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補腎益精中藥在幹細胞研究中的應用進展

2023年09月26日

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作者:童曉雲,楊忠奇,冼紹祥,趙立誠
【摘要】
幹細胞研究是目前國內外 科學 界關注研究的熱點領域,文章回顧了補腎益精中藥促進幹細胞向成骨細胞、造血細胞、心肌細胞、血管內皮細胞、神經細胞、肝細胞及生殖細胞等多方面增殖分化的研究,為幹細胞的研究提供了新的思路。
【關鍵詞】 補腎益精中藥 幹細胞 分化
  幹細胞研究是近些年來國內外科學界關注的熱點領域,由於幹細胞具有多向分化及自我增殖的能力,故在細胞替代 治療 、基因治療、組織工程等方面具有良好的應用前景。祖國醫學認為:腎藏精主生殖,腎主骨生髓化血通於腦,腎精的盛衰決定著人體的生長、發育與生殖。由於腎精在內涵及功能上與幹細胞有相似之處,目前相關的大量研究表明,許多補腎益精中藥可促進骨髓造血幹細胞增殖分化,並可促進成骨細胞、血管內皮細胞、神經細胞、肝細胞及生殖細胞等的再生,故加強補腎益精的研究可望為幹細胞開創新的治療途徑。現將補腎益精中藥在幹細胞研究中的應用進展綜述如下。
   1 腎精與幹細胞的相似性

  祖國醫學認為,精是生命的根源物質,精氣藏於腎。《素問·六節髒象論》說:「腎者,主蟄,封藏之本,精之處也。」《素問·金匱真言論》曰:「夫精者,身之本也」。腎中所藏之精可分先天之精與後天之精,其中,人出生之前,在母體中所獲得者為先天之精。《靈樞·本神》所說:「生之來,謂之精。」《靈樞·陰陽脈解》說:「兩神相搏,合而成形,常先身先,是謂精。」《靈樞·經脈》:「人始生,先成精,精成而腦髓生,骨為干,脈為營,筋為剛,肉為牆,皮膚堅而毛髮長。」論述了胚胎的形成、發育的過程,認為精是形成胚胎、構成人形的原始物質。這種先天之精來源於父母的生殖之精-即精子和卵子結合後的受精卵,受精卵作為全能幹細胞,是構成胚胎髮育的原始物質,在母腹內促使胎兒形成並發育完善,故先天之精在含義上與胚胎幹細胞是極為相似的。

  此外,精不僅是構成人體的基本物質,也是人體生長發育及各種功能活動的物質基礎。出生之後,通過肺吸入之清氣,脾胃吸收之水谷精氣,不斷化生為後天之精。後天之精能推動促進機體的生長、發育和生殖,並調節人體的各種生理功能活動。這種「精」的特點是能化,如《素問·陰陽應象大論》所云:「氣歸精、精歸化」,所謂化就是能化生出身體的各種臟器組織及氣血津液等所有成分,故具有再生的信息。因此,從中醫學的眼光看,中醫所言的「精」與多潛能幹細胞在內涵與功能上具有很大的相關性[1]。因此,通過補腎益精治療,有可能通過促進幹細胞的增殖分化能力,從而達到修復再生器官、恢復器官功能細胞的作用。
   2 補腎益精中藥促進骨髓幹細胞增殖分化的研究

  中醫學很早就認識到腎與骨髓關係密切,《黃帝內經》曰:「腎藏精,主骨生髓」「骨者,髓之府」「髓者,骨之充也」「腎生骨髓」。
  2.1 補腎益精中藥促進骨髓幹細胞向成骨細胞分化根據補腎益精中藥具有生髓壯骨功效的理論,國內許多學者通過大量動物實驗與臨床實踐均發現,補腎類中藥能促進骨髓幹細胞向成骨細胞的增殖分化。

  陳薇等[2]研究發現,中藥龜版提取物浸膏洗脫後的組分具有促進大鼠骨髓間充質幹細胞增殖的作用。鄭良朴等[3]觀察不同濃度的補骨合劑(補腎壯骨湯基礎化裁)對體外培養骨髓間充質幹細胞(MSCs)分化的影響,發現補骨合劑可以促進MSCs分泌鹼性磷酸酶和骨鈣素,從而加速MSCs向成骨細胞分化。王和鳴等[4]研究巴戟天對骨髓基質細胞向成骨細胞分化的影響,結果發現,巴戟天水提物及醇提物均能促進含藥血清法體外培養的骨髓基質細胞向成骨細胞分化,且巴戟天醇提物的作用強於水提物。曾意榮等[5]觀察補腎活血中藥(由熟地、杜仲、補骨脂、川牛膝、木瓜、枸杞子、丹參、廣木香等組成)含藥血清對大鼠骨髓間充質幹細胞體外增殖的作用,結果發現補腎活血中藥含藥血清能對大鼠MSCs在體外增殖能力有促進作用。馬慧萍等[6]將淫羊藿總黃酮(TFE)和含TFE的大鼠血清加入大鼠MSCs培養液中,進行細胞增殖和成骨性分化的分析,結果表明TFE活性代謝產物強烈刺激MSCs的增殖和成骨性分化。肖魯偉等[7]觀察復方右歸飲含藥血清對胎兔骨髓基質細胞體外培養的增殖及向軟骨細胞誘導分化的影響,結果發現,不同濃度右歸飲含藥血清對培養骨髓基質細胞均顯示增殖刺激作用,右歸飲含藥血清誘導後細胞形態由原先的長梭形、紡錘形逐漸變為圓形、橢圓形,Ⅱ型膠原免疫組化染色顯示呈現陽性,表明右歸飲可誘導骨髓基質細胞定向分化為軟骨細胞。

  以上這些研究提示中藥可以促進骨髓幹細胞向成骨方向分化,從而在治療骨質疏鬆症、骨缺損疾病方面,或在骨組織工程研究中具有很大的應用前景。
  2.2 補腎益精中藥促進骨髓造血干/祖細胞的增殖分化精血同源,腎與血液的生成有著極為重要的關係,精血可相互滋生轉化,腎中所藏的先天之精不僅可以化生為腎氣,也能夠化生為血液。《張氏醫通》云:「血之源頭在乎腎」。張景岳在《景岳全書·血證》亦曰:「血即精之類也」。《侶山堂類辨》:「腎為水髒,主藏精而化血」。故通過補腎固精的中藥治療,有可能起到生髓化血的作用。

  國內不少學者根據以上理論開展中醫藥對骨髓造血干/祖細胞生物學的研究由來已久,通過採用多種骨髓損傷的動物模型進行補腎生髓化血的實驗研究,並在治療血液病、放化療後骨髓抑制等方面進行了大量相關的臨床觀察,結果表明,補腎生髓中藥有保護骨髓、促進造血的作用。

  如張榮華等[8]發現補腎活血方(當歸、丹參、仙靈脾、骨碎補等)對免疫介導的再障小鼠骨髓CD45+細胞、骨髓有核細胞有保護作用,其機理可能是補腎活血中藥能促進骨髓幹細胞的增殖分化。張新華等[9]發現益髓生血靈(含熟地、山萸肉、當歸、雞血藤、砂仁、補骨脂、黃芪、黨參、龜版膠及阿膠等)對小鼠骨髓粒-巨噬細胞集落形成單位(CFU-GM)、紅系爆式集落形成單位(BFU-E)和紅系集落形成單位(CFU-E)均有促進增殖分化作用。陳志雄等[10]研究活髓片(黃芪、當歸、川芎、補骨脂等)對環磷醯胺造模小鼠骨髓DNA影響,發現補腎活血中藥方可以促進骨髓細胞由G1期進入S期,保護骨髓和促進骨髓細胞的DNA合成。梁毅等[11]研究發現,活髓片對免疫介導再障小鼠骨髓造血微環境紊亂狀態有改善作用,可降低骨髓基質細胞凋亡率,促進培養細胞的血管細胞黏附分子(vascular cell adhesion molecule,VCAM-1)的表達,增加骨髓基質細胞的增殖能力。上述諸多研究證實了腎精充足,髓海充盈,則可促進骨髓的造血功能。
  2.3 補腎益精中藥促進心肌細胞及血管內皮細胞的分化有學者對補腎益精中藥在心血管系統再生修復方面的應用有所報道,如朱丹燕等[12,13]研究了淫羊藿苷誘導胚胎幹細胞向心肌細胞分化的作用,結果發現,10-7 mol/L淫羊藿苷可體外誘導胚胎幹細胞分化為心肌細胞,分化的心肌細胞經免疫螢光染色後,心臟α-輔肌動蛋白、肌鈣蛋白T呈陽性。血管生成屬於中醫「血」「脈」理論範疇,「脈為血之府」, 現代 醫學認為來源於骨髓的內皮祖細胞參與胚胎期及出生後血管的新生與修復,與祖國醫學「腎主骨藏精、精血同源」理論有相通之處。王蕾等[14]通過免疫組化的方法觀察補腎生血藥(熟地、山茱萸、黃芪、阿膠等)對老年金黃地鼠子宮組織血管生成因子鹼性成纖維細胞生長因子(bFGF)、血管內皮生長因子(VEGF)表達水平的影響,結果表明補腎生血藥能夠明顯改善老齡動物的生理性腎虛症狀, 且促進局部血管生成。張樹成等[15~17]研究補腎生血方(山茱萸、熟地黃、龜甲膠、阿膠、當歸等)和補腎調經方(當歸、熟地黃、菟絲子、枸杞子、五靈脂等)對老年雌性金黃地鼠(符合老年生理性腎虛症狀)的促血管再生作用,發現這兩個方藥均具促進子宮組織血管生成作用,提示補腎中藥具有整體促血管新生作用。並採用自身對照方法,對服用補腎調經中藥前後的人治療前後著床期子宮內膜組織的VEGF、VEGF受體(VEGFR)、bFGF/FGF、血小板衍化生長因子受體-α(PDGFR-α)、表皮生長因子受體(EGFR)進行免疫組化的對比分析,結果發現服用中藥後5種血管生成因子的表達強度和陽性細胞率均明顯增加,提示中藥具有整體促進血管生成的作用,並進而提出「補腎生脈」說。

  由上可見,補益腎精治療可促使骨髓幹細胞向成骨細胞分化,並可促進骨髓造血干/祖細胞、心肌細胞、內皮祖細胞等的增殖分化能力,揭示了「腎主骨生髓化血」的科學內涵。
   3 補腎益精中藥促進神經細胞再生

  腎主骨生髓,而「腦為髓之海」(《靈樞·海論》),「髓者,以腦為主」(《素問·奇病論》),「人始生,先成精,精成而腦髓生」(《靈樞·經脈》),所以腦和髓的名稱雖然不同,而實際上是同出腎精一源的,腎精是腦髓形成的物質基礎,腎精充足則腦髓充盈,人體便精力旺盛,智慧靈活;腎精不足腦髓空虛,導致記憶力、智力下降。《靈樞·海論》曰:「髓海不足,則腦轉耳鳴,脛酸眩冒,目無所見,懈怠安臥。」補腎益精中藥改善記憶力減退、反應遲鈍、思維喪失、神志呆鈍等症狀的功能已被很多實驗證實,多種中醫腦病如痴呆、中風後遺症、小兒腦癱、兒童智力低下、腦萎縮等均表現出腦髓虛損的證候, 由於腎精虧損是直接原因,故均可從腎論治,通過補腎填精、充髓益智以治本[18]。

  國內有不少學者根據祖國醫學「腎藏精生髓通腦」的理論,開展了補腎益精中藥誘導骨髓幹細胞向神經細胞分化的研究,如張進等[19]觀察發現龜版水煎液可體外誘導分離培養的大鼠骨髓間充質幹細胞轉分化為神經幹細胞,但未能被誘導為神經元樣細胞與星形膠質細胞。陳東風等[20]觀察龜版含藥血清體外誘導成鼠骨髓間充質幹細胞分化為神經元的能力,結果發現成年大鼠骨髓間充質幹細胞受龜版血清誘導後神經元樣細胞NF表達陽性,且陽性表達達到高峰,故認為補腎中藥龜版可減輕神經損傷症狀,並對局灶性腦缺血後神經幹細胞有促進增殖作用。高唱等[21]研究左歸丸(主要成分為熟地黃、懷山藥、枸杞子、山茱萸、菟絲子、牛膝、鹿角膠、龜版膠等)對分離培養乳鼠神經幹細胞增殖分化的作用,發現左歸丸可部分拮抗左旋單鈉谷氨酸對神經幹細胞的抑制作用,顯著增加Nestin陽性細胞的比率。蔡光先等[22]探討地黃多糖對骨髓間充質幹細胞分化為神經細胞的誘導效應,地黃多糖組經地黃多糖誘導培養24 h後細胞顯示為典型的神經細胞樣形態,神經絲蛋白與膠質纖維酸性蛋白陽性細胞數均明顯高於β-巰基乙醇組,而對照組神經絲蛋白及膠質纖維酸性蛋白染色均為陰性。因此認為,地黃多糖具有誘導骨髓間充質幹細胞分化為神經樣細胞的作用。

  故目前的研究結果表明,補益腎精治療可促使骨髓幹細胞向神經樣細胞分化,揭示出「腎藏精生髓通腦」的科學內涵。
   4 補腎益精中藥促進肝細胞再生

  祖國醫學歷來有「肝腎同源」之說,《素問·陰陽應象大論》云:「腎生骨髓, 髓生肝」,生理上,肝腎同居下焦。肝血腎精同化於水谷精微,腎精可以化生肝血,肝血可以化養腎精。病理上亦會相互影響,腎精虧損,最易導致肝血不足;肝血不足,也可引起腎精虧損。

  國內李瀚旻等[23,24]根據該理論採用骨髓形成肝細胞動物模型對比觀察左歸丸對實驗小鼠骨髓形成肝細胞的影響,結果發現左歸丸能夠促進骨髓形成肝細胞,並認為,補腎促進骨髓形成肝細胞的作用機制可能在於調節全身機能和改善肝臟微環境,有利於骨髓細胞移行至肝臟並轉化為肝細胞。他們以左歸丸治療經左旋谷氨酸單鈉皮下注射結合肝大部切除複製肝腎精血虧虛證動物模型後,結果發現,左歸丸在改善模型動物肝再生過程的同時,還可促進模型動物骨髓有核細胞增生,升高外周血紅細胞和血紅蛋白。卓勤等[25]觀察了補腎益精藥物益腎寶及左歸飲對老年小鼠肝細胞DNA雙鏈結構及損傷修復能力的影響,結果發現,老年小鼠肝細胞DNA的融解溫度(Tm)及熱增色效應較青年小鼠顯著升高,服用補腎益精藥物後其Tm及熱增色效應明顯降低,表明補腎益精藥物可以減少老年小鼠肝DNA損傷程度,提高其損傷修復能力,改善其DNA結構的增齡性變化。

  由上可見,補腎益精中藥具有促進肝細胞再生的作用,上述研究證實了中醫學腎與肝的密切聯繫。
   5 補腎益精中藥促進生殖細胞再生

  腎主生殖,天癸是由腎精產生的精微物質,具生殖功能。《類經》云:「天癸者,……人之既生,則此氣化於吾身,是為後天之元氣。第氣之初生,真陰甚微及其既盛,精血乃旺。故女必二七,男必二八而後天癸至,天癸既至,在女子則月事以時下,在男子則精氣溢瀉,蓋必陰氣足而後精血化耳。」天癸,在女子為血,男子則為精,其源頭在腎。通過補益腎精治療,可起到調節改善人體生殖功能的作用。

  張樹成等[26]觀察兩例放療後致無精子不育的精原細胞瘤病例,予服用補腎生精中藥治療後(含菟絲子、女貞子、五味子、韭菜子、生地、首烏、黨參、白花蛇舌草、蜈蚣、水蛭等),發現患者由無精、偶見精子到具有接近正常的精液質量表現,故提出中藥在明確的生精作用中可能具有尚未引起重視的對生精幹細胞的直接作用,首次提出中藥對生精幹細胞可能具有誘導或促分化的作用。

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