中药复方治疗原发性骨质疏松用药规律及作用机制分析

doi:10.12307/2024.326

中国组织工程研究 ›› 2024, Vol. 28 ›› Issue (16): 2555-2560.doi: 10.12307/2024.326

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中药复方治疗原发性骨质疏松用药规律及作用机制分析

张景涛1，胡珉华1，刘世涛1，李树源2，江泽欣1，曾文星1，马路遥1，周琦石3

1广州中医药大学第一临床医学院，广东省广州市 510499；2广州中医药大学第三临床医学院，广东省广州市 510006；3广州中医药大学第一附属医院，广东省广州市 510405

收稿日期:2023-03-09 接受日期:2023-05-25 出版日期:2024-06-08 发布日期:2023-07-31
通讯作者: 周琦石，博士，主任中医师，广州中医药大学第一附属医院，广东省广州市 510405
作者简介:张景涛，男，1999年生，安徽省六安市人，汉族，广州中医药大学在读硕士，主要从事中医药防治中医骨伤创伤疾病研究。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(81674001)，项目负责人：周琦石

Regularity and mechanism of traditional Chinese medicine compound prescriptions in the treatment of primary osteoporosis

Zhang Jingtao1, Hu Minhua1, Liu Shitao1, Li Shuyuan2, Jiang Zexin1, Zeng Wenxing1, Ma Luyao1, Zhou Qishi3

1The First Clinical College of Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510499, Guangdong Province, China; 2The Third Clinical College of Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, Guangdong Province, China; 3The First Affiliated Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, Guangdong Province, China

Received:2023-03-09 Accepted:2023-05-25 Online:2024-06-08 Published:2023-07-31
Contact: Zhou Qishi, MD, Chief physician, The First Affiliated Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, Guangdong Province, China
About author:Zhang Jingtao, Master candidate, The First Clinical College of Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510499, Guangdong Province, China
Supported by:
National Natural Science Foundation of China, No. 81674001 (to ZQS)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

数据挖掘：将传统的数据分析方法与处理大量数据的复杂算法相结合的技术，主要是指从大量不完整、混杂、模糊、随机的实际应用数据中提取潜藏的、有价值信息的过程。
分子对接：通过受体的特征以及受体和药物分子之间的相互作用方式来进行药物设计，主要研究分子间(如配体和受体)相互作用，并预测其结合模式和亲合力的一种理论模拟方法。

背景：中药复方治疗原发性骨质疏松有着较久的历史，并且疗效确切，但其用药规律及作用机制尚不明确。

目的：利用数据挖掘与网络药理学的方法学，探究现代中医家治疗原发性骨质疏松的用药规律、分子层面的作用机制并一定程度的加以验证。
方法：将中国知网、万方、维普、PubMed等数据库收录的相关文献作为数据来源，使用Microsoft EXCEL 2019、IBM SPSS 25.0等软件统计和提取相关资料。将数据统计得到的高频药物进行关联规则分析和聚类分析，综合两者结果得到中药复方治疗原发性骨质疏松的核心药物组合，利用网络药理学阐释此组合发挥治疗作用的机制并借助分子对接加以验证。

结果与结论：最终纳入151篇文献，筛选出方剂207首，涉及中药285味。①通过上述两种分析综合得到重要药物组合10组，其中置信度和提升度最高的核心药物组合为“骨碎补-杜仲-当归”，其组合治疗原发性骨质疏松的关键成分为槲皮素、山奈酚、柚皮素等，核心靶点为SRC原癌基因(SRC proto-oncogene)、磷脂酰肌醇-3-激酶调节亚单位1(PIK3R1)、RELA 原癌基因(RELA)等，主要通路为癌症信号通路、JAK-STAT信号通路、VEGF信号通路、核因子κB信号通路等。②将关键活性成分与核心靶点进行分子对接，两者展示出较好的结合性。③中药复方治疗原发性骨质疏松核心药物组合可利用其多种活性成分，通过多条信号通路、作用于多个靶点发挥疗效，可为后续治疗原发性骨质疏松新药的研发提供理论基础。

https://orcid.org/0009-0003-2601-9711(张景涛)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 原发性骨质疏松, 数据挖掘, 网络药理学, 骨碎补, 杜仲, 当归, 分子对接

Abstract: BACKGROUND: Traditional Chinese medicine compound prescription has a long history in the treatment of primary osteoporosis, and the curative effect is definite, but the medication rule and mechanism are not clear.
OBJECTIVE: Using the methodology of data mining and network pharmacology, to explore and verify the law of drug use and molecular mechanism of modern traditional Chinese medicine in the treatment of primary osteoporosis.
METHODS: The relevant documents included in CNKI, WanFang, VIP and PubMed were used as data sources, and the relevant data were statistically counted and extracted by Microsoft EXCEL2019, IBMSPSS25.0 and other software. The high-frequency drugs obtained from the data statistics were analyzed by association rules analysis and cluster analysis, and the core drug combination of traditional Chinese medicine compound prescription in the treatment of primary osteoporosis was obtained by combining the two results. The therapeutic mechanism of this combination was explained by network pharmacology and verified by molecular docking.
RESULTS AND CONCLUSION: Finally, 151 articles were included and 207 prescriptions were selected, involving 285 flavors of Chinese herbs. (1) Ten groups of important drug combinations were obtained through the above two analyses, among which the core drug combination with the highest confidence and improvement was “Drynaria-Eucommia-Angelica.” The key components of the combination in the treatment of primary osteoporosis were quercetin, kaempferol, naringenin and so on. The core targets were SRC proto-oncogene, phosphoinositide-3-Kinase regulatory subunit 1 and RELA proto-oncogene. The main pathways were cancer signaling pathway, JAK-STAT signaling pathway, VEGF signaling pathway, and NF-κB signaling pathway. (2) The key active components were docked with the core targets, and the two showed a good combination. To conclude, Chinese herbal compound therapy in the treatment of primary osteoporosis can use a variety of active components to exert its efficacy through multiple signal pathways and acting on multiple targets, which can provide a theoretical basis for the research and development of new drugs for the follow-up treatment of primary osteoporosis.

Key words: primary osteoporosis, data mining, network pharmacology, Drynaria, Eucommia ulmoides, Angelica sinensis, molecular docking

中图分类号:

张景涛, 胡珉华, 刘世涛, 李树源, 江泽欣, 曾文星, 马路遥, 周琦石. 中药复方治疗原发性骨质疏松用药规律及作用机制分析[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(16): 2555-2560.

Zhang Jingtao, Hu Minhua, Liu Shitao, Li Shuyuan, Jiang Zexin, Zeng Wenxing, Ma Luyao, Zhou Qishi. Regularity and mechanism of traditional Chinese medicine compound prescriptions in the treatment of primary osteoporosis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2024, 28(16): 2555-2560.

图/表（结果） 9

2.1 治疗POP处方的搜集与选取初步检索得到2 491 篇相关文献，首先在几个数据库均出现的重复文献仅保留1 篇，再按照上述的纳入标准与排除标准进行筛选，最终有151 篇文献符合研究标准。因部分文章研究两首或以上的处方，所以151 篇文献中有207 首治疗POP处方被纳入此次研究。文献搜集和筛选具体流程见图1。

2.2 中药复方治疗POP的四气、五味、归经频次分析将207 首处方录入Microsoft office Excel 2019，对数据进行提取、分类、数理统计等处理。此次研究的处方包含中药285 味，其中有28 味使用频次大于20，骨碎补的使用频次最高，共112 次(54.11%)，频次第二、三分别是当归98 次(47.34%)、杜仲86 次(41.55%)，其它高频使用中药分布见表1。处方使用的中药药性总体是以温为主(605 次，41.75%)，以寒(331 次，22.84%)、平(240 次，16.56%)为辅。药味中，咸味和苦味占据了绝大部分，具体为咸味607 次(34.08%)，苦味411 次(23.08%)。归经前三名为：肾经(2 401 次，23.08%)、肝经(1 710 次，16.44%)、胃经(1 551 次，15.00%)；具体四气五味归经情况见图2。

2.3 治疗POP的中药组方关联规则将处理好的数据导入IBM SPSS Modeler 18.0，对285 味中药进行关联规则分析，设置重要计算参数：最大前项数为3；将关联度综合排名前10的药对进行展示，见表2。排名前3的药对为“杜仲，当归=>骨碎补”(支持度0.199)、“牛膝，当归=>骨碎补”(支持度0.170)、“川芎，骨碎补=>当归”(支持度0.165)。将关联规则结果的强链接、中链接、弱链接数据导入Cytoscape 3.8.0，对关联规则进行可视(图3)。药物颜色越深表示药物出现的频数越高，两个药物之间的连线越粗、颜色越深，表示两个药物同时出现的次数越多，联系越密切。由图可知，骨碎补、杜仲、当归的联系最为紧密。

2.4 中药复方系统聚类分析运用IBM SPSS Statistics 25软件对高频药物(频数≥20，共28味中药)进行系统聚类分析，得到多组中药(图4)，当聚类数(k)取15 时，可以得到6 类药物组合，分别是第1类：枸杞、菟丝子、骨碎补、杜仲、山药、山茱萸；第2类：熟地黄、续断；第3类：黄芪、丹参；第4类：淫羊藿、巴戟天，肉苁蓉；第5类：当归、川芎、白芍、白术、党参、甘草；第6类：牛膝、桑寄生、山萸肉。系统聚类所得的6 个聚类组合总体均为补肾强骨，补气生血的组合，治本以补肾固本为主，治标以补养气血为主；体现了原发性骨质疏松肾精不足的基本病机。

2.5 药物及POP疾病相关靶点的筛选综合上述分析结果，确定“骨碎补-杜仲-当归”为核心药物组合，在TCMSP数据库中，按照筛选要求可得到48 个核心药物的活性成分，其中骨碎补18 个，杜仲28 个，当归2 个。通过预测共得到活性成分的相关靶点601 个；通过OMIM、GeneCards、TTD、Drugbank、Disgenet数据库检索得到1 491 个与POP发病相关的重要靶点。先取药物靶点的交集，然后取疾病发病相关靶点的交集，最后将这两者的交集再取交集，共得到骨碎补、杜仲和当归治疗POP的177 个潜在作用靶点。
2.6 “药物-活性成分-潜在作用靶点”的网络构建运用Cytoscape 3.8.0软件构建“药物-活性成分-潜在作用靶点”网络(图5)，网络共包含3 味中药，37 个药物活性成分(其中1 个共同活性成分)，177 个交集基因。成分度值越大，表明该成分在网络中的地位越重要，度值排名前8的成分见表3；其中槲皮素(quercetin)、山奈酚(kaempferol)、柚皮素(naringenin)等为核心药物组合治疗POP的关键活性成分。将交集基因导入STRING数据库进行PPI分析，得到中药活性成分作用于POP的PPI网络；通过Cytoscape 3.8.0软件得到PPI可视化网络(图6)；利用网络拓扑学参数筛选出网络中度值排名前15的靶点蛋白(图7)，这15 个靶点为网络中重要的靶点，是核心药物组合治疗POP的关键靶点。

2.7 GO功能富集与KEGG通路富集分析通过GO分析筛选得到236 种生物过程(biologicalprocess，BP)，包括细胞对有机氮化合物的反应、转移酶活性的正调节、细胞迁移的正调节、对无机物质的反应等；获得123 种细胞组分(cellular component，CC)，主要包括薄膜筏、受体复合物、膜侧、神经元细胞体等；得到194 组分子功能(molecular function，MF)，涉及蛋白激酶活性、蛋白质结构域特异性结合、蛋白质同源二聚活性、磷酸酶结合等生物学功能。根据count值排序，分别取BP、CC及MF排名前10 位者进行可视化(图8)。KEGG分析共富集到信号通路37 条(P < 0.01)，选择count值前20 条通路进行可视化展示，见图9。其中10 条通路与POP显著相关，包括癌症途径(Pathways in cancer)、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路(AGE-RAGE signaling pathway in diabetic complications)、化学致癌-受体激活(Chemical carcinogenesis- receptor activation)、小细胞肺癌(Small cell lung cancer)、催乳素信号通路(Prolactin signaling pathway)、JAK-STAT信号通路(JAK-STAT signaling pathway)、癌症中的转录失调(Transcriptional misregulation in cancer)、NF-κB信号通路(NF-kappa B signaling pathway)、VEGF信号通路(VEGF signaling pathway)。

2.8 分子对接验证选取图6中度值排名前8的药物活性成分与PPI网络中度值排名前8的潜在作用靶点进行分子对接，可以得到每组对接的结合能，将结合能结果导入R语言，引用pheatmap包绘制结合能可视化热图，图中颜色越红，表示两者结合所需要的外界能量就越少，结合的可能性越大、紧密度越高。通常结合能≤?5.0 kJ/mol时，活性成分的化学结构与潜在作用靶点的三维立体结构就能稳固结合，图10中92.1%的结合能小于?5.0 kJ/mol，成分-靶点之间的结合活性在一定程度上得到验证。如对接结果中柚皮素与MAPK3展示出很好的结合性(图11)。

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引言

材料方法

1.1 数据来源在中国知网、万方、维普、中国生物医学文献等中文数据库中，将“原发性骨质疏松”设置为主题词，将“中医”“中药” “中医药”设置为自由词，分别记录检索得来的结果；在PubMed英文数据库中，将“primary osteoporosis”“traditional Chinese medicine”分别设置为主题词与自由词进行检索；检索时限区间均为各数据库建库至2022年11月。
1.2 纳入标准 ①成方药物组成明确的文献；②临床疗效具有统计学意义的临床病例数据收集类、骨质疏松专家的临床用药经验类等类型的文献；③对于药物具体的服用方式、煎煮方法、用药时间等不做限制。
1.3 排除标准 ①基于中医体系的纯理论型研究、综述和Meta分析等间接统计类研究、动物实验等研究类型文献；②对于处方相同或者极其相似(药物组成重复率≥90%)而研究方向与思路不同的一些文章，只保留统计学意义最大、与此次研究联系最密切的一篇文献。
1.4 检索与筛选文献对于所查询文献的题目、摘要和具体内容，要求2 名研究者独立阅读，确认纳入标准的文献，进行独立的处方统计，重复出现的处方只纳入1 次，完成统计后第3 名同学进行核对，有分歧的文献进行组内共同讨论和裁决。
1.5 建立数据库与预处理数据运用Microsoft Excel 2019建立原发性骨质疏松处方数据库。参考《中药大辞典》和《中华本草》对中药名进行规范化处理[12-13]，主要是对药物别名进行统一，如：把“田七”“田三七”统一为“三七”；同种药物因产地或者不同炮制方法而功效有所不同的分别计入，如将“怀牛膝”“川牛膝”分别计入。
1.6 处理与分析数据对于按照上述规范要求得到的中药，运用Microsoft Excel 2019分别进行频数、性味归经的统计；依据IBM SPSS Modeler 18.0软件Apriori算法，设置重要统计参数，对得到的高频药物(频次≥100)进行更进一步的关联规则分析；同时使用IBM SPSS Statistics 25软件，对频次≥20的中药进行聚类分析。结合两者结果得到中药复方治疗POP的核心药物组合。
1.7 运用网络药理学的方法对核心药物组合治疗POP进行作用机制的分析
1.7.1 获取核心药物组合活性成分和预测靶点将核心药物组合的中药在TCMSP数据库(https://tcmsp-e.com/)中进行检索，获得所有的活性成分，结合人体胃肠道吸收度和利用率，按照口服生物利用度(OB)≥30%及类药性(DL)≥0.18为标准，筛选出符合条件的活性成分和预测靶点，最后将预测靶点结合Uniprot数据库(https://www.uniprot.org/)的数据进行统一名称。
1.7.2 POP疾病相关靶点的获取及整合以“primary osteoporosis”为关键词，在OMIM数据库(https: //omim.org/)、GeneCadrs数据库(http: //www.genescards.org/)等数据库中检索得到与POP发病相关的靶点，对这些靶点进行去重与规范处理，得到与POP发病最相关的靶点。
1.7.3 取交集靶点和绘制“药物-成分-潜在作用靶点”网络图将POP发病相关靶点与核心药物组合靶点取交集，这些交集即为核心药物作用于POP的潜在作用靶点，同时利用R语言绘制韦恩图将取交集过程可视化。运用Cytoscape 3.8.0，绘制“药物-成分-潜在作用靶点”可视化网络图。并利用软件中的cytohubba插件计算出dgree值排名前10的活性成分。
1.7.4 PPI网络构建将潜在作用靶点数据导入STRING 11.5(https: //cn.string-db.org/)在线数据库，最低要求交互得分设置为0.9，获得潜在作用靶点蛋白互作关系图和数据。利用Cytoscape 3.8.0的Network Analyzer工具对蛋白互作关系进行网络拓扑学分析，并构建PPI网络。
1.7.5 基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析以Metascape数据库(https://metascape.org/)为依托，对上述得出的潜在作用靶点进行GO和KEGG富集分析，分别获得相应的富集分析结果(P <
0.01)。将富集结果导入微生信平台(https://www.bioinformatics.com.cn/)进行可视化。
1.7.6 分子对接验证选取PPI网络中度值排名靠前的潜在作用靶点与度值靠前的活性成分，再结合GO和KEGG富集分析的结果，将潜在作用靶点与活性成分进行分子对接，以验证成分-靶点之间的是否具有较好的结合性。使用AutoDockTools-1.5.7软件，设置重要对接参数：每对关键活性成分与潜在作用靶点对接次数为50 次，对接方式为半柔性对接；实现关键活性成分的化学结构和潜在作用靶点的三维立体结构的分子对接，得到以结合能为主要参数的一系列数据，依据此判断和分析成分和靶点是否具有较好的结合性，运用PyMOL软件将对接具体情况以可视化的方式呈现。

讨论

中医对于骨质疏松的研究较早，对于病因与治则治法有着详细的记载。病因方面，中医认为人体骨的发育与五脏中肾的联系最为密切，据《素问•阴阳应象大论》记载：“肾生骨髓，充在骨”[14]，说明当肾的精气充盈时，就会化为骨髓，骨髓充足而填满骨骼，就会让骨骼变得坚硬。古代医家将原发性骨质疏松纳为“骨痿”，《素问•痿论》“肾者，骨枯而髓虚，故足不任身，发为骨痿”[15]，表明如果肾的精气不足的话，髓就会不够充足，进而发生骨痿。以上论述表明原发性骨质疏松的最重要病因病机就是肾精亏虚。肾为先天之本，主骨生髓，脾为后天之本，主四肢肌肉，《素问•太阴阳明论》曰：“脾病不能为胃行其津液，四肢不得禀谷气……筋骨肌肉皆无气以生，故不用焉”[16]；若脾胃虚弱，则脾胃运化水谷精微的能力就会减弱；由于脾胃化生的水谷精气的不足，肾脏就会缺少滋养，所以肾精就会不足，也无法充分发挥“肾主骨生髓”的作用。所以脾胃为肾的主骨生髓起到基础作用，故脾胃虚弱也为原发性骨质疏松的病因病机。再者，《素问•上古天真论》云：“肝气衰，筋不能动”，筋膜依附于骨的表面，可以滋养骨和协助骨的运动，而肝血滋养筋膜，若肝气衰竭，则筋膜的滋养来源减少，自身对于骨的滋养自然就会减少，故骨质疏松产生的概率会提高[17]。同时有研究表明，当人体的肝脏发生病变时，会造成胆汁生成与排泄调节机制失衡，进而可能会使肠道微生态发生紊乱，而肠道微生态的紊乱即为中医学理论的脾胃虚弱的一部分，又可导致骨质疏松症的发生[18]。故肝气衰竭也为原发性骨质疏松的病因病机。综上，总结原发性骨质疏松的中医病因病机：肾气亏虚为根本，脾胃虚弱、肝气衰竭为重要影响因素；所以原发性骨质疏松的治则即为补肾精、强脾胃、充肝气。在数据挖掘中，处方所用药物的归经频率最高的依次为肾经、肝经、胃经和脾经；五味频率最高的依次为咸味、酸味、甘味，与肾、肝、脾五行完全对应；四气频率最高的为温，温味多为补虚药；这些数据与原发性骨质疏松的治则相符合。通过关联规则和聚类分析得到的核心药物中，骨碎补：性温味苦，归肝经、肾经，具有活血化瘀、疗伤止痛、补肾强骨的作用；杜仲，性温味甘，归肝经、肾经，具有补益肝肾、强筋壮骨、调理冲任、安胎的作用；当归，性温味辛，归肝经、心经、脾经，具有补血活血，调经止痛，润肠通便的作用。三药配合，代表了所有处方的用药思想，也与由中医病因病机所确立的治则治法相符合，为临床治疗用药提供了参考。
西医研究表明POP的病因主要出自骨组织。骨组织主要由骨细胞组成，骨细胞的生成代谢受到成骨细胞与破骨细胞的调节。成骨细胞介导骨细胞的生成，破骨细胞也会受到各种因素影响促进骨细胞的吸收，实现骨细胞数量符合人体需要量的平衡，这个过程称为骨重建[19]。骨重建过程受多种因素、多个信号通路的调节，机制较为复杂[20]。当骨吸收作用大于骨形成作用时则发生骨质疏松。所以治疗时通过各种方式来促进成骨细胞形成、抑制破骨细胞生成是治疗骨质疏松的关键[21]。
在网络药理学研究中，槲皮素、山奈酚、柚皮素为核心药物组合“骨碎补-杜仲-当归”治疗POP度值前三的活性成分，表明它们在治疗POP方面发挥重要作用。首先，度值最高的槲皮素在此次研究的来源是中药杜仲，它是一种天然黄酮类化合物，具有抗病毒、抗氧化等药理活性[22]，研究表明槲皮素通过增加AMPK蛋白的磷酸化，上调SIRT1的表达，从而激活AMPK/SIRT1信号通路，达到促进骨髓间充质干细胞的成骨细胞分化的效果[23]。除此之外，Vakili等[24]发现槲皮素还可以和维生素E通过调节骨细胞自噬和凋亡减轻去卵巢大鼠骨质疏松症。山奈酚，是骨碎补和杜仲的共同成分，也是一种黄酮类化合物，具有抗癌、治疗糖尿病、保护损伤细胞等功能[25]。治疗骨质疏松方面，GAN等[26]发现山奈酚能通过介导 SOX2/miR-124-3p/PI3K/Akt/mTOR 轴促进人骨髓间充质干细胞成骨，从而改善骨质疏松的情况；王雪峰等[27]实验发现使用高剂量的山萘酚作用于卵巢去势大鼠，可以减少大鼠骨小梁丢失，从而治疗大鼠绝经后骨质疏松，其机制是调节大鼠体内钙离子的生成代谢平衡，使大鼠体内进骨胶原生成增加。柚皮素，来源中药是骨碎补，具有抗氧化、抗炎、抗动脉粥样硬化等作用[28]，Guo等[29]验证柚皮素对雌激素活性和抗雌激素活性具有双向调节作用，可以通过与ERβ选择性结合产生雌激素和抗雌激素作用，通过雌激素受体激动剂的作用机制防治骨质疏松症。以上提示，核心药组或可通过多种具有协同作用的活性成分发挥促进成骨分化、调节骨细胞自噬与凋亡和Ca2+代谢平衡、双向调节雌激素等多个效应达到治疗POP的目的，这与中医药配伍理论相吻合。
网络药理学研究中PPI网络拓扑学分析中，SRC、PIK3R1、RELA、MAPK3、PIK3CA、TP53等为度值排名靠前的潜在作用靶点，可能在治疗POP中发挥重要作用。首先，SRC是一种非受体酪氨酸激酶，是破骨细胞介导的骨吸收的重要调节因子，当VIOLETTE等[30]将SRC SH2结合化合物注入细胞内后，细胞中的SRC与SRC SH2结合化合物结合，SRC活性受到抑制，破骨细胞中肌动蛋白环的形成减少，破骨细胞介导的吸收也随之减少，从反面说明SRC可以促进破骨细胞吸收，从而减缓骨质疏松。PIK3R1，已被证实是成骨细胞和破骨细胞分化的关键介质，与骨形成密切相关。研究表明，成骨细胞中PIK3R1的上调会显著提升碱性磷酸酶和ARS活性，同时降低破骨细胞相关蛋白的水平。这些发现表明PIK3R1能促进成骨细胞的分化，阻碍破骨细胞的形成[31]。MAPK3(丝裂原活化蛋白激酶3)，有文献表明，MAPK3在细胞的生长、增殖、分化、凋亡等发挥调节作用，机制是参与细胞中线粒体的能量生成[32]；当MAPK3的调节因子的分泌下调时，破骨细胞生成会增加或成骨细胞生成会减少[33]，说明MAPK3与成骨细胞、破骨细胞的生成与减少均有一定的关联。由于以上基因的激活或表达均与成骨细胞、破骨细胞的代谢有关，推测核心药物组合或可通过调节以上靶点的表达水平调控成骨细胞生成、破骨细胞凋亡，从而发挥治疗POP的作用。
在通路富集分析中，原发性骨质疏松的发病与10条信号通路存在较大相关性，核心药物组合的重要活性成分可能通过这些通路参与骨细胞的调节，从而发挥治疗作用。JAK/STAT信号通路可以协调细胞的生长、分化和维持，在几乎所有细胞类型中都起着关键作用[34]；最近的研究表明，这一通路可能参与调节骨稳态和骨强化作为机械负荷的反应[35]；细胞因子介导的JAK/STAT信号激活能严格调节骨发育、骨稳态和骨再生，最终保证正常的骨结构和强度[36]。VEGF信号通路主要是机体促进血管内皮生长因子产生的通路，而内皮生长因子可以让骨质流失减少[37]；有实验证明，VEGF信号通路可以让MicroRNA-210通过促进血管内皮生长因子表达和成骨细胞分化参与绝经后骨质疏松症的调节[38]；SONG等[39]发现柚皮素可以通过调节VEGF/VEGFR-2信号通路促进骨质疏松大鼠骨折愈合；而柚皮素是此次研究度值第三的成分。NF-κB 通路被认为是治疗骨质疏松的重要通路，如Nur77可以通过抑制 NF-κB 信号通路和破骨细胞分化防治骨质疏松症[40]。研究表明，镉能通过细胞衰老诱导骨质疏松，而这一过程与NF-κB 通路的激活和线粒体功能障碍有关[41]。综上，槲皮素、山奈酚、柚皮素这些活性成分可以通过SRC、PIK3R1、RELA、MAPK3、PIK3CA、TP53等靶点作用于JAT-STAT信号通路等促进成骨细胞生成来改善骨质疏松，这也是杜仲、骨碎补、当归发挥抗骨质疏松的作用机制。
此次研究通过数据挖掘的方法学，探究现代中医家治疗POP的用药规律，运用中医基础理论对数据分析的结果进行论证，其逻辑完全符合。从数据挖掘中得到的重要中药组合“骨碎补-杜仲-当归”，基于网络药理学的方法，从各类专业数据库中分别得到药物的关键活性成分、潜在作用靶点，以及它们相互作用可能使用的信号通路，最后运用分子对接技术验证出成分与靶点之间具有较好的结合能，结合的产物具有很好的稳定性，为后续基础实验研究和临床研究进一步探索内在作用机制提供了方向和一定的证据支持。大量的中医学、药理学文献对此次研究的结果提供了论证的依据，同时有的文献指出了可能发挥作用的信号通路，表明此次研究的结果具有可靠性和价值性。在数据挖掘中，未考虑中药的用量、煎煮方式等因素对于研究结果的影响，在网络药理学中，由于主要是以各类数据库为研究的依托，在网络分析中只考虑相互作用的数目，未考虑相互作用的强度、方式等，未来需要将用量、相互作用的强度与方式等因素考虑进去，进一步进行实验验证。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

中药复方治疗原发性骨质疏松用药规律及作用机制分析

Regularity and mechanism of traditional Chinese medicine compound prescriptions in the treatment of primary osteoporosis

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