刘德兰　庞晓丽　郑　纺(天津中医药大学，天津　南开　300193)

中药及其活性成分影响骨髓间充质干细胞成骨成脂分化的研究进展

刘德兰庞晓丽郑纺
(天津中医药大学，天津南开300193)

〔关键词〕中药;活性成分;骨髓间充质干细胞;成骨分化;成脂分化

第一作者:刘德兰(1990-)，女，硕士，主要从事代谢性骨病发病机制研究。

成骨细胞和脂肪细胞共同来源于骨髓间充质干细胞(BMSCs)，BMSCs的成骨与成脂分化存在相互制约的平衡关系，一旦该平衡被打破，便会引起代谢相关疾病或发育异常。近年来研究发现，中药在调控BMSCs成骨、成脂分化平衡方面具有一定的积极作用。本文将围绕中药影响BMSCs成骨、成脂分化及其机制进行简要综述。

1　概述

在不同诱导条件下能够向成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞、神经细胞、肌肉细胞、心肌细胞、血管内皮细胞等多种组织细胞方面分化〔1〕。生理状态下，BMSCs的成骨分化和成脂分化是一个高度有序并且复杂的过程，受多种转录因子和不同信号通路的调控〔2，3〕。而在某些病理状态下，调控BMSCs分化的某一方面占了优势，便会削弱BMSCs向另一方向分化的能力，从而引起多种代谢性疾病。如在骨质疏松和年龄相关性骨丢失、肥胖等疾病中，由于成脂分化占优势，在表现为骨量减少同时伴随明显的脂肪组织堆积〔4，5〕;而在一些高骨量的疾病中，由于成骨分化占优势，在骨量和骨钙化加重的同时，往往伴随组织内脂肪含量的减少〔6，7〕。

长期以来中药以其多靶点、副作用小、远期疗效肯定等优势被广泛应用于成骨、成脂分化紊乱相关疾病的治疗中。因此，明确调节BMSCs成骨、成脂分化的中药并深入理解其作用机制对于成骨、成脂分化紊乱相关疾病的防治具有重要意义。以下将从中药方剂和单味药及活性成分两方面分别对中药影响BMSCs成骨、成脂分化的研究进行总结，以期为今后的研究开拓思路，提供参考。

2　中药方剂对BMSCs成骨、成脂分化的影响及其作用机制

许多动物实验与细胞学研究发现多种中药方剂及其含药血清对BMSCs的成骨、成脂分化具有明显的作用。

2.1对成骨分化的影响及作用机制邢磊等〔8〕报道由淫羊藿、补骨脂、丹参、地黄等组成的仙灵骨葆灌胃干预去势大鼠后可部分抑制模型动物的骨丢失。该作用可能与仙灵骨葆可上调BMSCs中骨形态发生蛋白-2(BMP2)和骨钙素(OCN)基因mRNA的表达，进而促进大鼠骨量增加相关。王斌等〔9〕在骨康方对兔桡骨骨折的干预实验研究中发现，在骨康方治疗后的14、21 d，模型动物BMSCs诱导成骨分化后碱性磷酸酶(ALP)活性和OCN水平显著高于骨折模型组和钙尔奇D治疗组，表明骨康方能够提高骨折后不同时点兔BMSCs的骨向分化能力。闫宝勇等〔10〕研究认为活血化瘀补肾壮骨中药方(主要成分包括土鳖虫、自然铜、血竭、醋制乳香、续断、杜仲、骨碎补、桑寄生、川芎、杭白芍、炙甘草)能促进犬BMSCs的增殖并加强其向成骨细胞分化能力，从而促进骨形成。余可和等〔11〕研究发现由淫羊藿、杜仲、骨碎补、补骨脂、党参、熟地、川牛膝、云苓、白术、煅龙骨、炒山药、生蛎、丹皮组成的补肾方可促进大鼠BMSCs的增殖，增强细胞的ALP活性并增加矿化结节的形成数目，表明补肾方具有促进BMSCs成骨的潜能。刘光旺等〔12～14〕在由熟地黄、龟板、鹿角胶、制首乌、枸杞子、淫羊藿、蛇床子、川牛膝8味中药组成的补肾填经中药方对BMSCs成骨分化的研究中发现，该复方含药血清可明显促进去势小鼠BMSCs的增殖、增强ALP成骨染色、促进钙结节形成;同时还能提高成骨相关基因ALP、I型胶原(COLI)、OCN和RUNX-2 mRNA的表达，促进Wnt/β-catenin信号通路中相关蛋白β-连环蛋白(βcatenin)、T细胞因子(TCF)和低密度脂蛋白受体相关蛋白5(LRP-5)的表达，提示Wnt/β-catenin信号通路介导了补肾填经中药对BMSCs成骨分化的促进作用。李树强等〔15〕报道活血化瘀中药方剂桃红四物汤(由桃仁、红花、当归、川芎、白芍、熟地黄组成)含药血清能够减轻激素干预BMSCs后引起的ALP含量降低和COLI mRNA表达减低，表明桃红四物汤可逆转激素诱导的BMSCs成骨分化减少。张倍源〔16〕研究发现补肾活血方(补骨脂、淫羊藿、碎补、狗脊、熟地、白芍、黄芪、丹参、郁金、当归、川芎、鸡血藤、甘草)水提液能明显增加BMSCs成骨诱导后的钙化结节数量并下调miR-210 mRNA表达，表明补肾活血方水提液能通过降低miR-210表达促进BMSCs的成骨分化。另有相关学者的研究证实左、右归丸及其拆方在BMSCs定向成骨诱导后，也能显著提高成骨活性〔17〕。

2.2对成脂分化的影响及作用机制徐无忌等〔18〕报道主要成分为补骨脂、淫羊藿、熟地、肉苁蓉的中药骨康方含药血清能减少成脂诱导BMSCs的脂滴形成，降低脂肪细胞转化率，抑制BMSCs的成脂分化。张志峰等〔19〕探讨骨质疏松治疗方壮骨强筋片含药血清对老年大鼠BMSCs成脂分化的影响时发现，该方的含药血清能降低BMSCs的脂肪细胞转化率，下调脂蛋白脂肪酶(LPL)和过氧化物酶增殖活化受体(PPARγ)基因的mRNA表达，提示壮骨强筋片含药血清可抑制老年大鼠BMSCs的成脂分化，这可能是该方防治老年性骨质疏松症的机制之一。危建安等〔20〕研究补肾阳方金匮肾气丸含药血清对大鼠BMSCs向脂肪细胞分化相关基因表达的影响，结果显示金匮肾气丸对BMSCs成脂分化有较强的抑制作用，并能明显下调成脂相关基因LPL、Fabp4和PPARγ等的mRNA表达。

3　单味中药及其活性成分对BMSCs成骨、成脂分化的影响及其作用机制

除了中药方剂外，近年来在单味中药及其活性成分对BMSCs成骨、成脂分化的影响及其作用机制方面，也取得了不少新进展。

3.1对成骨分化的影响及作用机制刘国岩等〔21，22〕研究发现骨碎补提取物单独作用能够提高大鼠BMSCs中COLI的含量及Cbfα1基因mRNA的表达，与成骨诱导剂联合作用能够显著加强BMSCs中ALP的表达，表明骨碎补提取物可促进BMSCs的骨向分化。毛项颖等〔23，24〕观察了淫羊藿苷对小鼠间充质干细胞系C3H10T1/2成骨分化的影响，发现10-5mol/L的淫羊藿苷能显著提高成骨诱导后的C3H10T1/2细胞ALP活性，其作用与MAPK信号通路相关蛋白p38的激活和细胞外信号调节激酶(ERK)蛋白的抑制有关，表明MAPK信号通路介导了淫羊藿苷诱导的C3H10T1/2细胞成骨分化。Zhang等〔25，26〕研究证实1～100 μg/ml的柚皮苷可以促进BMSCs增殖和向成骨细胞分化，并且用300 mg/kg的柚皮苷干预治疗2个月后去卵巢骨质疏松小鼠显示出满意的治疗效果，提示柚皮苷可通过促进BMSCs的骨向分化来发挥防治骨质疏松的作用。武密山等〔27〕研究显示，1 μmol/L和10 μmol/L的川续断皂苷Ⅵ能显著提高大鼠BMSCs成骨分化过程中ALP含量、OCN水平及Cbfα1基因的mRNA表达，说明川续断皂苷Ⅵ具有诱导大鼠BMSCs成骨细胞分化的能力且这一作用可能与川续断皂苷Ⅵ上调Cbfα1的表达有关。陈伟才等〔28〕研究证实杜仲叶提取物可增加成骨诱导的BMSCs ALP活性和矿化结节数目，促进Cbfα1mRNA的表达，表明杜仲叶提取物可促进BMSCs向成骨细胞分化。张贤、汤军等〔29，30〕检测杜仲诱导BMSCs成骨分化过程中Wnt通路相关信号分子Fzd和β-catenin、WIF等基因的表达证实Wnt信号途径可能参与了杜仲促BMSCs成骨分化的过程。另有相关研究表明，龟板提取物、姜黄素、异补骨脂素、小檗碱等也有一定的促成骨作用〔31～35〕。

3.2对成脂分化的影响及作用机制有关中药土鳖虫对BMSCs成脂分化影响的研究结果表明土鳖虫含药血清能够降低BMSCs中的甘油三酯含量，抑制PPARγ和脂肪酸相关蛋白(aP2)的mRNA表达。表明土鳖虫能够在一定程度上逆转激素诱导的BMSCs成脂分化〔36，37〕。刘海全等〔38〕研究认为淫羊藿含药血清可以降低绝经后骨质疏松大鼠BMSCs成脂分化过程中PPARγ的mRNA表达，从而发挥其抑制BMSCs成脂分化的作用。齐振熙等〔39〕在葛根素干预激素诱导BMSCs成脂分化的研究中发现葛根素可减少激素诱导下的大鼠BMSCs脂滴形成，促进Wnt信号通路相关基因Wnt10b mRNA和β-catenin的表达，抑制糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)基因mRNA的表达。提示葛根素可能通过调节Wnt/β-catcnin信号通路发挥其对BMSCs成脂分化的抑制作用。另外，还有一些研究表明杜仲叶提取物、丹参素和丹酚酸B等也有抑制BMSCs向脂肪细胞分化的作用〔40，41〕。

4　小结与展望

综上所述，中药方剂、单味药及其活性成分可诱导BMSCs成骨分化，抑制BMSCs成脂分化，有效改善BMSCs成骨、成脂分化平衡，为中药防治成骨成脂分化紊乱相关疾病的临床应用提供了重要的理论依据。但这些研究中尚存在一些问题需进一步探究与完善。

5　参考文献

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〔2014-09-11修回〕

(编辑郭菁)

通讯作者:郑纺(1979-)，女，博士，副教授，硕士生导师，主要从事代谢性骨病发病机制研究。

基金项目:国家自然科学基金(81102543，81200611)

〔中图分类号〕R58

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2015) 16-4708-03;

doi:10.3969/j.issn.1005-9202.2015.16.141