分化及對OPG/RANKL信號通路的影響[D].衡陽：南華大學，2015.

[27] 楊曉嬌.獨活寄生湯方對CIA模型大鼠RANKL-RANK系統影響的實驗研究[D].沈陽：遼寧中醫藥大學，2013.

[28] 萬春飛，詹秀琴，孫玉明.獨活寄生湯含藥血清對成骨細胞OPG/RANKL mRNA表達的影響[J].遼寧中醫雜志，2013，40（4）：806-809.

[29] 劉偉偉.六味地黃丸對IL-1β、TNF-α干預下人牙周膜成纖維細胞增殖及OPG/RANKL表達的影響[D].鄭州：鄭州大學，2014.

[30] 李曉峰，郭麗云，張孝華，等.六味地黃丸對糖尿病伴牙周炎大鼠牙周組織中OPG與RANKL的影響[J].世界中西醫結合雜志，2014，9（4）：354-356.

[31] 吳佳瑩.基于Hepcidin-OPG/RANKL探討左歸丸治療去卵巢所致大鼠骨質疏松癥的作用機理[D].北京：中國中醫科學院，2017.

[32] 劉梅潔，鞠大宏，趙宏艷，等.“腎主骨”的機理研究——左歸丸含藥血清對破骨細胞分化調控因子OPG、RANKL蛋白表達的影響[J].中國中醫基礎醫學雜志，2009，15（3）：184-187，196.

[33] 肖亞平，曾杰，焦琳娜，等.補腎中藥對骨質疏松癥的治療及其信號通路調節作用的研究進展[J].中國中藥雜志，2018，43（1）：21-30.

收稿日期：2018-10-16;修回日期：2018-11-15