中医药调控MAPK信号通路治疗类风湿关节炎的研究进展

奥·乌力吉，高飞，包书茵，付强✉

（1. 内蒙古蒙医药工程技术研究院，内蒙古 通辽 028000；2. 黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040；3. 内蒙古民族大学医学院，内蒙古 通辽 028000）

类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种全身性自身免疫性疾病，多见于中年女性，我国患病率约为0.32%～0.36%［1］。主要累及关节，以慢性滑膜炎症为特征。病因可能与免疫细胞、基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）、遗传等因素有关［2］。因其病机复杂，目前尚无特效治疗方案，主要以减轻症状，延缓病情为主。常用药物主要有非甾体抗炎药（non-steroidal anti-inflammatory drugs，NSAIDs），如阿司匹林、沙利度胺、糖皮质激素类药（glucocorticoids，GCs）、甲氨蝶呤等改善病情抗风湿药（disease modifying anti-rheumatic drugs，DMARDs），以及生物制剂。但往往伴随肝肾不良反应、过敏、物质代谢紊乱等副作用［3］。随着中医药现代化的发展，其整体调节、多靶点、低毒副作用的优势被逐渐认可，临床中与西药联合应用可减毒增效。丝裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase，MAPK）是RA 进展中重要的炎症因子信号转导通路，与MMP合成及促炎因子的产生等关系密切。本文从中药提取物及有效部位、中药复方、中医物理治疗方面详细阐述中医药通过调控MAPK信号通路治疗RA的研究进展。

1 MAPK信号通路概述

MAPK 是丝氨酸-苏氨酸激酶家族，是信号从细胞膜到细胞核传导的重要通路［4］。MAPK 有三个主要家族——细胞外信号调节激酶1/2（ERK 1/2）、p38丝裂原活化蛋白激酶（p38MAPKα、β、γ、和δ）、c-Jun 氨基末端激酶1/2/3（JNK 1/2/3）。MAPK的激活途径为典型的三级酶促级联反应。在上游生长因子与特定受体结合后，通过MAPKKK-MAPKK-MAPK 的逐级磷酸化，调控其下游转录因子，进而对细胞的增殖、凋亡、迁移及分化等功能进行调节［5］。

1.1 ERK信号通路

表皮生长因子（EGF）通过受体（EGFR）（受体酪氨酸激酶）启动细胞表面的信号后，GTP取代GDP与小G蛋白Ras结合，Ras被激活，并召集细胞质内Raf丝苏氨酸蛋白激酶至细胞膜上，Raf激酶磷酸化激酶丝裂原蛋白激酶激酶1 和2（MEK1/2）上的两个丝氨酸残基，进而再通过磷酸化激活ERK1/2。ERK1/2 通过多种机制调控细胞增殖、分化及凋亡等，因其能够诱导细胞周期的正调节因子，所以对细胞增殖方面起着关键作用［6］。

1.2 p38MAPK信号通路

多种细胞外信号，如细胞应激和促炎细胞因子，都可以激活p38MAPK 通路，其中MAPKKKs 磷酸化p38 MAPK特异性MAPKKs（MKK3、MKK4或MKK6），继而磷酸化p38MAPK 的4种同工型（α、β、δ和γ）以及p38α和p38β 的3 个可变剪接变体。磷酸化底物继而引发各种生物反应，包括炎症、细胞凋亡、增殖、细胞周期调节和分化等，特别是与炎症介质的调节有关［7］。

1.3 JNK信号通路

JNK 可以受多种的细胞外刺激而激活，如肿瘤坏死因子（TNF）、表皮生长因子（EGF）、紫外线照射和缺血/再灌注损伤等［8］。其上游激酶目前确认的有MKK7和MKK4，通过双磷酸化JNK 的Thr、Tvr 位点进行传导，JNK 能够磷酸化并激活许多核蛋白和非核蛋白，包括c-Myc、p53、细胞死亡调节因子线粒体中的Bcl-2家族等。这些蛋白质控制着多种细胞反应，如增殖、分化、凋亡［9］。

细胞内每条MAPK 信号转导通路具有相对独立的功能，并在受到不同的外界刺激后以级联放大的方式传导，但这3 条信号转导通路并不是简单的线性关系，上游分子及下游底物均存在“串话（crosstalk）”［10］。这使得3 条信号转导通路之间相互影响，进而产生生物学效应。

2 MAPK通路与RA

MAPK 信号通路在与RA 发病机制相关的细胞因子的转录激活中发挥重要作用［11］。在受损关节组织中，MAPK 不仅调节促炎细胞因子的产生，而且在白介素（interleukin，IL）-1、IL-17 和肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α 受体下游的信号级联中发挥重要作用［9］。滑膜关节慢性炎症是RA 的主要特征。成纤维细胞样滑膜细胞（fibroblast-like synoviocytes，FLS）中促炎细胞因子和MMP呈上调表达，能够促进滑膜细胞肥厚、增生并引起炎症细胞浸润。ERK 信号传导通路活化可促进T 细胞的增殖，使多种细胞因子的分泌水平显著提升，并导致单核细胞和巨噬细胞聚集激活，进而使滑膜组织分泌TNF-α、IL-1、IL-6、MMP及黏附分子等，这些生物小分子促进RA-FLS过度增殖并抑制凋亡，形成恶性循环。同时，ERK 信号通路主要调节细胞增殖和分化，这两个过程直接影响RA 的滑膜组织重塑［12］。软骨细胞的功能正常是维持关节软骨形态稳定的关键因素，软骨破坏是RA 关节损伤的一个重要病理环节。WADA 等［13］研究表明，经p38MAPK 抑制剂干预后，IL-1β 介导的人软骨细胞MMP 和环氧化酶（epoxidase，COX）-2 表达显著降低，胶原降解受到抑制，具有一定的软骨保护作用。HASHIMOTO 等［14］研究证实p38MAPK 的活化与RA 软骨细胞凋亡密切相关。IL-6 通过激活ERK 和JNK 信号传导通路，从而引起MMP-1、MMP-3 和MMP-13表达上调，促使关节软骨细胞基质降解［15］。在RA 骨破坏进程中，破骨细胞的过度活化是主要因素。ZWERINA 等［16］研究表明，p38MAPK 抑制剂能抑制体外培养的破骨细胞的增殖，并在体内实验中抑制骨破坏。LEE 等［17］研究也发现，ERK 活性突变体能够延长破骨细胞存活时间。

此外，MAPK 信号通路还与磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）、核因子κB（nuclear factor，NFκB）等通路存在交叉联系，协同影响基因转录。综上，MAPK 在RA 关节的炎症和组织破坏进程中起到关键作用，并与RA 病理状态的进展密切相关。因此，可将调控MAPK 作为新的思路和途径，探究中医药治疗RA的作用机制。

3 中医药调控MAPK信号通路治疗RA研究进展

中医学认为RA 属“痹症”范畴，与中医古籍中所记载的“历节病”“顽痹”“鹤膝风”等相似。《黄帝内经》曰：“风寒湿三气杂至，合而为痹”，指出风、寒、湿是引起痹证的主因，其基本病机为邪气痹阻经脉，不通则痛。中医药治疗RA 依据辨证论治合理配伍药物，用药层次丰富、疗效稳定，可有效延缓疾病进展，在减轻症状方面有极大的优势。

3.1 中药提取物及有效部位

RA 的病理基础为滑膜炎，异常增生的RA-FLS能够产生大量炎性细胞因子和趋化因子，从而导致RA的炎症状态，并对软骨细胞进行侵蚀和破坏。因此，RA-FLS 成为治疗类风湿关节炎的一种至关重要的靶细胞。

大黄素是中药大黄中最主要的药理活性成分之一，通过抑制炎症细胞活化及炎症介质分泌从而发挥抗炎作用。研究发现，大黄素能够降低TNF-α 诱导的RA-FLS 中ERK1/2、p38MAPK 蛋白及mRNA 的表达，进而减少炎症因子释放，有效延缓RA 病情进展［18］。黄连清热燥湿、泻火解毒，其主要成分黄连素能够下调血清中的TNF-α 和IL-1 水平，具有较强的抗炎作用。蛋白质印迹（Western bloting，WB）和反转录聚合酶链式扩增反应（reverse transcription-polymerase chain reaction，RT-PCR）实验证实，调节溶血磷脂酸（lysophosphatidic acid，LPA）介导的RA-FLS经黄连素干预后，显著抑制RA-FLS中IL-6和TNF-α的过度增殖，同时下调K-ras、c-Raf 、P-p38MAPK 和PERK1/2的表达，以抗关节炎并抑制滑膜增生［19］。汉黄芩素为黄芩的主要活性单体成分，具有抗炎、抗肿瘤等药理作用。王慧莲等［20］发现，汉黄芩素能够诱导RAFLS 细胞凋亡，降低MMP 水平，可能与其调控ROS/p38MAPK 信号通路有关。苦参清热燥湿，为临床治疗热痹常用药，提取物苦参碱被我国批准用作免疫调节剂，具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒和抗炎等药理作用。其衍生物MASM 可明显抑制IL-1β 介导的RA-FLS 中炎症因子（TNF-α、IL-6、IL-8）以及MMPs（MMP-1、MMP-3、MMP-13）的表达，抑制RA-FLS 细胞增殖并上调自噬与凋亡水平，其可能通过抑制ERK1/2、JNK 和p38MAPK 的磷酸化发挥作用［21］。穿心莲内酯被誉为天然抗生素药物，有研究指出穿心莲内酯降低了TNF-α 诱导的RA-FLS 中p38MAPK 和ERK1/2 磷酸化，通过抑制MAPK 通路对自身免疫性关节炎产生保护作用［22］。益母草碱除了用于治疗传统妇产科疾病外，还具有降脂、降低血黏度、改善微循环等生物学功能。具有抗细胞凋亡、免疫调节等生物活性。李楠［23］通过实验证实，益母草碱是通过干预p38MAPK 介导的NF-κB 信号通路及JNK 信号通路，抑制RA-FLS 炎症因子、MMPs 的表达及其迁移侵袭的功能。白藜芦醇具有良好的抗风湿作用，能够多途径调控RA 相关的免疫细胞及信号通路发挥抗炎、抗骨侵蚀作用。有研究证实白藜芦醇阻断了IL-1β 介导的RSC-364 细胞中JNK 和p38MAPK 的磷酸化，抑制滑膜组织的炎症反应和细胞增殖，并促进细胞凋亡［24］。土贝母苷甲具有较强的抗炎、抗肿瘤和抗病毒的活性，刘振州［25］发现其可能通过抑制p38MAPK 和JNK 的磷酸化水平，进而减少RA-FLS 的IL-1β、IL-6 和IL-8 的分泌，减轻炎症反应，发挥治疗RA 的作用。紫草的主要活性成分紫草素具有抗炎、镇痛、免疫调节等多种生物活性，能够降低TNF-α 诱导的MH7A 细胞增殖、迁移、黏附和侵袭能力，其机制可能与下调P-p38MAPK，PERK，P-JNK 的蛋白表达水平，从而抑制MAPK 信号通路的活化相关［26］。

3.2 中药复方

胶原诱导性关节炎（collagen-induced arthritis，CIA）大鼠作为经典的RA 模型，其临床表现及病理学特质与RA 高度类似，被广泛运用于RA 的体内实验研究，大多数研究者通过对CIA 大鼠关节、滑膜的观察评估及HE 染色等实验方法，结合体外研究，以评估中药复方的疗效。根据RA 活动期的湿、热、毒、瘀病机所拟的痹肿消汤临床应用多年，肖玉美［27］及徐则林［28］通过实验证实其能够显著抑制CIA 大鼠p38MAPK、JNK、ERK1/2 及ERK5 的磷酸化水平，从而阻抑关节滑膜增殖和骨质侵蚀。清代医家程松龄的《医学心悟》中记载的蠲痹汤，具有祛风除湿、蠲痹止痛的疗效，研究表明其可有效抑制TNF-α 诱导的MH7A 细胞炎症因子及MMPs 基因和蛋白水平的表达，其发挥作用的机制可能和抑制p38MAPK、JNK 磷酸化相关［29］。以“补益肝肾、祛风除湿、化瘀通络”的基本治法拟定的断藤益母汤，通过研究发现，RA-FLS 经断藤益母汤干预后，MEKK2 蛋白及mRNA 表达水平下降，炎症因子MMP-1，TNF-α，IL-6表达水平显著降低，可能是其缓解RA炎症反应的重要机制之一［30］。二妙散出自《丹溪心法》，是中医治疗RA的经典方剂，王泽等［31］研究发现，经二妙散干预后，CIA 大鼠关节中NF-κB、p50、ERK1/2蛋白及mRNA 的表达水平低于模型组，在信号机制上论证了二妙散治疗RA 的作用靶点。以二妙散为基础方研制的风湿祛痛胶囊，能明显下调TNF-α诱导的MH7A 细胞、VEGF 诱导的HUVEC 细胞以及CIA 大鼠炎症关节滑膜组织中p38MAPK、ERK 和JNK的磷酸化表达水平，从体内和体外两个方面证实其可能通过抑制MAPK信号通路发挥治疗作用［32］。国医大师周仲瑛根据RA“阴虚络热证”的病机特点，采用养阴清热、宣痹通络法治疗，立清络通痹方。清络通痹颗粒通过WB 检测证实能够抑制RA 破骨细胞TRAF6、ERK1/2、p38MAPK、JNK 信号通路的活化［33］。民族医药对RA 的治疗有着丰富经验，壮医主张“毒虚致百病”，治疗上重视祛毒，辅以补虚，由飞龙掌血、大钻、八角枫、两面针、青风藤、九龙藤、五指毛桃和鸡血藤等壮药组成的龙钻通痹颗粒，能通过下调RA 模型大鼠滑膜中MEK1/2、ERK1/2mRNA 及蛋白表达水平，以减轻滑膜病变，延缓软骨和骨破坏［34］。从朱丹溪的痛风方中精简而来的新痹痛灵，能够下调EAM 大鼠滑膜组织中TLR4、NF-κB/p-p65 及P-p38MAPK 的蛋白表达，提示新痹痛灵可能是通过抑制TLR4/MAPK/NFκB 通路的异常活化来发挥治疗作用［35］。《伤寒论》中记载：“发汗，病不解，反恶寒者，虚故也，芍药甘草附子汤主之”。现代临床实践研究发现芍药甘草附子汤对RA疗效明确，石璐［36］通过实验证实，芍甘附子汤可下调CIA 大鼠关节滑膜ERK 和p38MAPK的磷酸化水平，证实其可能是通过抑制MAPK信号通路的异常活化，以发挥非特异性抗炎、镇痛作用。《医林改错》中记载身痛逐瘀汤可治疗痹症有瘀血者。HAN等［37］发现身痛逐瘀汤显著抑制RA-FLS中P-p38MAPK和结缔组织生长因子（connective tissue growth factor，CTGF）蛋白及mRNA水平，促进过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferators-activated receptors，PPAR）γ蛋白及mRNA表达，以干预p38/PPARγ/CTGF 信号通路，并能抑制RA-FLS 增殖，诱导G1/S 期细胞阻滞并增加细胞凋亡率，从而改善RA病情。

3.3 中医物理治疗

中医物理治疗通过对特定部位、穴位的刺激，直接针对病灶，在治疗过程中具有靶向性高，起效快的独特优势。藏药浴疗法是藏医治疗RA 的常用手段，五味甘露颗粒对寒湿痹阻型RA 疗效显著。研究发现，五味甘露药浴散加减方在控制RA 的关节炎症状，缓解关节肿胀方面疗效确切，其机制可能为通过降低p38MAPK，ERK1/2 的蛋白表达以及JNK1、p38MAPK、ERK1 的基因表达，从而减少炎性因子的释放，抑制滑膜异常增殖，阻抑RA 关节骨质侵蚀［38］。通过基因芯片检测及生物信息分析技术证实，与模型组相比，艾灸双侧肾俞穴治疗后的RA 家兔滑膜细胞MAPK 通路上大量信号分子表达下调，说明艾灸的抗炎效应可能是对MAPK信号通路中相关信号分子表达的有效调控来实现的［39］。通过火针刺激L1～L5夹脊穴及阿是穴，可有效调节RA 模型大鼠滑膜组织JNK、p38MAPK 蛋白表达，降低MAPK 活性，从而参与抑制炎症细胞因子的转录，这可能是火针治疗RA起效的作用机制之一［40］。

4 展望

中医药以其多成分、多靶点、低毒性的特点在调控信号通路方面有着独特的优势。中药提取物及有效部位、中药复方、中医物理治疗均可以有效治疗RA。然而，国际上关于药物机制的研究已深入到分子机制层面。纵观相关中医药研究，大部分研究仅局限于临床疗效观察，对其作用机制研究不够深入。

目前关于MAPK 信号通路与RA 的实验研究报道众多，诸多研究发现，通过有效抑制MAPK 信号通路激活，可降低炎性因子的释放，改善关节炎的严重程度、减少骨破坏。关于MAPK 抑制剂的研发已成为RA 领域的研究热点。中医药的研究有望在多方面展开，进一步结合组学技术、表观遗传等新技术、新方法，将临床实践与基础研究有效衔接，通过人或动物的体内实验以及体外细胞实验，层层推进临床优势复方-单味中药-中药有效成分对RA 的作用机制，以期更好地解析中医药治疗RA的科学内涵。