中医药干预基质金属蛋白酶表达治疗椎间盘退变研究进展_赵继荣.pdf

第 29 卷第 5 期2023年 3 月Vol.29，No.5Mar.，2023中国实验方剂学杂志Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae中医药干预基质金属蛋白酶表达治疗椎间盘退变研究进展赵继荣1，杨正汉1*，马俊飞1，陈倩文1，张天龙2，蒋鹏1，赵宁2（1.甘肃中医药大学，兰州 730000；2.甘肃省中医院，兰州 730050）摘要 椎间盘退变是导致发生慢性腰痛的常见原因之一，作为脊柱疾患的常见病，其临床症状主要以腰背部疼痛及功能受限为主，严重影响着人类的身心与健康。因其发病机制复杂，目前尚未充分阐明，对于椎间盘退变的治疗一直是科学研究者及临床工作者关注的焦点。目前关于椎间盘退变的治疗方式主要包括非手术疗法及手术疗法，这些治疗方式可在一定程度上减轻患者的临床症状，但易诱发新的并发症，难以将椎间盘恢复至正常生理功能。近年来，随着基质金属蛋白酶在椎间盘退变组织中的研究不断深入，发现基质金属蛋白酶可作为椎间盘分子治疗靶标，通过降解椎间盘细胞外基质的含量及成分，调节其在椎间盘组织中的表达水平，以此来达到减缓椎间盘退变的进程甚至逆转椎间盘退变的发生。此治疗方式有望延缓因细胞外基质成分或含量改变而造成的椎间盘退变发生。近年来随着网络药理学及生物信息学研究的不断发展，大量研究者对中医药治疗椎间盘退变进行探究，发现中医药可通过抑制基质金属蛋白酶的表达，以此来减少细胞外基质的降解，从而减轻椎间盘退变的症状及减缓椎间盘退变发病进程。笔者就中医药干预基质金属蛋白酶表达治疗椎间盘退变的研究进展作一综述，以期为中医药应用于防治椎间盘退变提供参考和依据。关键词 中医药；基质金属蛋白酶；椎间盘退变；细胞外基质中图分类号 R2-0；R22；R285.5；R33；R681.5+3 文献标识码 A 文章编号 1005-9903（2023）05-0272-11doi 10.13422/ki.syfjx.20230595 网络出版地址 https:/ 2022-08-12 14:50:03Traditinal Chinese Medicine Intervention in Intervertebral Disc Degeneration by Regulating Matrix Metalloproteinase Expression：A ReviewZHAO Jirong1，YANG Zhenghan1*，MA Junfei1，CHEN Qianwen1，ZHANG Tianlong2，JIANG peng1，ZHAO Ning1（1.Gansu University of Chinese Medicine，Lanzhou 730000，China；2.Gansu Provincial Hospital of Chinese Medicine，Lanzhou 730050，China）Abstract Intervertebral disc degeneration is one of the common causes of chronic low back pain.As a common spinal disease，its clinical symptoms are mainly low back pain and limited function，which seriously affects physical and psychological health.Because of its complex and unclear pathogenesis，the treatment of intervertebral disc degeneration has been the focus of scientific researchers and clinical workers.At present，the treatment of intervertebral disc degeneration mainly includes non-surgical therapy and surgical therapy，which can alleviate the clinical symptoms of patients to a certain extent，but easily induce new complications，and it is difficult to restore the normal physiological function of the intervertebral disc.In recent years，along with the advanced research on matrix metalloproteinases（MMPs）in the tissues of intervertebral disc degeneration，it has 收稿日期 2022-05-09基金项目 甘肃省重大项目（21ZD4FA009）；国家中医药管理局项目（GZY-FJS-2020-213）；国家自然科学基金项目（81760877）；兰州市创新人才项目（2018-RC-99）；甘肃省科技厅重点研发计划社会发展类项目（20YF3FA016）第一作者 赵继荣，硕士，主任医师，博士生导师，从事中医药防治脊柱退行性疾患的临床与基础研究，E-mail：通信作者 *杨正汉，在读硕士，从事中医药防治脊柱疾患研究，E-mail：272第 29 卷第 5 期2023年 3 月中国实验方剂学杂志Chinese Journal of Experimental Traditional Medical FormulaeVol.29，No.5Mar.，2023been found that MMPs can be used as molecular therapeutic targets.The expression of MMPs in the intervertebral disc tissues can be regulated by reducing the content and composition of the extracellular matrix of the intervertebral disc，so as to slow down intervertebral disc degeneration and even reverse the occurrence of intervertebral disc degeneration.This treatment is expected to delay intervertebral disc degeneration caused by changes in extracellular matrix composition or content.In recent years，with the continuous development of network pharmacology and bioinformatics research，a large number of researchers have explored the treatment of intervertebral disc degeneration by traditional Chinese medicine（TCM）and found that TCM can reduce the degradation of extracellular matrix by inhibiting the expression of MMPs，thus alleviating the symptoms of intervertebral disc degeneration and slowing down the progression of intervertebral disc degeneration.This paper reviewed the research progress of TCM intervention in MMP expression in the treatment of intervertebral disc degeneration，aiming at providing references for the application of TCM in the prevention and treatment of intervertebral disc degeneration.Keywords traditional Chinese medicine；matrix metalloproteinase；intervertebral disc degeneration；extracellular matrix腰痛作为临床常见症状，在全球慢性疾病致残率中居于第 2位，据相关数据显示约有 5.4亿人正遭受腰痛疾病的困扰1。其终生患病率为 60%70%，不仅给患者带来极大痛楚，而且也造成社会经济负担加重及资源的浪费2。其中椎间盘退变（IVDD）被认为是造成腰痛最主要原因之一3。近年来研究发现 IVDD的发展变化与椎间盘细胞外基质（ECM）的组成和含量的改变密切相关。其中 ECM 成分中的基质金属蛋白酶（MMPs）随着 IVDD 程度的不断增加，在 ECM 中的表达存在着较大的差异3。同时相关研究显示 MMPs的表达及活性增加，直接或间接参与 IVDD过程4。最新的研究证实，MMPs作为一类蛋白水解酶，可通过降解椎间盘的 ECM 含量及成分加速 IVDD 的进展5。目前关于 IVDD 的治疗主要包括保守疗法、药物治疗及手术干预，但这些治疗方式难以恢复至正常椎间盘生理功能。因此，MMPs作为分子治疗靶标，可调节其表达水平，有望延缓因 ECM 成分改变造成的 IVDD 发展。近年来随着网络药理学及生物信息学的不断研究深入，大量研究者对中医药治疗 IVDD 进行探究，发现中医药能够干预 MMPs 表达，从而抑制 ECM 的降解，达到减缓 IVDD 的目的，本文通过对近年来中医药干预 MMPs 表达治疗 IVDD 的研究进展进行综述，以期为 IVDD的治疗提供可行性依据。1 ECM 紊乱是 IVDD的重要因素ECM 由蛋白多糖，胶原蛋白（Collagen）及弹性蛋白等不溶性结构成分构成，同时也包括相关的蛋白酶及细胞因子。胶原蛋白是椎间盘最主要的组 成 成 分，与 椎 间 盘 相 关 的 胶 原 种 类 有 间 质 胶原、，微量胶原、等6。其中椎间盘髓核中以型胶原为主，可以使得髓核具有弹性记忆的功能，在缓解椎间盘压力负荷方面具有重要作用7。纤维环主要含有 I型胶原、型胶原及含量较少的型、型、型胶原。正常椎间盘胶原分布，从内向外逐渐由型胶原向 I 型胶原转变，但在退变的椎间盘中，原本在纤维环占据主导的型胶原在髓核中表达增加8。说明了由于胶原的变换导致椎间盘变硬，传导压力负荷作用降低，导致 IVDD 的发生。同时 ECM 的蛋白多糖成分聚集状蛋白含量的下降，可导致髓核细胞 ECM 的渗透压下降，最终结局会导致髓核含水量的下降，这是引起 IVDD 并导致椎间盘结构及生物力学改变的主要因素9。除此之外弹性蛋白的作用更不能小觑，作为维持椎间盘形态、弹性及韧性的重要生化成分，在吸收外力震荡中发挥重要作用。当 IVDD 发生时，由弹性蛋白构成的原纤维会出现部分断裂，弹性蛋白分布密度明显下降，纤维出现磨损，甚至完全断裂10。这就进一步影响椎间盘所受机械力的压力负荷，在长期外力冲击下，IVDD 的概率就会增加。因此，ECM的成分及含量的改变，加速了 ECM 的降解，改变了椎间盘内部的微环境，加剧椎间盘内部成分的