中药调控相关信号通路促进腱骨愈合的研究进展 Δ

杨超强 ，汪小敏 ，王 亮 ，王宜灿 ，康天泰 ，杨 庆 ，舒洪旭 ，杨云云 ，张虎林 （.甘肃中医药大学中医临床学院，兰州 7000；.甘肃中医药大学附属医院北院骨科，兰州 7000；.甘肃省中心医院骨科，兰州 70070）

近年来，现代生活方式的改变导致肌腱/韧带损伤发病率显著上升，全球每年有超过3 000万人发生肌腱/韧带损伤[1]。其治疗主要依靠手术修复，但术后复发率较高。腱骨愈合是肌腱/韧带重建手术成功的关键因素之一，腱骨愈合不良会导致关节失稳、半月板和软骨损伤等一系列临床表现，增加了治疗难度[2―4]。腱骨组织的再生能力有限，涉及多个细胞类型、信号通路、细胞外基质和外界因素。过度炎症反应或机械刺激等因素会导致纤维化组织形成、间质斑点形成等问题，进而导致腱骨愈合不良。因此，寻求促进腱骨愈合的最佳方法成为运动医学领域关注的热点。

传统医学认为，腱骨愈合属于“筋骨病”范畴，其病位在于筋和骨，腱骨畅通是维持身体正常运动和行动的关键要素之一。针对腱骨损伤的治疗，中医认为腱骨组织与肝、肾、脾三脏器相关联，肝主筋脉，肾主骨髓，脾主气血，三脏器对腱骨组织的形成和修复有协同作用[5]；在具体治疗上，多以具有滋肾补阴、活血化瘀、消肿止痛等功效的中药为主来促进腱骨修复。虽然中医学对腱骨愈合不良有独特的治疗方法，但需要结合现代科学理论加以应用。研究发现，中药可以通过影响多个信号通路来促进腱骨愈合，包括转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）信号通路、骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）信号通路、Wnt 信号通路、成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor，FGF）信号通路、核因子κB（nuclear transcription factorκB ，NF-κB）信号通路等。本文就中药促进腱骨愈合相关信号通路的研究进展作一综述，旨在筛选中药干预腱骨愈合的有效靶点，并为开拓腱骨愈合新的治疗方案及相关研究提供思路。

1 腱骨愈合中的相关信号通路

1.1 TGF-β信号通路

在腱骨愈合过程中，TGF-β信号通路发挥着重要作用。该通路参与了调节腱骨愈合中的多种生物学过程，如胶原合成、基质生成、细胞增殖和基质降解等。通过细胞膜上的TGF-β 受体，TGF-β 信号被传递到细胞内，进而触发一系列下游信号转导过程。研究表明，TGF-β能够促进胶原蛋白的合成和细胞外基质的生成，对腱骨愈合和修复至关重要；能够促进成骨细胞的增殖和分化，从而促进新骨的生长和愈合；还具有调节免疫反应的能力，能抑制炎症反应，从而对腱骨愈合有积极影响[6―8]。

1.2 BMP信号通路

BMP 是一类多功能的生长因子，可通过激活Smad1/5/8 蛋白来实现其生物学效应，包括促进腱骨干细胞的增殖和分化，以及调节胶原蛋白的合成和细胞外基质的分泌[9]。此外，BMP 还能够调节免疫反应过程，抑制炎症反应的产生，从而有利于腱骨愈合[10]。BMP广泛存在于骨基质中，对骨髓基质干细胞向骨细胞和软骨细胞的转化起到诱导和促进作用，其中BMP-2、BMP-7、BMP-12、BMP-13、BMP-14等亚型在腱骨愈合中发挥了促进作用；尤其BMP-2 是最强的成骨诱导剂之一，能够促进干细胞向骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞分化，从而促进血管形成[11]。

1.3 Wnt信号通路

研究表明，在新生大鼠腱骨愈合过程中，Wnt-3a 的表达增加，并且Wnt信号通路中的核心因子β-连环蛋白（β-catenin）在腱骨愈合早期会聚集在骨基质细胞核内，从而触发下游基因的表达，促进细胞的增殖、分化以及新骨组织的形成，这表明Wnt信号通路在腱骨愈合中发挥了重要作用[12]。另有研究发现，通过调节Wnt信号通路可以促进腱骨干细胞的增殖及其向成骨细胞的转化，从而促进腱骨愈合[13]。因此，研究Wnt 信号通路有助于理解腱骨愈合的本质和调节机制，为开发新型腱骨愈合治疗方法提供理论依据和方向。

1.4 FGF信号通路

FGF信号通路在腱骨愈合中起着重要作用，包括促进成骨分化、细胞增殖和迁移以及软骨分化[14]。腱骨愈合中常见的FGF家族成员包括FGF-2和FGF-18，它们通过与FGF受体结合逐渐激活成骨细胞，从而促进骨的形成和分化。同时，FGF信号通路也参与调控细胞的迁移和增殖，这在腱骨愈合过程中至关重要[15]。另外，FGF还能与未分化的软骨细胞结合，从而促进软骨分化和细胞外基质形成[14]。需要注意的是，虽然FGF-2 在腱骨愈合中具有促进愈合和加速恢复的作用，但过度表达或缺乏适当调控通常会导致腱骨组织的过度生长和异常腱骨组织的形成，从而影响愈合效果。

1.5 NF-κB信号通路

NF-κB 家族的成员在腱骨愈合中具有多种生物学功能，如调节细胞凋亡、细胞增殖、免疫反应等[16]。在腱骨损伤的早期阶段，NF-κB的激活可以促进急性炎症反应，调节免疫细胞的招募和活化，并促进炎症介质的释放，从而清除损伤区域的死细胞和病原体；随着愈合的进展，NF-κB 会参与调控成纤维细胞和其他细胞的功能，影响新的血管生成和细胞外基质合成[17]。需要注意的是，NF-κB 信号的过度激活可能导致炎症持续加剧，影响愈合过程。因此，平衡NF-κB的活性不仅是控制炎症反应和促进有效腱骨愈合的关键，也是制定腱骨损伤治疗策略时需认真考虑的问题。

1.6 其他

除上述信号通路以外，腱骨愈合还与雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信号通路、核转录因子红系2相关因子2（nuclear factor-erythroid 2-related factor 2，Nrf2）信号通路、活性氧（reactive oxygen species，ROS）/NOD 样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3，NLRP3）信号通路、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）信号通路、Notch 信号通路等相关[18―23]。

2 中药基于相关信号通路促进腱骨愈合

现有研究表明，许多中药单体、提取物和复方能够通过调节TGF-β、BMP、Wnt、FGF 和NF-κB 等信号通路来促进细胞增殖和分化、刺激胶原合成和基质生成、抑制炎症反应等，从而有助于腱骨修复和愈合。

2.1 中药单体或提取物基于相关信号通路对腱骨愈合的调控

Tian 等[24]研究发现，黄芩素可能通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进腱骨细胞增殖和成骨分化，加速腱骨愈合；经黄芩素治疗后的腱骨界面胶原纤维生长良好，并且与对照（生理盐水）组相比，能提早形成Sharpey纤维；同时，黄芩素还能提高腱骨干细胞中骨相关基因的表达水平，如碱性磷酸酶、BMP-2和骨钙素等，从而促进腱骨愈合。然而，黄芩素在腱骨愈合中的作用机制、剂量和治疗时机仍需进一步研究，并需要进行更多的基础和临床研究来深入了解其应用于腱骨愈合治疗的效果和安全性。

Zhang 等[25]研究发现，淫羊藿苷可以激活Wnt/β-catenin 信号通路，增加碱性磷酸酶的活性，并诱导骨髓基质细胞中核心结合因子α1、BMP-2 和BMP-4 的表达，促进骨钙素分泌，从而加速腱骨愈合。Zhang等[26]研究还发现，淫羊藿苷可以通过激活大鼠的BMP-2/Smad5/Runt 相关转录因子2（Runt related transcription factor 2，Runx2）信号通路，促进骨钙素的分泌，从而增强大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow stem cell，BMSC）的活力，加速腱骨愈合。上述研究结果为淫羊藿苷在促进腱骨愈合的临床应用方面提供了理论依据。

Zhang 等[18]研究发现，骨碎补总黄酮可通过激活mTOR 信号通路，刺激肌腱干细胞成骨分化，提高肌腱与骨的连接质量以及相关蛋白的磷酸化水平；还可增加愈合组织中VEGF和细胞外基质蛋白等的表达，而这些蛋白为mTOR信号通路下游靶蛋白，与促进腱骨愈合密切相关。

许华亮等[27]研究发现，小白菊内酯可抑制NF-κB信号通路及炎症反应，促进成骨相关蛋白Runx2 的表达，提高下游成骨相关基因OCN的表达水平，并调节肌腱干细胞的成骨分化，从而促进腱骨愈合。

史友刚等[28]研究发现，三七总皂苷能激活Wnt/β-catenin信号通路，显著促进大鼠肌腱干细胞的成骨分化，同时增加成骨因子Runx2和成骨细胞特异性转录因子（Osx）的表达，并提高β-catenin 的活性。刘晓华等[29]研究发现，三七总皂苷可以提高内源性生长因子（如胰岛素样生长因子1、VEGF 等）的表达水平，而这些生长因子对肌腱干细胞的成骨分化均能起到重要作用。但以上研究结果有待临床试验确证，使用三七总皂苷治疗肌腱损伤时需谨慎评估其安全性和有效性。

Li等[19]研究发现，丁香酚可以通过激活Nrf2/血红素加氧酶1（heme oxygenase 1，HO-1）信号通路保护肌腱干细胞免受氧化应激引起的损害，经丁香酚处理后的肌腱干细胞可显著促进腱骨愈合过程中的肌腱生成和基质再生，从而有效促进腱骨愈合。

研究发现，姜黄素能够通过抑制ROS/NLRP3 信号通路，显著减少ROS/NLRP3 引发的病理性炎症导致的肌腱干细胞凋亡，并能诱导硬化结节细胞的形成，从而促进腱骨修复[20]。

Zhou 等[30]研究发现，丹参酮能通过激活TGF-β/Smad3信号通路，诱导成纤维细胞增殖，减少肌腱粘连，提高腱骨强度，并促进腱骨基质的胶原纤维生成，增强力学性能，从而改善腱骨愈合效果。

Wang 等[31]研究发现，紫堇碱可通过调控NF-κB 信号通路，抑制前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）成纤维细胞的炎症反应，并能抑制基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）、炎症因子以及ACL受损部位TNF-α的表达，从而减少TNF-α诱导的炎症反应，还能促进成纤维细胞生长，进而促进受损ACL组织的恢复。

Bai等[32]研究发现，甘草酸能通过调节Wnt/β-catenin信号通路促进人骨髓基质细胞的成骨分化和钙沉积，从而促进腱骨愈合。值得注意的是，尽管甘草酸的效果已经得到验证，但在使用之前仍需进行大量临床研究来确认其使用剂量、次数和时机。

综上，中药单体或提取物对腱骨愈合相关信号通路的调节作用见表1。

表1 中药单体或提取物对腱骨愈合相关信号通路的调节作用

2.2 中药复方基于相关信号通路对腱骨愈合的调控

桃红四物汤由当归、川芎、桃仁、红花等中药组成。徐众华等[33]研究发现，桃红四物汤能够改善兔肩袖组织的病理损伤，减轻炎症反应，通过抑制磷脂酰肌醇3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（又称Akt）/mTOR信号通路、激活自噬来促进蛋白质合成和肩袖组织修复。

六味地黄丸由熟地黄、山药、山茱萸、牡丹皮、茯苓、泽泻6 味中药组成，具有滋阴补肾的作用。陈能等[34]研究表明，六味地黄丸在改善ACL 损伤患者ACL 重建后的腱骨愈合方面效果良好，其能通过调控TGF-β信号通路，提高腱骨界面ACL 组织中内源性TGF-β1的表达水平，从分子生物学层面促进ACL重建后的腱骨愈合。

续筋接骨液包含了多味中药，如当归、赤芍、丹参等。这些中药具有活血化瘀、止痛消肿的功效，可通过调理肝脏、促进气血运行来治疗筋骨损伤。谢求恩等[21]实验结果表明，续筋接骨液能上调VEGF信号通路和碱性FGF（basic FGF，bFGF）的表达，促进血管内皮细胞的分裂增殖和微血管的生成，从而促进肩袖腱骨界面的愈合。

研究表明，补肾活血复方可能通过多个细胞信号转导途径来调节BMSC的增殖、迁移及成骨分化[35―36]。此外，补肾活血复方还可以通过TGF-β/Smad、Wnt/β-catenin、丝裂原激活蛋白激酶和Notch 等多种信号通路来实现成骨信号转导，从而促进BMSC分化为成骨细胞，以完成腱骨的愈合过程[22―23]。可见，补肾活血复方调控腱骨愈合的作用机制具有多途径和多靶点的特点。

复方接骨片在ACL 断裂愈合过程中发挥了关键作用，该过程涉及多条分子信号通路和多个细胞类型。ACL损伤后，炎症细胞、成纤维细胞、BMSC和骨细胞等多种类型细胞进入损伤区域，这些细胞产生的分子信号通路在愈合过程中发挥了重要作用。复方接骨片中的组方药材，如乌贼骨、蜈蚣、石斛等，具有抗炎、促进软骨修复和增加骨密度等功效，从而使该方能通过直接影响损伤区域的细胞或调控Wnt、BMP 和NF-κB 等信号通路，发挥促进腱骨愈合的作用[37―38]。

综上，中药复方对腱骨愈合相关信号通路的调节作用见表2。

3 总结及展望

腱骨组织的有限再生能力使得肌腱和韧带损伤的治疗成为挑战，细胞和分子水平的干预是促进腱骨愈合的关键。腱骨愈合是一个复杂的生物学过程，涉及多种细胞因子和信号通路的调控。现代研究显示，中药可通过TGF-β、BMP、Wnt、FGF、NF-κB等信号通路调节细胞增殖、分化、迁移和基质合成等关键过程，从而有效促进腱骨愈合；且中药具有成本低、非成瘾性、多靶点、较少毒副作用以及患者易接受等优势，故已成为腱骨愈合领域的重要干预方法。

尽管目前中药在腱骨愈合领域取得了一些进展，但仍然存在许多待解决的问题。笔者认为未来的研究方向可以为：（1）深入探究信号通路机制——对于不同信号通路在腱骨愈合中的具体作用机制需要更深入的研究，特别是在腱骨愈合不同阶段和损伤类型中的调节机制。（2）精准化治疗——鉴于个体差异性，开发针对不同患者的个性化治疗策略将是未来的发展方向，中药可能在这方面发挥重要作用。（3）中药活性成分的鉴定——未来需要更多的研究来鉴定和分离中药中对腱骨愈合有益的活性成分，并探索其作用机制，以实现更精确的治疗效果。（4）临床试验和应用——中药在腱骨愈合中的应用需要更多的临床试验来验证其疗效和安全性，以便为临床实践提供更可靠的依据。（5）多学科合作——腱骨愈合问题涉及生物学、医学、药学等多个领域，需要跨学科合作，充分整合不同领域的专业知识和技术手段。

综合而言，腱骨愈合的研究及其中药干预的应用前景广阔。随着对信号通路及作用机制的深入理解和中药的深入研究，中药治疗未来有望在腱骨愈合治疗领域取得更大的突破，从而为相关药物的开发提供更多的优质资源和方向。