中药有效成分对类风湿关节炎信号通路的调控作用研究进展

张丽伟,秦文熠,陈祖明,修 洁，周 伟

(1.重庆市合川区人民医院，重庆 401520；2.重庆医科大学附属第一医院，重庆 400016)

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种自身免疫病，病理表现主要包括关节软骨破坏、血管翳形成、滑膜增生等，临床上以侵蚀性关节炎、关节功能障碍、关节疼痛、关节肿胀、关节晨僵等为主要症状，治愈难度大，若治疗不及时、不合理可致使关节功能丧失与关节畸形，且可伴发多种并发症，如肺间质病变、血管炎、巩膜炎、胸膜炎及心包炎等[1-2]。现阶段，临床多选用西药治疗RA，如生物制剂、糖皮质激素、免疫抑制剂、非甾体抗炎药等；其中，糖皮质激素、免疫抑制剂、非甾体抗炎药的不良反应较多，而生物制剂价格昂贵，导致此类药物应用受限[3]。RA属中医“痹证”范畴，中药用于治疗RA可有效改善患者关节功能障碍，减轻关节肿胀、疼痛与骨侵蚀，并提高其生活质量[4]。掌握RA患者疾病进展中的分子机制有利于确定RA治疗中中药干预的靶点，在此基础上为中药防治RA提供理论依据与新思路。现代医学表明，RA进展中滑膜细胞增殖过度的原因主要为蛋白降解酶、炎性因子促使细胞中蛋白激酶被激活，细胞分子水平上滑膜细胞增殖共经历了三个阶段，第一阶段为胞外信号刺激，第二阶段为胞内信号传导，第三阶段为核内基因转录活化；可对滑膜细胞增殖产生刺激的细胞因子主要有转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)、表皮生长因子(epidermal growth factor，EGF)、白细胞介素-1(interleukin-1，IL-1)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis facto-α，TNF-α)等[5]。胞内信号传导通路作为胞外刺激与核内基因活化不可缺少的一个耦联环节，其在滑膜细胞过度增殖中发挥着关键作用。本文就近年来中药有效成分对RA信号通路的研究进展进行综述，旨在为RA的基础研究、新型药物研制及治疗提供新的思路与参考。

1 核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor κB ligand，RANKL)/细胞NF-κB受体活化因子(receptor activator of nuclear factor-κB，RANK)/骨保护素(Osteoprotegerin，OPG)通路

RANKL/RANK/OPG系统是RA关节破坏、骨吸收的分子机制[6]。RANKL是启动破骨细胞前体(osteoclast precursor，OCP)分化、成熟的重要因子，可促使OCP表面RANK受体诱导OCP分化为破骨细胞(osteoclast，OC)，且可刺激OC活化、分化及成熟，对其凋亡产生抑制，以调控骨重建；RANK可调控树突状细胞功能与T细胞生长，其通过对RANKL发起的细胞信号予以转导，可使OCP分化为OC，对于骨重塑控制具有重要作用。OPG作为RANK的一个诱饵，可对RANK结合RANKL产生阻滞作用，对破骨细胞产生抑制作用，在此基础上降低骨吸收，所以维持OPG与RANKL平衡可对骨吸收水平产生调节作用，而RANKL/OPG比值是骨骼完整性、骨骼质量的关键影响因素。雷公藤提取物-5-羟基雷公藤内酯醇具备免疫调节、抗肿瘤及抗炎等功效，Zeng等[7]研究报道，雷公藤甲素可有效减轻大鼠关节炎，抑制MMP-13产生，提升OPG/RANKL表达水平，表明雷公藤甲素可通过OPG/RANK/RANKL配体信号途径缓解胶原诱导性关节炎(collagen induced arthritis，CIA)大鼠关节损伤。刘益杰等[8]报道，淫羊藿苷可有效降低CIA大鼠的Larsen评分、AI评分，减轻软骨面破坏、炎症细胞浸润及关节滑膜增生，且可提升OPG水平，降低血清RANKL水平与RANKL/OPG比值，这一机制可能与CIA大鼠OPG浓度上升、RANKL水平下降致使RANKL/OPG减少有关。

2 Toll样受体(Toll-like receptors，TLRs)信号通路

TLRs是一个单跨膜受体家族，进化相对保守，其有机结合细胞膜模式识别受体(pattern recognition receptors，PRRs)，将多种机制作为靶点，促使细胞因子分泌、合成与激活其他宿主防御程序，对于促进适应性免疫、固有免疫发展十分重要。TLRs信号通路由髓样分化因子(myeloiddifferentiationfactor8，MyD88)依赖的通路与MyD88非依赖性通路组成，两种通路均经NF-κB诱导炎性细胞因子而产生。相关研究显示，TLRs信号通路于RA发生及发展中有着重要作用，人RA关节细胞中均存在功能性TLRs高表达，如早期RA滑膜FLS中TLR3、TLR4均处于高表达状态，而RA关节滑膜组织中骨侵蚀部位、软骨内TLR2处于高表达状态。白琳等[9]报道在相关研究中提出，黄芩苷可抑制RA模型大鼠滑膜组织内FLS增殖，减轻炎性损伤，还可使滑膜组织TLR2及MyD88 mRNA表达水平下降，减弱TLR2与MyD88、NF-κB p65蛋白表达，表明黄芩苷具备抗类风湿关节滑膜炎功效，主要与黄芩苷可对TLR2/NF-κB信号通路活化产生抑制有关。张玉萍[10]研究发现，青藤碱可减轻CIA小鼠关节肿胀与滑膜炎性细胞浸润，具有显著抗炎功效，且可使血清IL-17、TNF-α水平下降，对滑膜TLR4、mRNA、NF-κB蛋白及MyD88的表达起到下调作用，主要与青藤碱可对滑膜TLR4/MyD88/NF-κB炎症信号通路产生抑制有关。余克强等[11]报道，青藤碱可抑制RA患者外周血树突状细胞TLR2、TLR4 mRNA及蛋白表达，主要与青藤碱可对树突状细胞TLR介导的炎症信号转导产生抑制有关。

3 NF-κB信号通路

NF-κB信号通路由核心IκB激酶复合物、抑制物IκB蛋白及NF-κB共同组成。NF-κB于大部分细胞的细胞质内与IκB形成复合物，因促炎细胞刺激，IKK复合物致使IκB磷酸化，经26S 蛋白酶体泛素化及水解，而NF-κB被释放后向细胞核中转移，致使下游基因表达被激活。NF-κB家族转录激活因子对IL-6、IL-1及TNF-α等一系列细胞因子表达具有调节作用，而RA病理过程中这些细胞因子均有参与，抑制NF-κB通路可对人RA-FLS凋亡起到诱导作用，阻滞其增殖。Zhang等[12]报道，人参皂苷可上调过氧化物酶体增殖激活受体-γ蛋白表达，对NF-κB核转位、IκBα磷酸化予以抑制，表明人参皂苷对NF-κB信号通路产生抑制后可发挥抗炎功效。Cheng等[13]报道，青藤碱可对TNF-α 诱导的RA-FLS血管细胞黏附分子1、IL-6、CXCL8及CCL2产生抑制作用，青藤碱的抗炎活性机制主要为IκBα磷酸化；同时，另有研究表明，防风提取物可对CIA大鼠破骨细胞形成与炎症因子产生起到抑制作用，可能与防风提取物可抑制NF-κB有关[14]。

4 磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B(Akt)信号通路

PI3K/Akt信号通路可对细胞多个过程予以调节，如细胞侵入、迁移、凋亡、周期进展及存活等。生理条件下，PI3K在活化Akt的基础上发挥作用，即促进细胞增殖，对细胞凋亡予以抑制，并对部分细胞因子的基因表达予以诱导。RA发生机制中PI3K/Akt信号通路具有重要作用。PI3K与细胞增殖、迁移、生长及分化有着密切联系，其可激活Akt，增加NF-κB分泌IL-6、IL-1β、TNF-α等促炎细胞因子分泌量。Meng等[15]研究发现，黄芪多糖可抑制IL-1β刺激的RA-FLS中B淋巴细胞瘤-2与RSC-364细胞表达，提升半胱氨酸蛋白酶-3活性与Bax表达水平，在此基础上抑制细胞活性，加速细胞凋亡，且可对IL-1β刺激的RSC-364细胞PI3K/Akt/mTOR信号通路的激活产生抑制，通过对PI3K/Akt/mTOR自噬通路的调节作用，于在IL-1β刺激的FLSs中产生抗炎、促凋亡作用，以此延缓TA病理过程。Tian等[16]研究发现，TNF-α诱导RA-FLS产生MMP-3、IL-1β的过程中，PI3K/Akt 信号通路的激活发挥着十分重要的作用，白藜芦醇可对RA/FLS中PI3K/Akt信号通路产生抑制，在此基础上抑制TNF-α诱导的MMP-3、IL-1β的产生。Wang等[17]报道，藤黄酸可降低CIA小鼠关节炎评分，抑制IL-18、IL-6、IL-1β、TNF-α与Caspase-9、Caspase-3、NF-κB、MMP-9、MMP-2及磷酸化p38表达，提升基质金属蛋白酶抑制因子-1蛋白表达水平，而这些作用主要依托于调节PI3K/Akt信号通路而产生。Lv等[18]研究发现，粉防己碱可抑制RA-FLS迁移、侵袭，且不会影响细胞增殖，其机制主要为降低RhoA、Cdc42、Rac1表达水平与抑制PI3K/Akt与JNK信号通路被激活。

5 丝裂原活化蛋白激酶家族(mitogen2activated protein kinases，MAPKs)信号通路

MAPKs是一种丝氨酸蛋白激酶，具有高度保守性，于多种细胞因子信号传导中扮演着中介角色，其家族成员主要有JNK1-3、细胞外信号调节激酶(ERK2)及p38激酶(ERK1)，细胞外信号调节激酶及JNK1-3。不同MAPK家族成员于RA及其他炎性关节炎患者滑膜组织中处于高表达状态，高选择性p38、JNK、ERK抑制剂可对RA患者FIS、软骨细胞及破骨细胞炎症激活产生预防作用。Li等[19]研究证实，穿心莲内酯可有效抑制CIA大鼠血清抗Ⅱ型胶原抗体、IL-6、IL-1β及TNF-α产生，还可减少TNF-α诱导人RA-FLS的p38 MAPK与ERK1/2磷酸化，所以穿心莲内酯主要通过对MAPKs路径产生抑制以治疗自身免疫性关节炎。Kong等[20]研究发现，防风提取物可有效抑制CIA大鼠关节炎性反应，并对关节组织与血清内IL-6、IL-1β及TNF-α的产生予以抑制，且降低p-p38、p-JNK及p-ERK表达。Yang等[21]研究发现，淫羊藿苷可有效减少滑膜p38 MAPK/NF-κB信号通路的蛋白表达水平，在此基础上对血管生成及炎症浸润产生抑制，延缓CIA大鼠疾病进展。王慧莲等[22]报道，汉黄芩素可抑制RA-FLS增殖，加速凋亡，提升活性氧水平，降低MMP水平，促使p38 MAPK信号通路被激活，且呈剂量依赖性，汉黄芩素激活ROS/p38 MAPK信号通路诱导以促使RA-FLS细胞凋亡。王建竹等[23]报道，雷公藤甲素抑制人RA-FLS增殖，主要在于雷公藤甲素可调控Ras/MAPKs信号转导通路异常活化。

6 酪氨酸激酶(janus kinases-signal，JAKs)/信号传导与转录活化因子(Signaltransducer and activatoroftranscription，STAT)信号通路

JAK/STAT信号通路参与介导机体一系列生理病理反应，特别是在机体炎症反应调节方面。靶细胞表面受体与炎性细胞因子相结合之后可激活与耦联受体的JAK激酶，致使STAT磷酸化，并通过二聚体形式进入核内，致使靶基因转录被激活，即JAK/STAT信号通路。相关研究显示，RA患者关节滑液内参与RA发生及关节破坏的干扰素、IL-15、IL-6水平明显上升，上述因子可经不同途径促使JAK/STAT1信号通路被激活，促使JAK1与IFN、IL-10、IL-15、IL-6相结合，JAK2与IL-6、CM-CSF、EGF、血小板衍生因子相结合，JAK与IL-15相结合[24]。Kasperkovitz等[25]报道，RA患者较骨关节炎患者的滑膜组织内总STAT1蛋白水平更高，且于炎症浸润部位的B细胞、T细胞及内膜衬里层FLS内表达，提示RA滑膜内STAT信号通路激活机制主要为促进STAT1表达，且滑膜炎症的发生可能与STAT1诱导炎症基因有关。Krause等[26]研究认为，缺乏STAT3会促进RA-FLS凋亡，表明RA-FLS中STAT3发挥着重要作用，RA滑膜炎症中STAT可能具有双重调节作用，即保护关节与加剧症状。Yang等[27]报道，苦参碱可减轻胶原诱导CIA大鼠踝关节病理损伤，并对FLS增殖产生抑制，加速其凋亡，且可对STAT3、STAT1及JAK2产生抑制，认为苦参碱诱导CIA大鼠FLS凋亡的机制主要为抑制JAK/STAT信号通路激活。Wang等[28]报道，姜黄素可有效抑制PDGF-BB诱导的RA-FLS增殖与DNA合成，且浓度不同的姜黄素可使STAT1与STAT3的DBA结合活性下降，并对JAK2磷酸化予以抑制，但对STAT1、STAT3蛋白表达无明显影响。邓龙飞等[29]报道，威灵仙总皂苷可对mRNA、STAT3及JAK2表达产生抑制，并使p-STAT3/STAT3、p-JAK2/JAK2相对表达下降，威灵仙总皂苷用于治疗佐剂关节炎的机制主要为其可对JAK2/STAT3信号通路产生抑制。杨琳等[30]报道，秦艽醇提物用于治疗佐剂关节炎大鼠具有良好抑制作用。

7 Wnt信号通路

Wnt信号通路对骨转换过程、软骨控制及骨骼发育均有影响，可调节骨代谢动态平衡。Wnt蛋白有机结合靶细胞表面的卷曲基因受体之后，可使下游多种细胞内级联反应被激活，在此基础对细胞周期素D1、癌基因等靶基因转录进行调控，对成骨细胞生产、成熟及分化产生影响。因下游激活物存在差异，Wnt信号通路可划分为两类，一类为非经典通路，Wnt/β-Catenin信号通路以外的通路，另一类为经典通路，即Wnt/β-Catenin信号通路。分泌型Fzd相关蛋白SFRPs和Dickkopf(DKK)家族蛋白可抑制Wnt-Fzd结合，在此基础上抑制Wnt信号传导。某些情况下SFRPs有机结合Wnt蛋白可避免降解状况发生，进而上调Wnt信号。相关研究显示，RA发生及发展中滑膜内Wnt信号通路被激活，促使血管翳、滑膜炎及滑膜增生出现[31]。体内和体外实验表明，激活Wnt/β-catenin信号通路之后，RA患者成纤维样滑膜细胞β-catenin表达水平会明显上升，以此使RA成纤维样滑膜细胞持续性活化[32]。但也有相关研究提出，RA滑膜中Wnt信号拮抗剂Dkk的表达处于上调状态，可能与骨质疏松、骨吸收有关，表明RA成骨细胞功能障碍的发生可能与Wnt信号通路被阻断有关[33]。Terpos等[34]研究发现，RA患者经托珠单抗治疗2个月后，其Dkk1显著降低，未达到缓解患者与达到缓解或低疾病活动度患者的Dkk1差异显著。RA炎症过程中，通过激活Wnt/β-catenin信号通路可对相关炎症因子表达产生介导作用，诱发RA炎症反应，而就RA软骨代谢而言，不论Wnt/β-catenin信号通路被抑制或者被激活，均能够加速软骨细胞分化、凋亡，致使关节软骨进行性破坏；就RA骨平衡而言，激活Wnt/β-catenin信号通路可对成骨细胞分化、成熟产生诱导作用，对破骨细胞活动予以抑制，在此基础上减少骨质破坏。缪成贵等[35]报道，滁菊内的总黄酮可调控RA模型大鼠滑膜组织Wnt通路分泌型SFRP4、SFRP4下游β-catenin 与C-myc的表达，可有效降低模型大鼠的足爪肿胀评分、关节炎评分，上调滑膜组织内SFRP4 mRNA与蛋白表达，下调下游基因β-catenin与C-myc mRNA的蛋白表达，治疗机制可能与滁菊总黄酮对RA模型大鼠滑膜组织Wnt通路激活产生抑制有关。缪成贵等[36]研究发现，桑黄多糖可有效增强RA模型大鼠滑膜中SFRP1、SFRP2表达，降低β-catenin、C-myc、CCND1及纤黏蛋白表达，提示桑黄多糖可抑制RA模型大鼠滑膜中Wnt信号。缪成贵等[37]还发现，禹州漏芦总黄酮可有效抑制佐剂关节炎大鼠滑膜组织Wnt信号关键基因的表达，如CCND1、C-myc及β-catenin等，还可上调SFRP4、SFRP2及SFRP1。

8 小 结

RA疾病进展原因主要为多条信号通路介导的炎症反应，信号通路过低或者过高表达均会引起疾病基站，因此需要予以精准调控；同时，无论是细胞水平或整体水平，中药有效成分通过调控RA的不同信号通路均可发挥减少骨质破坏、抗氧化应激、促RA/FLS凋亡及抗炎等多种作用，在此基础上达到治疗RA目的。通过对以往文献资料进行综述发现，现阶段研究存在以下几点不足，即：①大量研究对辨证论治RA的机制研究较少；②相关信号通路间存在相互作用，仅研究单一通路存在局限性，且中药治疗具有多靶点、多环节及多途径等优势，应进一步深入研究RA不同信号通路之间的相互作用与中药干预网络化机制。随着科研的不断发展，中药干预RA的机制研究不断深入，中药治疗RA将会有更大突破。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。