補腎陽與補腎陰中藥抗骨質疏松作用的研究進展

夏天爽，薛黎明，張巧艷,3，辛海量，李睿旻，秦路平,3

(1.海軍軍醫大學藥學院，上海200433；2.上海市疾病預防中心，上海 200336；3.浙江中醫藥大學藥學院，浙江 杭州 310053)

骨質疏松癥是一種以骨量減少、骨微結構破壞、骨脆性增加，從而導致高骨折率的全身代謝性骨病[1]，在老年人群和絕經后婦女中較為多見。目前，我國骨質疏松癥患者數量龐大，社會和家庭負擔極重，抗骨質疏松藥物的研發已成為醫藥界的熱門領域之一。中醫認為“腎主骨”，《醫精經義》記載：“腎藏精，精生髓，髓生骨，故骨者腎之所主也；髓者，腎精所生，精足則髓足，髓足者則骨強”；《素問·陰陽應象大論》同樣提出“腎主骨髓，在體為骨”。以上理論均揭示了骨質疏松癥的病因與腎氣衰、腎精虛少、骨髓化源不足有著密不可分的關系。現代藥理學實驗進一步證實，補腎中藥在骨代謝調控、骨丟失防治等方面具有良好效果，又因其具有毒副作用小的特點，被國內外學者廣泛接納。補腎中藥依據其作用效果可分為補腎陽中藥和補腎陰中藥。本文基于腎虛與骨萎的關系，重點對補腎陽中藥和補腎陰中藥治療骨質疏松癥的作用及相關機制進行總結，以期為補腎中藥抗骨質疏松的發展提供借鑒。

1 腎虛與骨萎

1.1 腎精虧虛與骨質疏松癥

根據傳統中醫理論，骨質疏松癥的發生多源于腎精虧損。臨床流行病學研究顯示，患有骨質疏松癥的患者多伴有腰膝酸軟、視物模糊、眼睛干澀、易脫發、易怒、畏冷、頭暈、耳鳴、氣短等癥，而這些癥狀在中醫理論中均是由于腎精虧損、腎氣不足所致[2]。有學者借助廣義線性模型研究中醫病證對骨質疏松診斷的影響，結果顯示，中醫常說的這些癥狀能夠較為準確地預測和診斷骨質疏松癥[3]。此外，學者還將中醫病證與西醫診斷指標相結合，結果顯示，此法可明顯提高骨質疏松癥預測及診斷的準確性，降低發病的風險。

大量現代藥理學研究同樣證實腎精虧虛是誘發骨質疏松癥的高風險因素。腎性骨營養不良癥是由慢性腎功能衰竭導致的骨代謝病，其多發生在患有慢性腎臟疾病及末期腎臟疾病的患者，表現為鈣磷代謝障礙、甲狀旁腺功能亢進，進而導致骨量減少，誘發骨質疏松。在腎切除術動物模型研究中，5/6腎切除大鼠骨密度明顯降低，堿性磷酸酶(ALP)及抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)等骨代謝標志物水平發生異常變化，骨丟失嚴重[4]。在皮質酮注射致腎虛大鼠模型中，下丘腦-垂體-腎上腺軸功能減退可導致骨密度下降，誘發骨質疏松[5]。此外，臨床上患有絕經后骨質疏松癥的女性多伴有腎陰虛的癥狀，這同樣符合腎精虧虛致骨質疏松的理論。以上研究結果均表明骨質疏松癥的發生與腎精虧虛有著密不可分的關系。

1.2 “腎陰陽”與骨穩態

骨質疏松發生的根本機制在于機體骨重建的失衡，即破骨細胞去除舊骨(骨吸收)和成骨細胞形成新骨(骨形成)的失衡。骨重建過程受到多方面因素的影響，其分子機制主要涉及信號通路、遺傳基因及激素水平，而在激素水平上，雌激素缺乏是公認的導致絕經后骨質疏松癥的主要原因。雌激素可減少破骨細胞數量，抑制破骨細胞活性，誘導破骨細胞凋亡，進而降低骨轉換，增加骨量。許多補腎陽中藥的活性成分(尤其是黃酮類)多具有雌激素樣作用，可作用于破骨細胞，抑制骨吸收。在骨代謝關鍵信號通路的研究中，成骨細胞上的BMP/Smads及Wnt/β-catenin通路主要影響骨形成[6]，而破骨細胞上的OPG/RANKL/RANK通路則主要影響骨吸收[7]。由此看來，成骨細胞與破骨細胞信號通路上的調控因子具有較強的專屬性，且根據“陰成形，陽化氣”理論，推測骨穩態中骨形成與骨吸收具有陰陽屬性。趙東峰等[8]同樣提出成骨細胞和破骨細胞在骨穩態中存在典型的陰陽關系，成骨細胞及其主導的骨生成屬于“陰”，破骨細胞及其主導的骨吸收屬于“陽”，二者動態平衡發揮維持骨穩態的作用。此外，他還將成骨細胞與破骨細胞通路中的調節因子進一步劃分陰陽，意在闡明骨代謝中多形式、多功能的陰陽調節機制。

腎虛同樣分陰陽。腎陽虛的癥狀為腰膝酸軟、四肢發冷、畏寒，甚至還有水腫，為“寒”的癥狀；腎陰虛的癥狀為“熱”，主要有燥熱、盜汗、虛汗、頭暈、耳鳴等癥狀。現代藥理研究發現，長期注射地塞米松會導致下丘腦-垂體-靶腺軸功能亢進，促腎上腺皮質激素釋放激素(CRH)、促腎上腺皮質激素(ACTH)、促甲狀腺激素(TSH)含量增加，環磷酸腺苷(cAMP)與環磷酸鳥苷(cGMP)的比值升高，符合腎陰虛的指標水平[9]。而大鼠去卵巢兼注射氫化可的松可導致腎陽虛，表現為下丘腦-垂體-腎上腺軸功能紊亂，ACTH含量、腎上腺系數下降，cAMP/cGMP水平降低[10]。這兩種模型的建立均可導致骨密度降低，誘發骨質疏松癥。針對不同的腎虛型骨質疏松癥，分別采用補腎陽中藥和補腎陰中藥加以治療，符合中醫“辨證論治”理論，且在現代藥理實驗中獲得廣泛認可。

2 補腎陽中藥對骨代謝的調節作用及相關機制

補腎陽中藥在促進骨形成與抑制骨吸收、改善骨髓間充質干細胞骨向與脂向分化平衡失調、促進性激素和細胞因子分泌、對抗細胞氧化應激與調節鈣磷代謝等方面發揮積極作用。其中，以抑制破骨細胞活性、減緩骨吸收為主。代表藥物主要有淫羊藿、巴戟天、肉蓯蓉、蛇床子等。

2.1 淫羊藿

淫羊藿是小檗科植物淫羊藿EpimediumbrevicornumMaxim.，箭葉淫羊藿Epimediumsagittatum(Sieb.et Zucc.)Maxim.，柔毛淫羊藿EpimediumpubescensMaxim.或朝鮮淫羊藿EpimediumkoreanumNakai的干燥地上部分，性味辛、甘、溫，歸肝腎經，具有補腎陽、強筋骨、祛風除濕的功效。總黃酮類(如淫羊藿苷)是其抗骨質疏松的主要活性成分。

研究表明，淫羊藿對抗骨丟失多與其雌激素樣作用有關。雌激素缺失可抑制破骨細胞凋亡，促使破骨前體細胞向成熟破骨細胞分化，導致骨吸收增加[11]。淫羊藿苷是淫羊藿中主要活性成分之一，可激活雌激素受體(ER)介導的細胞外調節蛋白激酶ERK和JNK 信號，促進成骨細胞的增殖、分化，并提高其骨礦化水平[12]。淫羊藿苷還可選擇性調節下丘腦不同核團ERβ的mRNA表達，促進雌激素的合成。此外，雌激素缺失還可導致骨保護素(OPG)水平下降，核因子κB受體活化因子配體(RANKL)水平升高，致使骨吸收大于骨形成。淫羊藿總黃酮可有效抑制糖皮質激素對OPG/RANKL/RANK系統的影響，阻止由于RANKL/OPG過表達所導致的破骨細胞過度活化，有效抑制骨吸收[13]。

淫羊藿不僅能夠發揮雌激素樣作用，抑制破骨細胞的骨吸收功能，它對成骨細胞的骨形成同樣具有一定的促進作用。一方面，淫羊藿苷可通過ER激活BMP/Smad信號通路，促進成骨分化相關因子，如堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)、胰島素樣生長因子(IGF-1)和核心結合蛋白因子2(Runx-2)mRNA的表達。另一方面，淫羊藿總黃酮類成分可通過Wnt/β-catenin途徑調控骨髓間充質干細胞的成骨分化功能，上調轉化生長因子β1(TGF-β1)以及骨形成蛋白BMP-2、BMP-7的表達，促進成骨細胞的骨形成[14]。

2.2 巴戟天

巴戟天為茜草科植物巴戟天MorindaofficinalisHow的干燥根，性辛、甘，微溫，歸腎、肝經，具有補腎助陽、祛風除濕的功效。巴戟天的主要活性成分有巴戟天多糖類、蒽醌類及環烯醚萜苷類。

巴戟天抑制骨吸收的作用機制主要與調控OPG/RANKL/RANK系統有關。研究表明，巴戟天能夠促進骨髓間充質干細胞分泌OPG，抑制RANKL，從而改善骨質疏松癥患者OPG/RANKL比例失衡狀況，降低破骨細胞的數量和活性，達到防治骨丟失的作用[15]。植物雌激素可以緩解絕經后骨質疏松癥。多項藥理實驗表明，巴戟天及其主要成分水晶蘭苷、多糖類成分可顯著改善去卵巢動物的骨丟失，抑制RANKL及白介素(IL)-1、IL-6水平，降低骨吸收標志物TRAP及腎虛標志物ACTH、皮質酮(CORT)的表達[16-17]，展現較強的植物雌激素樣作用。

在促進成骨細胞骨形成方面，巴戟天同樣展現較強的活性。其中，巴戟天多糖可作用于Wnt/β-catenin通路，下調DKK-1蛋白水平；巴戟天水提物與巴戟天多糖均可顯著促進成骨細胞TGF-β1和核心結合因子α1(Cbfα1)mRNA的表達；巴戟天蒽醌類成分可促進成骨細胞增殖、增強ALP及骨鈣素(BGP)活性。此外，巴戟天及其主要成分還可通過調控NF-κB/MAPK及BMP-2/Runx-2/Osterix通路達到促進骨形成的作用[18]。

2.3 肉蓯蓉

肉蓯蓉屬列當科植物肉蓯蓉CistanchedeserticolaY.C.Ma或管花肉蓯蓉Cistanchetubulosa(Schenk) Wight干燥帶鱗葉的肉質莖，性溫，味甘、咸，歸腎、大腸經，具補腎陽、益精血之功效。其主要活性成分為苯乙醇苷類，如肉蓯蓉苷、毛蕊花糖苷和松果菊苷等。

研究發現，肉蓯蓉發揮補腎壯陽功效的有效成分主要為兩種苯乙醇苷類，毛蕊花糖苷和松果菊苷，它們具有激活腎上腺、釋放皮質激素的作用。這兩種成分作用于Hela細胞后，可上調含雌激素反應元件的熒光素酶活性，展現出植物雌激素作用[19]。骨微環境中的多種細胞因子在骨代謝調控方面同樣起到了不可忽視的作用。IL-1、IL-6和TNF-α為促進骨吸收的炎性細胞因子，可直接或間接作用于破骨前體細胞，誘導其分化為成熟破骨細胞。肉蓯蓉可顯著降低IL-1β的陽性表達，阻止破骨單核前體細胞的相互融合，進而抑制其向破骨細胞分化，減緩骨吸收[20]。肉蓯蓉同樣可顯著降低TNF-α水平。TNF-α一方面可直接誘導破骨細胞分化并刺激其活性，另一方面可通過干擾OPG/RANKL/RANK信號系統，以旁分泌形式促進破骨細胞活化，刺激骨吸收[21]。肉蓯蓉通過調控TNF-α抑制破骨前體細胞向破骨細胞的分化，并間接上調OPG/RANKL的比值，減緩骨吸收程度[20]。

肉蓯蓉作用于成骨細胞的相關報道同樣集中于苯乙醇苷類活性成分。肉蓯蓉苯乙醇苷類可作用于BMP/Smads信號通路，促進成骨細胞BMP-2的表達；并上調成骨分化相關因子( bFGF，IGF-1，OSX，Runx-2)mRNA的表達，從而促進骨髓間充質干細胞向成骨細胞的分化，抑制其向其他細胞分化。此外，肉蓯蓉還具有抗氧化作用，可通過清除活性氧自由基緩解骨基質的降解，進而減少骨丟失[22]。

2.4 蛇床子

中藥蛇床子是傘形科植物蛇床Cnidiummonnieri(L.) Cuss.的干燥成熟果實，性辛、苦、溫，歸腎經，有溫腎壯陽、殺蟲止癢的功效。蛇床子的主要活性成分為香豆素類，其中蛇床子素含量最高，在治療骨質疏松方面具有較大潛力。

在影響破骨細胞水平方面，蛇床子總香豆素可抑制破骨前體細胞向破骨細胞分化，從而抑制成熟破骨細胞的骨吸收。在分子水平上，蛇床子素可調控RANK+RANKL/TRAP6/ Mkk/ JNK途徑，通過抑制RANKL、TRAP等相關蛋白的表達以及c-Jun氨基末端激酶(JNK)1/2磷酸化水平，刺激破骨細胞凋亡，抑制骨吸收[23]。另有學者用蛇床子素對5/6腎切除小鼠模型給藥2個月并觀察相關指標，發現使用蛇床子素治療后，腎切除小鼠的破骨細胞數量明顯減少，骨吸收相關蛋白表達TRAP和MMP-9水平降低[24]。此結果證明蛇床子素能夠抑制破骨細胞形成，部分逆轉5/6腎切除小鼠的骨量丟失，與中醫“腎主骨”理論相得益彰。

在促進骨形成方面，蛇床子素能夠顯著提高成骨分化相關因子Runx-2、bFGF、IGF-I及Osterix基因的表達，并促進OPG的分泌和鈣鹽沉積，從而增強細胞成骨性活動[25]。說明蛇床子素能夠通過影響BMP-2/Runx-2/Osterix信號通路增強成骨細胞骨形成。此外，含有蛇床子的中藥小復方骨疏丹可促進成骨樣細胞UMR106的增殖、分化及骨礦化水平，增強去卵巢大鼠的骨密度[26]，也可從側面說明蛇床子可在一定程度上促進成骨細胞骨形成。

2.5 其他補腎陽中藥

大量研究表明，另有多種補腎陽中藥具有調節骨代謝的作用，其作用機制多與抑制破骨細胞骨吸收相關。續斷具有甘溫助陽之功效，一方面能夠影響OPG/RANKL/RANK系統，上調OPG/RANKL的比值；另一方面可通過激活p38和ERK1/2信號通路，防治骨丟失[27]。補骨脂屬補腎壯陽之要藥，其主要活性成分補骨脂酚、補骨脂素、新補骨脂異黃酮等，可有效降低TNF-α 、IL-1和IL-6的分泌[28]，從而達到抑制破骨細胞活性、減緩骨吸收的功效。仙茅性辛、熱，可治療腎陽不足、陽痿精冷等癥。仙茅可通過調節促腎上腺皮質激素和皮質酮水平，改善下丘腦-腎上腺軸的功能，間接促進鈣和磷的吸收；且促進OPG分泌，上調OPG/RANKL比值，抑制骨吸收。此外，仙茅苷能夠顯著促進成骨細胞的相關活性，此過程與雌激素信號通路明顯相關，且主要作用于雌激素受體α亞型[29]。組織蛋白酶K(CK)是破骨細胞中表達量最高、溶骨活性最強的一種半胱氨酸蛋白酶，是骨吸收過程中的一個關鍵酶。“補腎強骨要藥”骨碎補可有效抑制CK的活性，阻止有機成分在骨基質中的降解，防止骨質的再吸收[30]。

3 補腎陰中藥對骨代謝的調節作用及相關機制

補腎陰中藥可雙向調節骨形成與骨吸收，其中以促進成骨細胞骨形成來改善骨代謝失衡為主。該過程主要通過刺激維生素D和間斷性甲狀旁腺激素分泌，提高骨髓間充質干細胞向成骨細胞轉化的速率來完成。在分子水平方面，補腎陰中藥多通過調控Wnt/β-catenin信號通路促進骨形成。補腎陰中藥的代表藥物有熟地黃、女貞子、何首烏等。

3.1 熟地黃

熟地黃為玄參科植物地黃RehmanniaglutinosaLibosch.干燥塊根的炮制加工品，性微溫，味甘，歸肝、腎經，有補血滋陰，益精填髓的功效。其主要活性成分為環烯醚萜苷類和苯乙醇苷類，其中，梓醇、毛蕊花糖苷為熟地黃中含量較高、活性較好的單體化合物。

研究表明，熟地黃可通過多種途徑促進成骨細胞骨形成。張乃丹[31]研究了熟地黃環烯醚萜苷和苯乙醇苷類成分調節成骨細胞功能的機制，發現環烯醚萜苷類成分梓醇和苯乙醇苷類成分毛蕊花糖苷可調節BMP和IGF/IGF-1R信號通路，促進β-連環蛋白(β-catenin)的積累，從而加速成骨細胞的增殖和分化。熟地黃還可作用于BMP/Smad通路，上調Runx-2及Osteriex蛋白的表達，促進成骨細胞增殖。糖原合成酶激酶-3β(GSK3β)是Wnt/β-catenin通路上的關鍵調節蛋白，能夠使細胞質中的β-catenin磷酸化及泛素化，最后被蛋白酶降解。梓醇和毛蕊花糖苷可顯著抑制GSK3β的表達，促進β-catenin的積累及入核，從而激活靶基因的轉錄，調控成骨細胞的增殖和分化[32]。此外，通過分子對接和Western blot分析，發現梓醇、松果菊苷和毛蕊花糖苷可促進成骨細胞中胰島素樣生長因子1受體(IGF-1R)的表達，抑制GSK3β和過氧化物酶體增殖劑激活受體(PPAR-γ)的表達[31]，進一步證實了熟地黃可顯著促進成骨細胞骨形成。

熟地黃抑制骨吸收的過程主要與調控JAK/STAT信號通路相關。JAK/STAT信號通路是近年來新發現的一條與骨代謝相關的信號轉導通路，干擾素可通過激活JAK/STAT 信號通路促進破骨前體細胞向破骨細胞分化。研究表明，以熟地黃為君藥的六味地黃丸可通過調控JAK/STAT信號通路，提高絕經后骨質疏松兼腎陰虛證患者的免疫力，以及抑制骨吸收相關蛋白的表達，維持骨代謝平衡，達到治療絕經后骨質疏松的作用[33]。

3.2 女貞子

女貞子為木犀科常綠喬木女貞LigustrumlucidumAit.的成熟果實，具有滋補肝腎、烏須明目的功效。女貞子中的主要成分有環烯醚萜苷類，如女貞苷，以及三萜酸類，如齊墩果酸、熊果酸。

女貞子抗骨質疏松的過程多與調節鈣敏感受體(CaSR)的表達有關。CaSR是一種G蛋白偶聯受體，甲狀旁腺細胞表面的CaSR可將細胞外鈣濃度的變化信號轉換并傳導入胞內，糾正鈣代謝失調，維持鈣濃度的穩定。而當CaSR缺失時，這種信號的傳入被阻斷，進而導致鈣吸收紊亂[1]。骨骼系統是人體內CaSR分布最多的地方，CaSR可調節成骨細胞骨形成過程中的關鍵步驟及軟骨的分化與鈣化。研究表明，女貞子醇提物可明顯下調CaSR的表達，抑制尿鈣的排泄。它通過拮抗鈣敏感受體，激發甲狀旁腺素(PTH)的短脈沖釋放，糾正體內負鈣平衡，從而發揮抗骨質疏松作用[34]。女貞子還可促進活性維生素D3的生物合成，調控維生素D受體和鈣結合蛋白的表達，促進腸鈣吸收，抑制高尿鈣排泄[35]。

女貞子不僅通過調節鈣代謝的平衡來間接調控骨代謝，還可通過直接維持骨吸收和骨形成的動態平衡，以維持骨穩態。研究表明，體外培養的骨髓間充質干細胞經女貞子提取物處理后，成骨分化能力明顯增強，而成脂分化能力明顯減弱，說明女貞子可促進骨髓間充質干細胞向成骨細胞分化，抑制其向脂肪細胞分化。另一方面，女貞子可作用于OPG/RANKL/RANK通路，提高OPG/RANKL比值，同時降低血清骨吸收標志物Ⅰ型膠原C端肽(CTX-Ⅰ)水平，抑制破骨細胞骨吸收，以達到抗骨質疏松的作用[36]。

3.3 何首烏

何首烏是蓼科植物何首烏PolygonummultiflorumThunb.的干燥塊根，歸肝、心、腎經，具有補肝腎、益精血的功效，目前臨床上多用于心血管疾病、骨質疏松等疾病的治療。何首烏的主要活性成分有二苯乙烯苷及蒽醌類等。

何首烏調節骨代謝多與改善腎功能有關。研究表明，何首烏可作為氧化自由基清除劑，改善腎臟的形態學結構，減少腎小球和腎小管間質纖維化。同時，它還可提高腎臟中1α-羥化酶的活性，增加骨鈣、骨磷和骨羥脯氨酸含量，致使骨密度、腰椎和股骨的最大載荷增加，骨質量得以改善[37]。此外，另有學者發現，何首烏提取液可明顯增強去卵巢大鼠骨組織和血清中成骨細胞的ALP活性，而對破骨細胞的標志酶TRAP活性無顯著影響[38]。通過此研究結果推斷，補腎陰中藥何首烏在防治骨丟失方面對成骨細胞骨形成的作用大于其對破骨細胞骨吸收的影響。

3.4 其他補腎陰中藥

大量藥理實驗證明，多數補腎滋陰中藥具有調節骨代謝的作用。枸杞子為茄科植物枸杞的成熟果實，《本草經疏》稱其為“肝腎真陰不足，勞乏內熱補益之要藥”。在調節骨代謝方面，枸杞子可促進成骨細胞和間充質骨髓干細胞中OPG蛋白的表達，抑制RANKL的表達，同時降低IL-1、IL-6 水平。枸杞多糖可增加糖皮質激素致骨質疏松模型大鼠骨密度，提高血清中的鈣含量，促進ALP的分泌并增加鈣的吸收效率，減少尿鈣流失[39]。桑寄生為補腎補血要劑，可通過提高成骨細胞OPG水平及降低炎性因子表達兩方面促進骨形成[39]。山茱萸為收斂性補血劑，山茱萸總苷通過調節瞬時受體電位陽離子通道亞家族(TRPV)5、TRPV6的相對表達量，從而調節骨組織中破骨細胞及成骨細胞的功能，使骨質疏松大鼠骨代謝平衡向骨形成方向轉變，以達到防治絕經后骨質疏松的功效[40]。

4 總結

綜上所述，補腎陽中藥與補腎陰中藥均可通過促進成骨細胞骨形成與抑制破骨細胞骨吸收以達到防治骨丟失的作用。在具體作用機制上，筆者發現補腎陽中藥多側重于展現與骨吸收相關的植物雌激素樣作用，以及調節骨吸收相關蛋白的表達；而補腎陰中藥多作用于成骨分化相關因子及Wnt/β-catenin信號通路的調控，這與陰陽學說中“陰成形，陽化氣”理論相得益彰。而兩者在骨代謝中多形式、多功能的調節機制同樣體現了“陰中求陽，陽中求陰”的特點。然而，以上僅是筆者基于文獻研讀做出的總結與推論，相信隨著我國中醫藥事業的不斷發展，補腎陽和補腎陰中藥治療骨質疏松的作用及機制將得到進一步闡明。