大黄素抗类风湿关节炎的作用机制研究进展

陶纯立 冯春艳 陶柏楠

【摘 要】 类风湿关节炎是一种累及关节的自身免疫性疾病，临床表现为关节炎症、骨损伤和软骨破坏、关节功能障碍和畸形，以及关节外的器官损伤。近年来，天然药物治疗类风湿关节炎的研究取得了显著的成果，大黄素是中药大黄的主要活性成分之一，具有良好的抗炎和抗氧化等作用。筛选近年来实验方法科学、研究方向新颖的文献，总结大黄素抗类风湿关节炎的作用机制，发现大黄素可通过减轻炎症反应、促进软骨细胞的增殖分化、抑制软骨细胞凋亡、延缓软骨细胞外基质降解等途径显示出抗类风湿关节炎的潜力。

【关键词】 类风湿关节炎；大黄素；成纤维样滑膜细胞；细胞外基质；机制；研究进展；综述

类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种

慢性炎症性关节疾病，可导致软骨和骨损伤以及残疾。全球范围内，RA发病率为0.5%～1%［1］。RA发病主要由遗传、环境和自身免疫等因素造成，病变部位主要为滑膜关节，其特点是破坏免疫调节，关节滑膜发生病变，继而全身炎症表现，最终导致软骨和骨骼严重损伤和破坏［2］。RA会并发骨质疏松、肌肉无力等全身症状，还会影响肾脏、心脏、肺脏等其他脏器功能，增加患者患肾病、心血管病和癌症的风险［3］。临床早期诊断是治疗RA的关键，常用药物为改善病情抗风湿药（DMARDs）、糖皮质激素（GC）、非甾体抗炎药（NSAIDs）和生物制剂等。但这些药物因不良反应大、患者耐受性和依从性差等原因，治疗效果并不理想。因此，开发寻找疗效好且不良反应小的抗RA药物迫在眉睫［4］。

天然药物作为新药分子的重要来源，具有生物效应广、不良反应小等优点，成为开发治疗药物的热点［5］。大黄素是中药大黄的主要活性成分之一，属于蒽醌类化合物，具有抗炎、抗肿瘤、保护心血管以及保肝等广泛的药理作用［6-7］。近年来研究发现，大黄素能够通过抗炎、调节免疫等药理作用，发挥对RA的潜在治疗效果［8］。因此，本文就大黄素抗RA的作用机制进行整理与归纳，以期为大黄素抗RA的运用提供参考。

1 减少炎症反应

在炎症性关节部位，由免疫浸润引起细胞因子和趋化因子通路紊乱促进关节成纤维样滑膜细胞（FLS）的增殖，并导致慢性炎症的发展［9］。RA是自身免疫性疾病，免疫调节机制功能障碍是导致RA发病的主要机制［10］。滑膜T细胞参与了诱导抗体的产生和局部炎症，特别是CD4+ T细胞亚群可以分化产生多种促炎细胞因子和趋化因子，参与RA的发病机制［11］。RA活动期或进展期肿瘤坏死因子-α（TNF-α）高水平分泌，引起临床症状及局部关节组织的破坏，同时，TNF-α可促进滑膜细胞中白细胞介素（IL）-6的产生，诱导破骨细胞前体分化成破骨细胞，导致RA发生［12］。多种炎症细胞因子如TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8和IL-17A等可刺激关节和滑膜组织的炎症反应，在RA发病机制中起着关键作用［13］。

SUN等［14］研究发现，大黄素可抑制T细胞分泌γ干扰素（IFN-γ），减少外周血单个核细胞和淋巴细胞中CD3CD4 IL-4、CD3CD4 IFN-γ、CD3CD8IL-4和CD3CD8 IFN-γ T等T细胞的数量，并发挥抗炎作用。ZHOU等［15］研究发现，大黄素还可通过调节Th1、Th2、Th17和T细胞的比例以及调节T细胞IFN-γ和IL-17的分泌调节炎症。成鼎文等［16］研究发现，大黄素能够显著下调核转录因子-κB（NF-κB）、炎症因子IL-1β、炎症小体NLRP3、COX-2蛋白水平，显著下调RA大鼠的脊髓炎症反应。曹春浩等［17］研究发现，大黄素可通过下调NF-κB信号通路，下调MH7A细胞IL-1β、TNF-α、IL-6等炎症因子，抑制MH7A细胞增殖，发挥改善RA的作用。

2 抑制破骨细胞增殖分化

破骨细胞是RA发病的关键细胞，其主要发挥在骨骼发育中的骨吸收功能，具有降解骨质的作用。因此，破骨细胞功能亢进或衰退均会导致骨质的病变［18］。成骨细胞与破骨细胞之间活动的平衡，是骨组织进行自我更新的必要途径，若骨组织稳态被打破，破骨细胞生成大于凋亡，则导致骨破坏的发生，进而形成RA［19］。RA的潜在机制涉及滑膜的增厚和NF-κB受体活化因子配体（RANKL）的平衡。NF-κB受体活化因子（RANK）和RANKL在破骨细胞的形成过程中起着至关重要的作用，破骨细胞的过度增生会导致骨和软骨的破坏。在复杂的骨重塑系统中，RANK是一种跨膜蛋白，存在于活化的成骨细胞基质细胞表面，是诱导下游c-Jun氨基酸激酶和NF-κB活化的关键因子，当RANK与位于细胞表面的RANKL结合后，导致NF-κB抑制剂的磷酸化，随后NF-κB被释放，激活破骨细胞分化信号通路并将前破骨细胞转化为破骨细胞，促进破骨细胞的成熟、分化，减慢破骨细胞凋亡导致RA［20］。

BAO等［21］研究发现，大黄素通过抑制JNK和NF-κB信号通路，有效抑制M-CSF和RANKL诱导破骨细胞中降钙素受体和碳酸酐酶Ⅱ的表达，具有抑制骨吸收的潜力。HWANG等［22］研究发现，在胶原诱导性关节炎小鼠模型中，大黄素抑制M-CSF治疗后巨噬细胞诱导的破骨细胞分化和RANKL表达，改善小鼠RA。LI等［23］研究发现，大黄素可减少RA小鼠关节处骨吸收面积，减少破骨细胞数量和肌动蛋白，通过抑制骨保护素/RANK-RANKL信號通路，发挥抗RA作用。

3 抗氧化及免疫调节作用

氧化应激可促进炎症细胞因子的产生，自由基可与蛋白质、脂质、核酸等细胞大分子发生反应，在RA的发病机制中发挥重要作用［24］。当机体的抗氧化防御系统活性降低，活性氧（ROS）过度产生，脂质过氧化，蛋白质氧化和DNA损伤增加，导致氧化应激，促使RA的发生。氧化应激可通过影响滑膜细胞的功能，导致体内免疫细胞坏死凋亡，造成RA［25］。同时，RA患者滑膜T淋巴细胞内ROS聚集，可直接产生慢性氧化应激，导致RA的发生、发展［26］。大黄素的免疫调节功能可因氧化应激的刺激受影响，影响T淋巴细胞、树突状细胞（DC）和调节性T细胞（Tregs）的分化和成熟，以及导致多种促炎分泌和抗炎细胞因子失调，使免疫调节作用受到抑制，加重RA的发生、发展［27］。

QU等［28］研究发现，大黄素通过ROS介导的内质网应激和线粒体功能障碍在体外诱导T细胞凋亡，升高细胞内游离钙和胞浆内细胞色素C水平，促进裂解的半胱天冬酶-3、半胱天冬酶-4和半胱天冬酶-9的活化，以及线粒体膜电位的破坏，降低氧化应激反应。王永萍等［29］研究发现，大黄素可降低RA大鼠膝关节滑膜中CD34及TNF-α的表达水平，发挥免疫调节作用，改善RA症状。成鼎文等［16］研究发现，大黄素能显著下调RA大鼠的核因子E2相关因子2（Nrf2）蛋白水平，通过抑制氧化应激反应改善RA。ZHANG等［30］研究发现，大黄素处理的DC表现出诱导T淋巴细胞增殖、抑制分化、成熟的能力降低。HWANG等［31］研究发现，大黄素可抑制DC分泌IL-12，促进IL-10的分泌，抑制DC对自体T淋巴细胞增殖的刺激作用，减轻氧化应激反应。朱丽琴等［32］研究发现，大黄素可通过下调Cu-ZnSOD蛋白表达，调节免疫细胞，发挥抗氧化作用，改善RA症状。

4 促RA-FLS凋亡及抗RA-FLS增殖

正常FLS主要分布在滑膜内层，其功能为分泌适当的滑膜液，有减少骨摩擦、减少关节损伤、滋养关节、确保关节正常活动等作用［33］。当FLS激活时开始异常增殖和转化，表现出侵袭性和黏附性等特征，導致关节滑膜发生破坏，促使RA的发生［34］。FLS在RA患者抗凋亡的失衡，B淋巴细胞瘤-2基因（Bcl-2）等抗凋亡介质在RA患者的FLS中下调，Bcl-2相关X蛋白（Bax）、p53和Bid等促凋亡介质上调。此外，FLS中基质金属蛋白酶（MMPs）的表达增加，软骨细胞外基质（ECM）降解减少，阻断了关节软骨营养供应，导致关节破坏［35］。另一方面，FLS分泌多种趋化因子，如RANTES、IP-10、ENA-78、MCP-1、SDF-1、CXCL16等，可以招募巨噬细胞、T细胞和B细胞迁移到关节，增强炎症反应，间接破坏骨骼和关节。FLS还能抑制T细胞和B细胞的凋亡，从而使炎症反应持续，加强对骨和关节的损伤［36］。因此，FLS的凋亡缺陷可导致滑膜异常增生、血管翳形成、炎症细胞浸润，导致软骨和骨侵蚀、关节破坏、关节畸形，最终导致关节功能丧失。

罗素［37］研究发现，大黄素可通过下调FLS中MH7A的ERK1/2和p38MAPK信号通路，发挥抑制MH7A增殖作用，以改善RA。金泽旭等［38］研究发现，大黄素能够通过促使RA大鼠促凋亡因子Bax蛋白表达的上调，抑凋亡因子Bcl-2表达的下调，发挥改善RA作用。HASHIGUCHI等［39］研究发现，大黄素有效减少了MH7A细胞的数量，诱导MH7A细胞凋亡，诱导细胞在G2/M发生周期阻滞，抑制MH7A细胞的生长，对RA的治疗有巨大潜力。

5 促进软骨ECM降解

软骨基质由软骨细胞分化产生，主要成分是

Ⅱ型胶原和蛋白聚糖，它的降解与损伤是导致RA发病的基本病理之一［40］。MMPs是软骨ECM的标志，RA患者滑膜组织中含有高水平的MMP-1、

MMP-3、MMP-9和MMP-13，在RA软骨结缔组织成分的降解中起着关键作用［41］。滑膜组织通过MMP-2和MMP-9的产生介导FLS细胞的迁移和侵袭。MMPs是参与解剖屏障侵袭和降解的主要蛋白酶，它们通过协助FLS攻击RA的微血管基底膜和基质，破坏关节结构的ECM，在炎症关节的软骨破坏中发挥着关键作用［42］。因此，减少MMPs的产生，抑制MMPs的激活或增加内源性MMPs抑制剂的产生是治疗RA的可行策略。

潘书涵等［43］研究发现，大黄素能够下调大鼠MMPs中Cat-G、Cat-S水平，抑制关节软骨细胞自噬和凋亡，降低关节损伤，减少新生血管形成，延缓RA病情。HA等［44］研究发现，大黄素显著抑制IL-1β和脂多糖刺激的RA滑膜细胞的增殖，减少促炎细胞因子TNF-α、IL-6和IL-8释放，促进软骨ECM中MMP-1和MMP-13和血管内皮生长因子的降解，发挥抗RA作用。

6 小结与展望

天然药物在维持人类健康和治疗各种疾病方面发挥了关键作用，充分利用天然药物的优势，并结合西医治疗RA是一个重要的发展趋势。大黄素是中药大黄的主要活性成分之一，笔者经过整理与归纳，发现大黄素抗RA的机制研究主要集中在以下方面：①抑制破骨细胞增殖、分化；②减少炎症反应；③抗氧化及免疫调节；④诱导RA-FLS凋亡；⑤延缓软骨ECM降解。

但目前大黄素抗RA的研究仍存在以下不足：①有关大黄素抗RA的机制主要集中在分子生物学、细胞学等实验研究，基因组学、代谢组学、蛋白组学等研究较少；②大黄素具有一定毒性，大黄素在抗RA的同时，对机体不良反应的研究较少，对大黄素的安全性缺乏系统和科学化的研究；③目前以基础研究为主，缺乏临床数据循证依据以及有效性的理论依据。

大黄素抗RA目前还多处于实验研究阶段，真正运用于临床还有很长一段距离。今后对大黄素抗RA的实验研究应继续深入，借助现代先进的科技手段，从组学、基因层面等进行深入的研究阐释其抗RA的机制，对大黄素的安全性进行研究探讨，形成更为科学的理论体系。在将来，应大力推动科研与临床相结合，为创新抗RA药物的挖掘提供更多新思路。

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收稿日期：2023-08-15；修回日期：2023-09-30