中藥調控相關信號通路促進腱骨愈合的研究進展 Δ

楊超強 ，汪小敏 ，王 亮 ，王宜燦 ，康天泰 ，楊 慶 ，舒洪旭 ，楊云云 ，張虎林 （.甘肅中醫藥大學中醫臨床學院，蘭州 7000；.甘肅中醫藥大學附屬醫院北院骨科，蘭州 7000；.甘肅省中心醫院骨科，蘭州 70070）

近年來，現代生活方式的改變導致肌腱/韌帶損傷發病率顯著上升，全球每年有超過3 000萬人發生肌腱/韌帶損傷[1]。其治療主要依靠手術修復，但術后復發率較高。腱骨愈合是肌腱/韌帶重建手術成功的關鍵因素之一，腱骨愈合不良會導致關節失穩、半月板和軟骨損傷等一系列臨床表現，增加了治療難度[2―4]。腱骨組織的再生能力有限，涉及多個細胞類型、信號通路、細胞外基質和外界因素。過度炎癥反應或機械刺激等因素會導致纖維化組織形成、間質斑點形成等問題，進而導致腱骨愈合不良。因此，尋求促進腱骨愈合的最佳方法成為運動醫學領域關注的熱點。

傳統醫學認為，腱骨愈合屬于“筋骨病”范疇，其病位在于筋和骨，腱骨暢通是維持身體正常運動和行動的關鍵要素之一。針對腱骨損傷的治療，中醫認為腱骨組織與肝、腎、脾三臟器相關聯，肝主筋脈，腎主骨髓，脾主氣血，三臟器對腱骨組織的形成和修復有協同作用[5]；在具體治療上，多以具有滋腎補陰、活血化瘀、消腫止痛等功效的中藥為主來促進腱骨修復。雖然中醫學對腱骨愈合不良有獨特的治療方法，但需要結合現代科學理論加以應用。研究發現，中藥可以通過影響多個信號通路來促進腱骨愈合，包括轉化生長因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）信號通路、骨形態發生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）信號通路、Wnt 信號通路、成纖維細胞生長因子（fibroblast growth factor，FGF）信號通路、核因子κB（nuclear transcription factorκB ，NF-κB）信號通路等。本文就中藥促進腱骨愈合相關信號通路的研究進展作一綜述，旨在篩選中藥干預腱骨愈合的有效靶點，并為開拓腱骨愈合新的治療方案及相關研究提供思路。

1 腱骨愈合中的相關信號通路

1.1 TGF-β信號通路

在腱骨愈合過程中，TGF-β信號通路發揮著重要作用。該通路參與了調節腱骨愈合中的多種生物學過程，如膠原合成、基質生成、細胞增殖和基質降解等。通過細胞膜上的TGF-β 受體，TGF-β 信號被傳遞到細胞內，進而觸發一系列下游信號轉導過程。研究表明，TGF-β能夠促進膠原蛋白的合成和細胞外基質的生成，對腱骨愈合和修復至關重要；能夠促進成骨細胞的增殖和分化，從而促進新骨的生長和愈合；還具有調節免疫反應的能力，能抑制炎癥反應，從而對腱骨愈合有積極影響[6―8]。

1.2 BMP信號通路

BMP 是一類多功能的生長因子，可通過激活Smad1/5/8 蛋白來實現其生物學效應，包括促進腱骨干細胞的增殖和分化，以及調節膠原蛋白的合成和細胞外基質的分泌[9]。此外，BMP 還能夠調節免疫反應過程，抑制炎癥反應的產生，從而有利于腱骨愈合[10]。BMP廣泛存在于骨基質中，對骨髓基質干細胞向骨細胞和軟骨細胞的轉化起到誘導和促進作用，其中BMP-2、BMP-7、BMP-12、BMP-13、BMP-14等亞型在腱骨愈合中發揮了促進作用；尤其BMP-2 是最強的成骨誘導劑之一，能夠促進干細胞向骨細胞、軟骨細胞和脂肪細胞分化，從而促進血管形成[11]。

1.3 Wnt信號通路

研究表明，在新生大鼠腱骨愈合過程中，Wnt-3a 的表達增加，并且Wnt信號通路中的核心因子β-連環蛋白（β-catenin）在腱骨愈合早期會聚集在骨基質細胞核內，從而觸發下游基因的表達，促進細胞的增殖、分化以及新骨組織的形成，這表明Wnt信號通路在腱骨愈合中發揮了重要作用[12]。另有研究發現，通過調節Wnt信號通路可以促進腱骨干細胞的增殖及其向成骨細胞的轉化，從而促進腱骨愈合[13]。因此，研究Wnt 信號通路有助于理解腱骨愈合的本質和調節機制，為開發新型腱骨愈合治療方法提供理論依據和方向。

1.4 FGF信號通路

FGF信號通路在腱骨愈合中起著重要作用，包括促進成骨分化、細胞增殖和遷移以及軟骨分化[14]。腱骨愈合中常見的FGF家族成員包括FGF-2和FGF-18，它們通過與FGF受體結合逐漸激活成骨細胞，從而促進骨的形成和分化。同時，FGF信號通路也參與調控細胞的遷移和增殖，這在腱骨愈合過程中至關重要[15]。另外，FGF還能與未分化的軟骨細胞結合，從而促進軟骨分化和細胞外基質形成[14]。需要注意的是，雖然FGF-2 在腱骨愈合中具有促進愈合和加速恢復的作用，但過度表達或缺乏適當調控通常會導致腱骨組織的過度生長和異常腱骨組織的形成，從而影響愈合效果。

1.5 NF-κB信號通路

NF-κB 家族的成員在腱骨愈合中具有多種生物學功能，如調節細胞凋亡、細胞增殖、免疫反應等[16]。在腱骨損傷的早期階段，NF-κB的激活可以促進急性炎癥反應，調節免疫細胞的招募和活化，并促進炎癥介質的釋放，從而清除損傷區域的死細胞和病原體；隨著愈合的進展，NF-κB 會參與調控成纖維細胞和其他細胞的功能，影響新的血管生成和細胞外基質合成[17]。需要注意的是，NF-κB 信號的過度激活可能導致炎癥持續加劇，影響愈合過程。因此，平衡NF-κB的活性不僅是控制炎癥反應和促進有效腱骨愈合的關鍵，也是制定腱骨損傷治療策略時需認真考慮的問題。

1.6 其他

除上述信號通路以外，腱骨愈合還與雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信號通路、核轉錄因子紅系2相關因子2（nuclear factor-erythroid 2-related factor 2，Nrf2）信號通路、活性氧（reactive oxygen species，ROS）/NOD 樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3（NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3，NLRP3）信號通路、血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）信號通路、Notch 信號通路等相關[18―23]。

2 中藥基于相關信號通路促進腱骨愈合

現有研究表明，許多中藥單體、提取物和復方能夠通過調節TGF-β、BMP、Wnt、FGF 和NF-κB 等信號通路來促進細胞增殖和分化、刺激膠原合成和基質生成、抑制炎癥反應等，從而有助于腱骨修復和愈合。

2.1 中藥單體或提取物基于相關信號通路對腱骨愈合的調控

Tian 等[24]研究發現，黃芩素可能通過激活Wnt/β-catenin信號通路促進腱骨細胞增殖和成骨分化，加速腱骨愈合；經黃芩素治療后的腱骨界面膠原纖維生長良好，并且與對照（生理鹽水）組相比，能提早形成Sharpey纖維；同時，黃芩素還能提高腱骨干細胞中骨相關基因的表達水平，如堿性磷酸酶、BMP-2和骨鈣素等，從而促進腱骨愈合。然而，黃芩素在腱骨愈合中的作用機制、劑量和治療時機仍需進一步研究，并需要進行更多的基礎和臨床研究來深入了解其應用于腱骨愈合治療的效果和安全性。

Zhang 等[25]研究發現，淫羊藿苷可以激活Wnt/β-catenin 信號通路，增加堿性磷酸酶的活性，并誘導骨髓基質細胞中核心結合因子α1、BMP-2 和BMP-4 的表達，促進骨鈣素分泌，從而加速腱骨愈合。Zhang等[26]研究還發現，淫羊藿苷可以通過激活大鼠的BMP-2/Smad5/Runt 相關轉錄因子2（Runt related transcription factor 2，Runx2）信號通路，促進骨鈣素的分泌，從而增強大鼠骨髓間充質干細胞（bone marrow stem cell，BMSC）的活力，加速腱骨愈合。上述研究結果為淫羊藿苷在促進腱骨愈合的臨床應用方面提供了理論依據。

Zhang 等[18]研究發現，骨碎補總黃酮可通過激活mTOR 信號通路，刺激肌腱干細胞成骨分化，提高肌腱與骨的連接質量以及相關蛋白的磷酸化水平；還可增加愈合組織中VEGF和細胞外基質蛋白等的表達，而這些蛋白為mTOR信號通路下游靶蛋白，與促進腱骨愈合密切相關。

許華亮等[27]研究發現，小白菊內酯可抑制NF-κB信號通路及炎癥反應，促進成骨相關蛋白Runx2 的表達，提高下游成骨相關基因OCN的表達水平，并調節肌腱干細胞的成骨分化，從而促進腱骨愈合。

史友剛等[28]研究發現，三七總皂苷能激活Wnt/β-catenin信號通路，顯著促進大鼠肌腱干細胞的成骨分化，同時增加成骨因子Runx2和成骨細胞特異性轉錄因子（Osx）的表達，并提高β-catenin 的活性。劉曉華等[29]研究發現，三七總皂苷可以提高內源性生長因子（如胰島素樣生長因子1、VEGF 等）的表達水平，而這些生長因子對肌腱干細胞的成骨分化均能起到重要作用。但以上研究結果有待臨床試驗確證，使用三七總皂苷治療肌腱損傷時需謹慎評估其安全性和有效性。

Li等[19]研究發現，丁香酚可以通過激活Nrf2/血紅素加氧酶1（heme oxygenase 1，HO-1）信號通路保護肌腱干細胞免受氧化應激引起的損害，經丁香酚處理后的肌腱干細胞可顯著促進腱骨愈合過程中的肌腱生成和基質再生，從而有效促進腱骨愈合。

研究發現，姜黃素能夠通過抑制ROS/NLRP3 信號通路，顯著減少ROS/NLRP3 引發的病理性炎癥導致的肌腱干細胞凋亡，并能誘導硬化結節細胞的形成，從而促進腱骨修復[20]。

Zhou 等[30]研究發現，丹參酮能通過激活TGF-β/Smad3信號通路，誘導成纖維細胞增殖，減少肌腱粘連，提高腱骨強度，并促進腱骨基質的膠原纖維生成，增強力學性能，從而改善腱骨愈合效果。

Wang 等[31]研究發現，紫堇堿可通過調控NF-κB 信號通路，抑制前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）成纖維細胞的炎癥反應，并能抑制基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）、炎癥因子以及ACL受損部位TNF-α的表達，從而減少TNF-α誘導的炎癥反應，還能促進成纖維細胞生長，進而促進受損ACL組織的恢復。

Bai等[32]研究發現，甘草酸能通過調節Wnt/β-catenin信號通路促進人骨髓基質細胞的成骨分化和鈣沉積，從而促進腱骨愈合。值得注意的是，盡管甘草酸的效果已經得到驗證，但在使用之前仍需進行大量臨床研究來確認其使用劑量、次數和時機。

綜上，中藥單體或提取物對腱骨愈合相關信號通路的調節作用見表1。

表1 中藥單體或提取物對腱骨愈合相關信號通路的調節作用

2.2 中藥復方基于相關信號通路對腱骨愈合的調控

桃紅四物湯由當歸、川芎、桃仁、紅花等中藥組成。徐眾華等[33]研究發現，桃紅四物湯能夠改善兔肩袖組織的病理損傷，減輕炎癥反應，通過抑制磷脂酰肌醇3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（又稱Akt）/mTOR信號通路、激活自噬來促進蛋白質合成和肩袖組織修復。

六味地黃丸由熟地黃、山藥、山茱萸、牡丹皮、茯苓、澤瀉6 味中藥組成，具有滋陰補腎的作用。陳能等[34]研究表明，六味地黃丸在改善ACL 損傷患者ACL 重建后的腱骨愈合方面效果良好，其能通過調控TGF-β信號通路，提高腱骨界面ACL 組織中內源性TGF-β1的表達水平，從分子生物學層面促進ACL重建后的腱骨愈合。

續筋接骨液包含了多味中藥，如當歸、赤芍、丹參等。這些中藥具有活血化瘀、止痛消腫的功效，可通過調理肝臟、促進氣血運行來治療筋骨損傷。謝求恩等[21]實驗結果表明，續筋接骨液能上調VEGF信號通路和堿性FGF（basic FGF，bFGF）的表達，促進血管內皮細胞的分裂增殖和微血管的生成，從而促進肩袖腱骨界面的愈合。

研究表明，補腎活血復方可能通過多個細胞信號轉導途徑來調節BMSC的增殖、遷移及成骨分化[35―36]。此外，補腎活血復方還可以通過TGF-β/Smad、Wnt/β-catenin、絲裂原激活蛋白激酶和Notch 等多種信號通路來實現成骨信號轉導，從而促進BMSC分化為成骨細胞，以完成腱骨的愈合過程[22―23]?？梢?，補腎活血復方調控腱骨愈合的作用機制具有多途徑和多靶點的特點。

復方接骨片在ACL 斷裂愈合過程中發揮了關鍵作用，該過程涉及多條分子信號通路和多個細胞類型。ACL損傷后，炎癥細胞、成纖維細胞、BMSC和骨細胞等多種類型細胞進入損傷區域，這些細胞產生的分子信號通路在愈合過程中發揮了重要作用。復方接骨片中的組方藥材，如烏賊骨、蜈蚣、石斛等，具有抗炎、促進軟骨修復和增加骨密度等功效，從而使該方能通過直接影響損傷區域的細胞或調控Wnt、BMP 和NF-κB 等信號通路，發揮促進腱骨愈合的作用[37―38]。

綜上，中藥復方對腱骨愈合相關信號通路的調節作用見表2。

3 總結及展望

腱骨組織的有限再生能力使得肌腱和韌帶損傷的治療成為挑戰，細胞和分子水平的干預是促進腱骨愈合的關鍵。腱骨愈合是一個復雜的生物學過程，涉及多種細胞因子和信號通路的調控?，F代研究顯示，中藥可通過TGF-β、BMP、Wnt、FGF、NF-κB等信號通路調節細胞增殖、分化、遷移和基質合成等關鍵過程，從而有效促進腱骨愈合；且中藥具有成本低、非成癮性、多靶點、較少毒副作用以及患者易接受等優勢，故已成為腱骨愈合領域的重要干預方法。

盡管目前中藥在腱骨愈合領域取得了一些進展，但仍然存在許多待解決的問題。筆者認為未來的研究方向可以為：（1）深入探究信號通路機制——對于不同信號通路在腱骨愈合中的具體作用機制需要更深入的研究，特別是在腱骨愈合不同階段和損傷類型中的調節機制。（2）精準化治療——鑒于個體差異性，開發針對不同患者的個性化治療策略將是未來的發展方向，中藥可能在這方面發揮重要作用。（3）中藥活性成分的鑒定——未來需要更多的研究來鑒定和分離中藥中對腱骨愈合有益的活性成分，并探索其作用機制，以實現更精確的治療效果。（4）臨床試驗和應用——中藥在腱骨愈合中的應用需要更多的臨床試驗來驗證其療效和安全性，以便為臨床實踐提供更可靠的依據。（5）多學科合作——腱骨愈合問題涉及生物學、醫學、藥學等多個領域，需要跨學科合作，充分整合不同領域的專業知識和技術手段。

綜合而言，腱骨愈合的研究及其中藥干預的應用前景廣闊。隨著對信號通路及作用機制的深入理解和中藥的深入研究，中藥治療未來有望在腱骨愈合治療領域取得更大的突破，從而為相關藥物的開發提供更多的優質資源和方向。