补肾中药及方剂对骨质疏松OPG/RANK/RANKL系统作用的研究进展

李佳凌 高明利

【摘 要】 骨保护素（OPG）/核转录因子-κB受体活化因子（RANK）/核转录因子-κB受体活化因子配体（RANKL）系统是调节骨重建过程中破骨细胞功能的重要信号通路。OPG竞争性地抑制RANK与RANKL的结合，抑制破骨细胞功能，减少骨质吸收。许多补肾中药及方剂通过影响该信号通路抑制破骨细胞功能，进而防治骨质疏松。通过补骨脂、骨碎补、蛇床子、淫羊藿等中药以及独活寄生汤、六味地黄丸、左归丸等方剂对OPG/RANK/RANKL系统的调节作用进行综述，旨在为骨质疏松的防治提供新思路。

【关键词】 骨质疏松;OPG/RANK/RANKL信号通路;补肾中药;综述

中医学中有肾主骨生髓理论，如《素问·上古天真论篇》曰：“女子七岁，肾气盛，齿更发长……，三七，肾气平均，故真牙生而长极，四七，筋骨坚，发长极，身体盛壮……。”“丈夫八岁，肾气实，发长齿更……，二八，肾气盛……，三八，肾气平均，筋骨劲强，真牙生而长极，四八，筋骨隆盛，肌肉满壮……。”《素问·脉要精微论篇》曰：“骨者，髓之府。”“髓者，骨之充也。”《素问·痿论篇》曰：“肾主身之骨髓……肾气热，则腰脊不举，骨枯而髓减，发为骨痿……，肾者，水脏也，今水不胜火，则骨枯而髓虚，故足不能任身、发为骨痿。”由此可知，肾精充盛对于骨骼生长、发育、强劲具有重要作用。因此，临床上予骨质疏松症（osteoporosis，OP）患者补肾中药及方剂治疗。从微观角度解释补肾中药及方剂对OP的治疗作用与机制，进而指导临床用药显得尤为重要。笔者通过查阅文献发现，补肾中药及方剂主要通过影响骨保护素（OPG）/核转录因子-κB受体活化因子（RANK）/核转录因子-κB受体活化因子配体（RANKL）信号通路影响骨代谢。本文以中药补骨脂、骨碎补、蛇床子、淫羊藿以及方剂独活寄生汤、六味地黄丸、左归丸为代表，从OPG/RANK/RANKL信号通路及骨代谢角度总结补肾中药及方剂对OP的治疗作用。

1 OP概述

OP是由于骨量减少、骨骼微细结构破坏所致骨骼脆弱，易于骨折的骨骼系统疾病。可分为原发性OP、继发性OP和特发性OP，典型表现为疼痛、身长缩短、驼背、脆性骨折。

随着人口老龄化的加剧，OP已成为常见病、多发病，其发病率上升为继心血管疾病、糖尿病之后的慢性疾病第3位[1]。OP基金會研究显示，我国OP总患病率为6.6%～19.3%，平均13%[2]。OP患者再发骨折风险较高，若患者椎体骨折后，将有5倍风险再次发生椎体骨折，髋部骨折后将有2.5倍风险再次发生髋部骨折，2～3倍风险发生其他部位骨折[3-4]。OP患者需面临疼痛等生理痛苦，还要面对生活不便所致心理压力。

骨组织代谢活跃处于不断的重建中，成骨细胞（OB）骨形成与破骨细胞（OC）骨吸收的动态变化是骨代谢平衡的必要条件。骨重建可划分为3个阶段：①骨吸收，破骨前体细胞的分化，OC激活;②新骨形成，OC凋亡，OB在骨陷窝内聚集、分化;③修复骨吸收，类骨质形成、矿化。骨吸收通常仅需几周时间，骨形成则需几个月。预防OP，减少骨量丢失的关键是抑制OC的作用，OPG/RANK/RANKL系统是调节OC功能极其重要的通路[5]。

2 OPG/RANK/RANKL信号系统

2.1 OPG OPG于1997年SIMONET等[6]测定小鼠肠cDNA序列时被发现，因具有保护骨的效应而命名。OPG是由间充质细胞衍生的细胞如OB和骨髓间充质干细胞分泌，以单体和二聚体两种形式存在的一种可溶性糖蛋白。与RANK和RANKL不同，OPG不具有跨膜和胞质内的结构域。白细胞介素-1（IL-1）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、转化生长因子-β（TGF-β）可以促进OPG的表达;甲状旁腺激素（PTH）、前列腺素E2（PGE2）、1，25二羟基维生素D3[1，25（OH）2D3]等刺激骨吸收的因子可以降低OPG的表达[7]。在骨组织中，OPG作为一种饵受体，通过高亲和力竞争性地与RANKL结合，阻断RANKL与OC表面的RANK相互作用，有效地抑制OC，从而减少骨吸收。

2.2 RANK RANK于1997年ANDERSON等[8]直接测定人骨髓衍生树突状细胞cDNA时被发现。RANK是Ⅰ型三聚化跨膜蛋白，其胞外具有4个富半胱氨酸的假重复区[9]。RANK高度表达于破骨前体细胞、树突状细胞、成熟OC等多种细胞表面。OC表面的RANKL与RANK特异性结合，在巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）的参与下，启动细胞内信号传导，促进OC增殖、分化与成熟。

2.3 RANKL RANKL是由OB及其前体、T细胞、B细胞和巨核细胞产生，一种Ⅱ型同源三聚体跨膜蛋白，RANK的配体[10]。M-CSF和RANKL是OC分化和成熟的必要因素，M-CSF增加破骨前体细胞池，而RANKL与破骨前体细胞和成熟OC表面表达的RANK受体相结合，促进OC的分化、活化并抑制其凋亡[11]。

3 单药对OPG/RANK/RANKL系统的作用

3.1 补骨脂（Psoralea corylifolia Linn.） 补骨脂，别名破故纸，辛、苦，温，归肾、脾经，具有补肾壮阳、纳气、止泻之功效。

田丹等[12]发现，各浓度补骨脂水提液既能上调OPG的表达，又能下调RANKL的表达，进而上调OPG/RANKL mRNA比值，抑制OC的分化与成熟，抑制骨吸收作用。王建华等[13]发现，补骨脂素（PSO）通过上调OPG表达，下调RANKL表达，增加OPG/RANKL比值来抑制OC的分化、成熟，进而抑制骨吸收，但PSO对OC抑制作用不及雌激素明显。武密山等[14]发现，低浓度PSO对骨更新作用不明显，而中、高浓度PSO能通过调节OPG、RANKL mRNA表达及OPG/RANKL比例，促进OB的生成功能，增强骨更新。

PSO既具有雌激素作用又避免其不良反应，是一种植物雌激素。补骨脂主要作用于OPG/RANKL/RANK信号通路，上调OPG mRNA表达，下调RANKL mRNA，上调OPG/RANKL mRNA比值，抑制骨吸收。

3.2 骨碎补（Davallia mariesii Moore ex Bak.） 骨碎补，别名申姜，苦，温，归肾、肝经，具有补肾强骨、续伤止痛之功效。

赵晓燕等[15]发现，雌激素受体通路是骨碎补促进OPG基因表达，增加OPG/RANKL比值的通路之一，骨碎补通过雌激素通路对OB起作用。廖悦华等[16]研究骨碎补作用于去睾丸OP大鼠，发现骨碎补可提高大鼠股骨的骨密度和骨小梁数目，显著促进OPG的表达。刘康等[17]发现，不同剂量骨碎补总黄酮均影响OPG/RANKL/RANK轴系统，与剂量呈正相关，通过调控OPG/RANKL/RANK轴使OPG表达增加、RANK和RANKL表达下降来实现的。吴连国等[18]发现，骨碎补总黄酮能提高OP大鼠骨矿含量、降低血清RANKL水平，但不能提高血清雌二醇水平。

推测骨碎补治疗骨质疏松机制：①上调OPG/RANKL比值，阻碍OC的分化、成熟，减少骨吸收;②骨是雌激素的重要靶器官之一，骨碎补通过雌激素通路，促进OB的增殖，增加成骨作用。

3.3 蛇床子[Cnidium monnieri（L.）Cuss.] 蛇床子，别名野茴香，辛、苦，温;有小毒，归肾经，具有温肾壮阳、燥湿、祛风、杀虫之功效。

赵永见等[19]发现，低、中剂量蛇床子素能提高OPG基因敲除小鼠的骨小梁体积分数，增加其数目和厚度，降低分离度，改善骨结构;同时发现蛇床子素能促进骨形成，抑制骨吸收，增加骨量，从而起到抗骨质疏松的作用。王艳等[20]发现，蛇床子素可显著上调OPG mRNA表达水平，不影响RANKL mRNA表达，从而增加OPG/RANKL比值，抑制OC骨吸收作用。袁涛[21]研究发现，适当浓度的蛇床子素骨靶向新型化合物（NSC-OST）可以促进OB的增殖及OPG的表达，抑制RANKL的分泌，减少OC的数量，降低骨吸收陷窝面积[22]。

明磊国等[23]研究结果表明，蛇床子素通过抑制OC成熟、分化过程中关键蛋白JNK1/2的磷酸化水平，影响OC中OPG/RANK/RANKL系统信号传导，进而抑制OC的分化与骨吸收。

3.4 淫羊藿（Epimedium brevicornu Maxim.） 淫羊藿，別名仙灵脾，性辛、甘，温，归肝、肾经，具有补肾阳、强筋骨、祛风湿之功效。

李伟娟等[24]发现，淫羊藿苷对OC的MMP-9、CK等基因表达有抑制作用，对OC的雌激素受体α（ERα）mRNA表达有促进作用，降低OC的RANK mRNA表达;雌激素受体阻断剂阻断ERα后，对雌激素降低RANK基因表达和淫羊藿苷降低RANK基因表达作用进行抑制。李晶等[25]研究表明，淫羊藿总黄酮（TFE）既可通过促进BMP-2 mRNA的表达促进OB分化和增殖，也可通过增强OPG mRNA的表达，促进OPG mRNA与OPG配体（OPGL）结合，阻止RANKL活化，从而抑制OC分化和成熟。孙林军[26]发现，淫羊藿苷对OB的OPG mRNA蛋白表达呈上调作用，且明显上调OPG/RANKL比值;淫羊藿苷对OPG和OPG/RANKL的调节作用与雌激素受体相关。

4 补肾方剂对OPG/RANK/RANKL系统的作用

4.1 独活寄生汤 药物组成：独活9 g、桑寄生6 g、杜仲6 g、牛膝6 g、细辛6 g、秦艽6 g、茯苓6 g、肉桂心6 g、防风6 g、川芎6 g、人参6 g、甘草6 g、当归6 g、芍药6 g、干地黄6 g。功效：祛风湿，止痹痛，补肝肾，益气血。

杨晓娇[27]实验结果显示，独活寄生汤可以促进CIA模型大鼠踝关节组织中OPG的表达，抑制RANKL表达，降低OPG/RANKL比值，从而抑制OC的功能，达到缓解骨破坏的目的。万春飞等[28]发现，独活寄生汤含药血清可促进OB生长，上调OB的OPG表达，减少RANKL表达，阻断骨吸收信号的传递，抑制OC分化与激活，阻碍成熟OC骨吸收活性，诱导OC凋亡，防治OP。

4.2 六味地黄丸 药物组成：熟地黄24 g、山萸肉12 g、干山药12 g、泽泻9 g、牡丹皮9 g、茯苓9 g。功效：滋补肝肾。

刘伟伟[29]通过实验发现，六味地黄丸可以增加IL-1β、TNF-α干预后人牙周膜成纤维细胞（PDLFs）OPG的表达，减少RANKL的表达，改变RANKL/OPG比值，抑制骨吸收同时促进骨形成，实现“补肾固齿”。李晓峰等[30]研究发现，六味地黄丸可以上调OPG表达，抑制OC增殖、分化和成熟;调节全身免疫状态，干扰T、B淋巴细胞免疫，下调免疫细胞表达的RANKL，抑制OC增殖、分化和成熟。

4.3 左归丸 药物组成：熟地黄240 g、山药120 g、枸杞子120 g、山茱萸120 g、牛膝90 g、鹿角胶120 g、龟板胶120 g、菟丝子120 g。功效：滋阴补肾，益精养血。

吴佳莹[31]研究发现，左归丸直接上调OPG表达，下调RANKL表达;提高铁调素水平，改善铁过载，调节下游OPG/RANKL系统，降低OC活性，减少骨量丢失。刘梅洁等[32]利用免疫细胞化学染色技术发现，双侧卵巢切除手术（OVX）血清组OB的RANKL蛋白表达明显增加，左归丸血清组OB的RANKL蛋白表达与OVX血清组相比明显下降，左归丸含药血清通过抑制OB表达RANKL，抑制OC的活性，进而治疗OP。

5 小 结

《素问·六节藏象论篇》曰：“肾主骨，生髓。”“肾者，主蛰，封藏之本，精之处也。其华在发，其充在骨。”《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，髓在骨内，髓足则骨强。”肾精化生骨髓，髓藏于骨腔之内，滋养骨骼，肾精足则筋骨强健有力;反之，肾精不足，骨髓生化无源，骨骼失养，可出现骨痿，骨骼发育迟缓，骨软无力，骨质脆弱，易于骨折等。

OP是发病机制复杂、临床难治愈的全身性骨代谢疾病。补肾中药及方剂防治OP已取得良好的临床疗效，具有多途径、多靶点、不良反应小的优势[33]。OPG/RANK/RANKL系统是骨代谢过程中的一个重要途径，许多补肾中药及方剂调控信号通路靶基因转录、表达来防治OP。笔者通过查阅文献发现，OPG、RANKL是重要的OC分化调节信号因子。RANKL是惟一能直接刺激OC发育和激活OC的细胞因子，它与OC表面受体RANK结合，促进OC形成、分化、成熟，并抑制OC凋亡，延长其存活。补肾中药及方剂主要通过促进OPG mRNA表达，抑制RANKL mRNA表达，整体上调OPG/RANKL mRNA比值，抑制OC分化与成熟，减少骨吸收，防止骨量减少。利用OPG/RANK/RANKL系统作用机制研制相关药物治疗OP效果显著;但OPG/RANK/RANKL系统参与免疫系统调节，长期使用该类药物的疗效和安全性尚需要进一步的观察[5]。

6 参考文献

[1] 白璧辉，谢兴文，李鼎鹏，等.我国近5年来骨质疏松症流行病学研究现状[J].中国骨质疏松杂志，2018，24（2）：253-258.

[2] 李冲，吕伟华，王亭亭，等.1088例医务人员骨质疏松的流行病学研究[J].中国骨质疏松杂志，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信号通路在骨质疏松症中的研究进展和应用[J].中华老年骨科与康复电子杂志，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信号通路在骨重建中的分子作用机制[J].口腔医学研究，2016，32（6）：659-662.

[10] 王琰，刘超，宋仁纲，等.RANK/RANKL/OPG信号通路的研究进展[J].医学综述，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，刘钟杰，赵晓燕，等.补骨脂水提液对成骨细胞OPG-RANKL mRNA表达的影响[J].中国兽医杂志，2011，47（12）：12-16.

[13] 王建华，郭敏，郑丽，等.补骨脂素干预大鼠成骨细胞骨保护素/核因子κB受体激活因子配体mRNA的表达[J].中国组织工程研究与临床康复，2010，14（37）：6927-6930.

[14] 武密山，赵素芝，任立中，等.补骨脂素对成骨细胞核因子-κB受体激活配体和骨保护素表达的影响[J].中国老年学杂志，2012，32（1）：66-69.

[15] 赵晓燕，刘钟杰，李彩虹，等.骨碎补水提液对大鼠成骨细胞OPG mRNA表达的影响[J].中国兽医杂志，2012，48（6）：10-12.

[16] 廖悦华，梁琼，王卓，等.中药骨碎补对去睾丸骨质疏松症动物模型的影响[J].中国骨质疏松杂志，2007，13（4）：277-280.

[17] 刘康，吴风晴，吴连国，等.骨碎补总黄酮对骨质疏松模型大鼠OPG/RANKL/RANK轴系统的影响[J].中国现代应用药学，2015，32（6）：652-656.

[18] 吴连国，倪力刚，刘康，等.骨碎补总黄酮对去卵巢模型大鼠RANKL、E2及骨矿含量影响的实验研究[J].中华中医药学刊，2013，31（12）：2628-2630.

[19] 赵永见，唐德志，程少丹，等.不同剂量蛇床子素对OPG基因敲除小鼠和去卵巢骨质疏松大鼠作用疗效的比较研究[J].中国骨质疏松杂志，2015，21（2）：147-151.

[20] 王艳，潘永梅.蛇床子素对新生大鼠颅骨成骨细胞中OPG、RANKL mRNA表达的影响[J].山西中医学院学报，2008，9（3）：12-14.

[21] 袁涛.蛇床子素骨靶向藥物的合成及体外调节OPG/RANKL系统抗骨质疏松的实验研究[D].南京：南京中医药大学，2012.

[22] 张巧艳，秦路平，田野苹，等.蛇床子素对新生大鼠颅盖骨成骨细胞功能的调节作用[J].中国药理学通报，2003，19（4）：384-387.

[23] 明磊国，王鸣刚，陈克明，等.蛇床子素对体外培养破骨细胞骨吸收及细胞凋亡的影响[J].药学学报，2012，47（2）：174-179.

[24] 李伟娟，谢保平，石丽颖，等.从ERα/RANK通路探讨淫羊藿苷抑制破骨细胞分化作用[J].中国实验方剂学杂志，2017，23（7）：121-126.

[25] 李晶，宋敏，罗晓，等.淫羊藿总黄酮对去势大鼠骨组织BMP-2和OPGmRNA表达的影响[J].中华中医药杂志，2015，30（7）：2529-2531.

[26] 孙林军.淫羊藿苷促成骨细胞增殖分化及对OPG/RANKL信号通路的影响[D].衡阳：南华大学，2015.

[27] 杨晓娇.独活寄生汤方对CIA模型大鼠RANKL-RANK系统影响的实验研究[D].沈阳：辽宁中医药大学，2013.

[28] 万春飞，詹秀琴，孙玉明.独活寄生汤含药血清对成骨细胞OPG/RANKL mRNA表达的影响[J].辽宁中医杂志，2013，40（4）：806-809.

[29] 刘伟伟.六味地黄丸对IL-1β、TNF-α干预下人牙周膜成纤维细胞增殖及OPG/RANKL表达的影响[D].郑州：郑州大学，2014.

[30] 李晓峰，郭丽云，张孝华，等.六味地黄丸对糖尿病伴牙周炎大鼠牙周组织中OPG与RANKL的影响[J].世界中西医结合杂志，2014，9（4）：354-356.

[31] 吴佳莹.基于Hepcidin-OPG/RANKL探讨左归丸治疗去卵巢所致大鼠骨质疏松症的作用机理[D].北京：中国中医科学院，2017.

[32] 刘梅洁，鞠大宏，赵宏艳，等.“肾主骨”的机理研究——左归丸含药血清对破骨细胞分化调控因子OPG、RANKL蛋白表达的影响[J].中国中医基础医学杂志，2009，15（3）：184-187，196.

[33] 肖亚平，曾杰，焦琳娜，等.补肾中药对骨质疏松症的治疗及其信号通路调节作用的研究进展[J].中国中药杂志，2018，43（1）：21-30.

收稿日期：2018-10-16;修回日期：2018-11-15