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RhoA/ROCK 信號通路在骨性關(guān)節(jié)炎中的研究進展*

2020-06-18 07:51謝俊雄張小梅
中國疼痛醫(yī)學(xué)雜志 2020年5期
關(guān)鍵詞:磷酸化軟骨抑制劑

王 柳 韓 芮 謝俊雄 張小梅 張 源

(昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院1 疼痛科;2 骨科,昆明 650032)

骨性關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis, OA) 多表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛、關(guān)節(jié)畸形及功能障礙,多累及膝、髖、 踝、手和脊柱等關(guān)節(jié),可增加病人心血管事件的發(fā)生率及全因死亡率。OA 患病率非常高,據(jù)統(tǒng)計,超過50%的65 歲以上人口罹患OA,隨著中國人口的老齡化,患病率也呈逐漸上升的趨勢,是制約經(jīng)濟和社會發(fā)展的主要疾病之一[1]。OA 病因不明,臨床上治療OA 多采取健康宣教、運動治療、功能性鍛煉、物理治療、藥物治療等方法,但這些治療方法面臨療效爭議、非甾體抗炎藥 (non-steroidal anti-inflammatory drug, NSAIDs) 胃腸道不良反應(yīng)、阿片類藥物成癮性等問題,且只能短期緩解癥狀,無法阻止疾病的進展,OA 病人最終常需要手術(shù)治療。OA病人又面臨手術(shù)費用高昂、并發(fā)癥較多、功能恢復(fù)可能不佳、假體使用壽命有限等問題。

關(guān)節(jié)軟骨細胞作為關(guān)節(jié)軟骨的主要細胞,參與維持細胞外基質(zhì)合成和降解的動態(tài)平衡,老化退變后難以恢復(fù)正常。Rho 家族的RhoA 蛋白被瘦素、FKBP51、過度的機械刺激、透明質(zhì)酸與CD44 受體結(jié)合、TGF-α 等多種因素激活后磷酸化并激活ROCK 蛋白,通過下游相關(guān)信號分子調(diào)節(jié)細胞骨架重組,最終引起軟骨退變,促進OA 發(fā)生和發(fā)展。此外,RhoA/ROCK 信號通路還參與調(diào)節(jié)炎性/非炎性疼痛和神經(jīng)病理性疼痛,與OA 產(chǎn)生的疼痛密切相關(guān)。使用RhoA/ROCK 信號通路相關(guān)抑制劑既可以減慢軟骨細胞退變速度,也可以緩解OA 產(chǎn)生的疼痛[2]。

通過對RhoA/ROCK 信號通路以及相關(guān)調(diào)控機制的研究,可進一步了解OA 的發(fā)病機制,為OA的預(yù)防和治療帶來新的思路。近年來,國外學(xué)者對RhoA/ROCK 信號通路以及相關(guān)調(diào)控機制進行了一系列的研究,但國內(nèi)的研究相對較匱乏。本文綜述了RhoA/ROCK 信號通路在OA 中的研究進展。

一、RhoA/ROCK 信號通路結(jié)構(gòu)及功能

1. Rho 即Ras 相似物 (Ras homologue, Rho)

哺乳動物Rho 家族的小GTP 酶由23 個細胞內(nèi)信號分子組成,是一組分子量在20~25 kDa 的具有GTP 酶活性的GTP 結(jié)合蛋白,又稱RhoGTP 酶,受到如生長因子受體、細胞因子受體、整聯(lián)蛋白和鈣粘蛋白粘附受體等細胞膜受體的調(diào)節(jié)。Rho 家族成員可分為經(jīng)典和非典型成員,經(jīng)典RhoGTP 酶,如RhoA、RAC1 和CDC42,對GTP/GDP 的 親 和力非常高,而自發(fā)核苷酸解離速率非常慢,因此需要通過鳥嘌呤核苷酸交換因子 (guanine nucleotide exchange factors, GEF) 加速GDP/GTP 交換。具體而言,GEF 刺激GDP 結(jié)合狀態(tài)的Rho 蛋白向GTP 結(jié)合狀態(tài)轉(zhuǎn)換激活RhoGTP 酶,而RhoGAP 催化GTP水解,使這些活性蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換為無活性狀態(tài),通過活性GTP 結(jié)合狀態(tài)/非活性GDP 結(jié)合狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換,發(fā)揮其分子開關(guān)的作用。除GTP/GDP 循環(huán)外,RhoGTP 酶還受磷酸化和泛素化等翻譯后修飾的調(diào)節(jié)。激活的RhoGTP 酶進一步激活ROCK、mDia (mammalian Diaphanous, mDia)、PKN (protein kinase N, PKN) 等下游效應(yīng)底物發(fā)揮作用。

2. RhoA/ROCK 信號通路

RhoA/ROCK信號通路的激活與很多疾病相關(guān),如心血管疾病、腫瘤、神經(jīng)中樞系統(tǒng)疾病等。RhoA蛋白作為最具特征的GTP 酶之一,屬于小G 蛋白超家族的亞家族成員,同樣受上游各種細胞膜受體調(diào)節(jié)。當(dāng)RhoA 被上游分子激活后,可進一步激活下游分子Rho 相關(guān)蛋白激酶 (Rho associated protein kinase, ROCK),引發(fā)下游的磷酸化/脫磷酸化反應(yīng),調(diào)節(jié)細胞的相關(guān)生命活動。

ROCK 于20 世紀末期在哺乳動物中發(fā)現(xiàn),是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,可被RhoA、RhoB 和RhoC 等RhoGTP 酶 激 活。ROCK 分 為ROCK I 和ROCK II 兩個亞型,分別由1 354 和1 388 個氨基酸組成,兩者都含有N 末端定位的激酶結(jié)構(gòu)域、卷曲螺旋區(qū)和Rho 結(jié)合結(jié)構(gòu)域,氨基酸序列中有65%的同一性,其中激酶結(jié)構(gòu)域之間具有最高的氨基酸同源性,高達92%,而在卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域內(nèi)最具不同性,只具有55%的同源性,因此兩者在體外具有相似的激酶活性。ROCK 可通過其C-末端PH-C1串聯(lián)隔離N-末端激酶結(jié)構(gòu)域并降低其激酶活性來發(fā)揮自身抑制作用。ROCK 的組織表達和亞細胞定位不同:ROCK I 主要在肝、肺、腎、脾和睪丸等器官中表達,ROCK II 優(yōu)先在腦和肌肉中表達;ROCK I 與中心體、質(zhì)膜、細胞-細胞接觸、細胞粘附位點和囊泡共定位,ROCK II 多位于細胞質(zhì)中與中心體結(jié)合、與肌動蛋白和波形蛋白共定位。在ROCK 被RhoA 活化后,進一步磷酸化下游底物,如LIM 激酶 (LIM kinase, LIMK)、肌球蛋白輕鏈 (myosin light chain, MLC)、豆蔻?;槐彼酑 激酶底物 (myristoylated alanine-rich C-kinase substrate, MARCKS) 等,調(diào)節(jié)細胞粘附、遷移、細胞周期進程以及基因表達等功能。具體而言,ROCK 磷酸化LIMK 后可直接抑制cofilin,促進肌動蛋白絲的穩(wěn)定;也可通過磷酸化MLCP (myosin light chain phosphase, MLCP),抑制MLCP 對MLC 的抑制作用從而間接激活MLC 或者直接磷酸化激活MLC,從而激活肌球蛋白。通過對肌球蛋白和肌動蛋白的調(diào)節(jié)促進軟骨細胞骨架重組和應(yīng)力纖維形成,并通過膜整合素在細胞局部形成黏著斑復(fù)合物。整合素和粘著斑復(fù)合物又可以將細胞外化學(xué)和機械信號傳遞到細胞中,并激活Rho 家族小G 蛋白從而反饋調(diào)節(jié)細胞骨架的組裝,對于骨骼組織的生長發(fā)育至關(guān)重要。此外,有研究發(fā)現(xiàn)ROCK 還可磷酸化下游底物MARCKS,參與炎性疼痛和神經(jīng)病理性疼痛調(diào)節(jié)[3](見圖1)。

二、RhoA/ROCK 信號通路與軟骨細胞

1. 細胞軟骨與細胞骨架

圖1 RhoA/ROCK 信號通路對細胞骨架的調(diào)節(jié) +P:磷酸化;-P:去磷酸化;GDP-RhoA:失活的RhoA 蛋白;GEF:鳥嘌呤核苷酸交換因子;GAP: GTP 酶 活 化 蛋 白;GTP-RhoA: 激 活 的RhoA 蛋白;ROCK: Rho 相關(guān)蛋白激酶;MARCKS:豆蔻?;槐彼酑 激酶底物;MLCP:肌球蛋白磷酸酶;MLC:肌球蛋白輕鏈;LIMK: LIM 激酶;cofilin:絲切蛋白;Myosin activity:肌球蛋白激活;Stabilization of actin:肌動蛋白穩(wěn)定;Stress fibers:應(yīng)力纖維;Inflammatory pain/neuropathic pain:炎性疼痛/神經(jīng)病理性疼痛;Integrin clustering/focal adhesions:整合素聚集/黏著斑

關(guān)節(jié)軟骨無血管、神經(jīng)、淋巴管,老化退變或者運動損傷后難以恢復(fù)正常。軟骨細胞作為成人關(guān)節(jié)軟骨的主要細胞,在分化成熟時呈圓形或多邊形,參與維持細胞外基質(zhì)的合成和降解之間的動態(tài)平衡,其形態(tài)和功能的改變與OA 關(guān)系密切。細胞骨架 (cytoskeleton) 指真核細胞中蛋白質(zhì)纖維網(wǎng)構(gòu)成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),由微絲、微管及中間纖維組成,三者主要成分為肌動蛋白、微管蛋白和波形蛋白。細胞骨架通過整合素介導(dǎo)細胞內(nèi)外信號傳導(dǎo),調(diào)節(jié)細胞物質(zhì)傳輸、細胞分化、細胞形態(tài)維持穩(wěn)定等功能。三種細胞骨架系統(tǒng)相互作用,影響軟骨細胞的形態(tài)和機械反應(yīng)性的改變,如微管可通過其合成和分解期間對鳥嘌呤核苷酸交換因子H1 (guanine nucleotide-exchange factors H1, GEF-H1) 的控制來調(diào)節(jié)微絲。GEF-H1 與微管結(jié)合時失活,微管解聚時釋放出GEF-H1 激活Rho 蛋白,通過促進肌動蛋白穩(wěn)定促進應(yīng)力纖維形成和細胞收縮[4]。RhoA/ROCK信號也可通過調(diào)節(jié)蛋白波形蛋白參與TNF-α 介導(dǎo)的內(nèi)皮細胞凋亡[5]。在這三種細胞骨架調(diào)節(jié)中,研究的最多、最透徹的是微絲骨架。

2. RhoA/ROCK 信號通路與微絲骨架

RhoA/ROCK 信號通路可直接調(diào)控微絲骨架重塑,導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨退變。在微絲骨架重塑過程中,RhoA 磷酸化ROCK 后通過LIMK 和MLC 調(diào)節(jié)肌球蛋白和肌動蛋白,促進細胞骨架重組和應(yīng)力纖維形成,而應(yīng)力纖維的形成被認為是軟骨細胞退變的標志。軟骨細胞中,RhoA/ROCK 信號通路可被多種因素激活,如Liang 等[6]發(fā)現(xiàn)OA 病人關(guān)節(jié)軟骨中瘦素可激活RhoA/ROCK/LIMK/cofilin 途徑促進肌動蛋白聚集,導(dǎo)致細胞微絲骨架改變和應(yīng)力纖維的生成,促進軟骨退變。Takaoka 等[7]發(fā)現(xiàn)過表達FKBP51 也可激活RhoA/ROCK 信號通路,引起細胞微絲骨架重排和張力纖維形成。

3. 透明質(zhì)酸與RhoA/ROCK 信號通路

透明質(zhì)酸 (hyaluronic acid, HA) 是由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰-D-葡糖胺兩種單糖重復(fù)組成的線性多糖。HA 作為細胞外基質(zhì)的主要成分,在關(guān)節(jié)組織中具有潤滑、減震以及營養(yǎng)等功能,其正常合成有助于關(guān)節(jié)軟骨的生成和損傷修復(fù)。CD44 作為HA的主要受體之一,其細胞外結(jié)構(gòu)域的保守堿性殘基簇可與細胞外基質(zhì)結(jié)合,細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域與細胞內(nèi)信號蛋白如GEF、細胞骨架蛋白,如錨蛋白和Ezrin/Radixin/Moesin (ERM) 等結(jié)合,調(diào)節(jié)細胞內(nèi)外信號傳導(dǎo)。

在腫瘤研究中,大量研究表明HA 結(jié)合CD44可激活RhoA/ROCK 信號通路,促進腫瘤發(fā)展。如乳腺癌中HA 結(jié)合CD44 可激活p115RhoGEF,促進RhoA 信號傳導(dǎo),導(dǎo)致乳腺腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移。但是HA 在OA 中作用機制的作用卻相對復(fù)雜。關(guān)節(jié)內(nèi)注射HA 可緩解OA 疼痛、改善關(guān)節(jié)功能,但該法治療膝OA 的確切機制不明。有研究表明,外源性HA 可促進軟骨蛋白多糖、糖胺聚糖的合成,具有抗炎和維持軟骨彈性作用,然而外源性HA 治療效果卻存在明顯的差異性。此外,如前所述,激活RhoA/ROCK 信號通路后細胞骨架重組、應(yīng)力纖維形成和軟骨細胞退變,屬于軟骨細胞的損害因素,在腫瘤學(xué)研究中也可觀察到HA 介導(dǎo)CD44 激活RhoA 信號后促進細胞骨架重組和應(yīng)力纖維改變,增強腫瘤轉(zhuǎn)移性。這種HA 介導(dǎo)的RhoA/ROCK 信號通路激活導(dǎo)致的損傷性效應(yīng)與臨床上應(yīng)用HA 產(chǎn)生的保護作用是相悖的。推測這種反差結(jié)果產(chǎn)生的原因可能是組織細胞間的差異或者病人關(guān)節(jié)滑液中裂解HA 的透明質(zhì)酸酶的水平差異以及HA 結(jié)合CD44 信號后可能通過多種信號通路調(diào)節(jié)軟骨形態(tài)和生理功能。

4. 透明質(zhì)酸合成酶與RhoA/ROCK 信號通路

HA 由透明質(zhì)酸合成酶 (hyaluronan synthase, HAS) 在細胞質(zhì)膜的內(nèi)表面合成。HAS 共3 種同工酶:HAS-1、HAS-2 和HAS-3,不同的HAS 同工酶調(diào)節(jié)方式、表達水平以及活性不同,催化合成的內(nèi)源性HA 也不同。有間接證據(jù)表明HAS 活性受蛋白激酶C (PKC)、蛋白激酶A (PKA) 以及鈣依賴性蛋白激酶調(diào)節(jié)。HAS 不僅是HA 的合成酶,還可能是細胞活動的重要調(diào)節(jié)劑。Moffatt 等[8]研究發(fā)現(xiàn)敲除小鼠HAS-1 或HAS-3 基因后,小鼠仍可以存活,而敲除Has2 基因的小鼠在出生時便已死亡,其胚胎期骨骼發(fā)育也出現(xiàn)異常。Chan 等[9]研究發(fā)現(xiàn),缺乏HAS-1 的小鼠在膝關(guān)節(jié)軟骨損傷后盡管整體HA 產(chǎn)生沒有缺陷,但是隨著時間推移,關(guān)節(jié)內(nèi)出現(xiàn)廣泛的瘢痕形成和嚴重的OA 癥狀,同時也不能像野生型小鼠那樣較好的控制關(guān)節(jié)損傷后的炎癥和軟骨修復(fù)。但是,HAS 究竟是通過催化生成內(nèi)源性HA 參與軟骨細胞保護作用,還是自身通過多種途徑通過RhoA/ROCK 信號通路調(diào)節(jié)軟骨細胞,目前國內(nèi)外尚無相關(guān)研究。

5. 機械傳導(dǎo)與RhoA/ROCK 信號通路

關(guān)節(jié)軟骨沒有血管,因此適宜的機械刺激有利于基質(zhì)的滑液擴散來滋養(yǎng)軟骨細胞,而過度的機械刺激則對軟骨細胞有損傷作用。過度的機械刺激作用于軟骨細胞,可激活RhoA 信號傳導(dǎo),通過ROCK 或mDia 啟動肌動蛋白重塑、應(yīng)力纖維重新定向,影響整合素和黏著斑生成,介導(dǎo)細胞內(nèi)外的信號轉(zhuǎn)導(dǎo),促進軟骨退變。如Sanz-Ramos 等[10]發(fā)現(xiàn)RhoA 基因表達程度隨著關(guān)節(jié)軟骨外部機械傳導(dǎo)應(yīng)力的增加而增加,F(xiàn)ujiwara 等[11]研究發(fā)現(xiàn)RhoA的靶向GEF 之一ARHGEF40 (Rho guanine nucleotide exchange factor40, ARHGEF40),在機械應(yīng)力刺激下可激活RhoA 并在細胞與細胞粘附位點形成厚實的肌動蛋白應(yīng)力纖維,而ARHGEF40 的敲低抑制了張力引起的RhoA 活化和應(yīng)力纖維生成增加。p120-連環(huán)蛋白 (p120-catenin, p120ctn)則抑制RhoA/ROCK-1 信號通路的表達來保護軟骨細胞免受間歇性循環(huán)機械張力造成的損傷[12]。

6. RhoA/ROCK 信號通路與軟骨退變

軟骨退變是OA 發(fā)生的機制之一,RhoA/ROCK 信號通路與軟骨細胞退變密不可分。軟骨細胞成熟時呈圓形或多邊形,當(dāng)軟骨細胞發(fā)生去分化現(xiàn)象時會慢慢變?yōu)殚L梭形,軟骨前體細胞也會逐漸變?yōu)槌衫w維細胞,同時伴RhoA/ROCK 信號通路表達升高,細胞骨架重組、應(yīng)力纖維生成,細胞外基質(zhì)如透明質(zhì)酸、II 型膠原、氨基葡萄糖等減少,特征性基因如Sox9 (Sry box-containing gene 9, Sox9)、II 型膠原 (type II collagen, Col2a1)等表達降低。如前所述,OA 病人關(guān)節(jié)軟骨中的瘦素可激活RhoA/ROCK 信號通路,引起肌動蛋白聚集,導(dǎo)致細胞微絲骨架改變和應(yīng)力纖維的生成,促進軟骨退變[6]。過度的機械刺激也可以刺激細胞內(nèi)外的機械傳導(dǎo)信號通路,激活RhoA/ROCK 信號通路,促進軟骨退變[10,11],而抑制RhoA/ROCK 信號通路則可以保護軟骨細胞免受間歇性循環(huán)機械張力造成的損傷[12]。透明質(zhì)酸與CD44結(jié)合可引起軟骨細胞代謝的改變,導(dǎo)致軟骨細胞外基質(zhì)降解和軟骨細胞退變,其機制也與激活RhoA/ROCK 信號通路密不可分[13]。此外,Appleton 和Matsumoto 等[14,15]研究發(fā)現(xiàn),TGF-α 可激活Rho/ROCK 信號通路,導(dǎo)致軟骨細胞發(fā)生伸長、肥大等退變修飾,使用抑制劑C3 毒素轉(zhuǎn)移酶 (toxin C3 transferase) 或Y27632 則可抑制退變,減少細胞外基質(zhì)的降解,促進特征性基因表達。

由于關(guān)節(jié)軟骨無血管、神經(jīng)、淋巴管,軟骨退變后再生能力有限。將多能干細胞在促分化為軟骨細胞已成為抗軟骨退變的一個研究熱點。盡管多數(shù)研究表明激活RhoA/ROCK 信號通路可促進軟骨細胞退變,但在促進不同細胞分化為軟骨細胞的功能上,RhoA/ROCK 信號通路的作用是復(fù)雜的,受細胞類型和培養(yǎng)條件等因素的影響。如Woods 等[16]發(fā)現(xiàn)抑制RhoA 信號傳導(dǎo)可以促進軟骨前體細胞株ATDC5 形成軟骨,同時軟骨細胞成熟的特征性基因Sox9 的mRNA 水平升高,而過表達RhoA 則會抑制軟骨前體細胞成熟。而在Zhong 等[17]的研究中發(fā)現(xiàn),抑制RhoA/ROCK 信號通路卻會抑制間充質(zhì)干細胞分化成軟骨,從而影響軟骨細胞的發(fā)育和形成。類似的,Xu 等[18]發(fā)現(xiàn)TGF-β1 激活RhoA/ROCK 信號通路后可誘導(dǎo)滑膜間充質(zhì)干細胞向軟骨方向分化,同時伴Sox9、I 型和II 型膠原以及氨基葡萄糖等表達增加,在使用RhoA/ROCK 信號通路抑制劑后該效應(yīng)被抑制。

三、RhoA/ROCK 信號通路抑制劑與OA 治療

1. RhoA/ROCK 信號抑制劑

RhoA/ROCK 信號通路作用范圍廣,在血管生成、癌細胞遷移、青光眼、特發(fā)性肺疾病、勃起功能障礙、神經(jīng)系統(tǒng)疾病和脊髓性肌萎縮等起著重要的作用。2016 年,F(xiàn)eng 等[19]對170 多種ROCK 抑制劑進行了綜述,然而受到多種不良反應(yīng)(如低血壓或血管舒張)、生物利用度低、藥物血漿半衰期短的影響,目前只有少數(shù)抑制劑在臨床使用,如日本的法舒地爾用于腦血管痙攣和肺動脈高壓,中國的瑞帕司他用于治療青光眼和高眼壓癥,其他藥物如辛伐他汀通過抑制RhoA/ROCK 信號通路發(fā)揮心臟保護、抗胰島素抵抗等也進入臨床研究,而在OA 治療上,目前尚未見相關(guān)報道。

2. 預(yù)防軟骨退變

盡管作用于OA 的RhoA/ROCK 信號通路抑制劑臨床尚無應(yīng)用,但在實驗室研究中相關(guān)抑制劑已展現(xiàn)出良好的抗軟骨退變和抗疼痛效應(yīng)。如單層培養(yǎng)的人軟骨細胞在培養(yǎng)幾代后會向成纖維細胞形態(tài)發(fā)展并喪失軟骨細胞特性,發(fā)生細胞去分化現(xiàn)象,使用ROCK 特異性抑制劑Y-27632 處理后可使軟骨細胞保持圓形或多邊形,SOX9、COL2A1 等特征性基因表達也高于未處理組細胞[15]。研究還發(fā)現(xiàn),使用RhoA/ROCK 信號通路抑制劑后基質(zhì)金屬蛋白酶-3 (matrix metalloproteinase 3, MMP-3) 表達降低,轉(zhuǎn)錄因子ETS-1 (E26 transformation-specific-1, Ets-1) 與MMP-3 啟動子結(jié)合位點之間的關(guān)聯(lián)減弱,SOX9與聚集蛋白聚糖啟動子之間的相互作用增強,細胞外基質(zhì)降解減少[15,20]。RhoA/ROCK 信號通路抑制劑有望成為臨床緩解OA 關(guān)節(jié)退變的新方向,具有巨大的市場潛力。

3.關(guān)節(jié)疼痛

OA 除關(guān)節(jié)功能障礙外,還常伴劇烈疼痛。常用鎮(zhèn)痛藥如NSAIDs 和阿片類藥物常因胃腸道風(fēng)險和中樞神經(jīng)系統(tǒng)不良反應(yīng)使用受限。此外,OA 疼痛產(chǎn)生的原因不明,炎癥只是OA 疼痛的原因之一。OA 病人中僅有部分膝關(guān)節(jié)或髖關(guān)節(jié)檢測到嚴重的滑膜炎癥,且應(yīng)用NSAIDs 的療效并不理想。OA病人的疼痛是感覺、情感和認知過程的復(fù)雜整合,在神經(jīng)系統(tǒng)的外周(關(guān)節(jié))和中樞(脊髓)水平上常有異常細胞信號傳導(dǎo)。因此,OA 病人鎮(zhèn)痛需要外周和中樞同時入手,同時控制炎性/非炎性疼痛和神經(jīng)病理性疼痛。

有研究表明,RhoA/ROCK 信號通路參與神經(jīng)病理性疼痛和炎性/非炎性疼痛的發(fā)展和維持,其機制可能與RhoA/ROCK 信號通路激活后促進傷害性細胞因子如TNF-α 和IL-1β 的釋放、cofilin 磷酸化后調(diào)節(jié)細胞骨架參與脊髓傷害感受加工以及NO介導(dǎo)的痛覺過敏的有關(guān)[21,22]。如丘玥等[23]研究發(fā)現(xiàn)辛伐他汀鞘內(nèi)注射可抑制大鼠慢性神經(jīng)病理性疼痛時的RhoA/ROCK 信號通路的激活,緩解疼痛。Takeshita 等[24]也發(fā)現(xiàn)單碘酸醋鹽制造的大鼠OA模型中ROCK 表達升高,使用抑制劑AS1892802可抑制ROCK 的表達和緩解關(guān)節(jié)軟骨退變,同時炎癥因子如緩激肽、IL-1β、PGE2 等的分泌也明顯減少,關(guān)節(jié)疼痛評分降低。臨床前模型中也有證據(jù)表明ROCK 抑制劑具有神經(jīng)保護作用。法舒地爾可增加運動神經(jīng)元存活,抑制軸突變性,增強軸突再生和調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞功能的作用[25]。在臨床使用中,RhoA/ROCK 信號通路抑制劑因低血壓或血管舒張等不良反應(yīng)影響而使用受限,然而Yoshimi 等[2]應(yīng)用新型ROCK 抑制劑AS1892802 在炎癥 (AIA) 和非炎癥 (MIA) 疼痛的大鼠模型中都表現(xiàn)出良好的鎮(zhèn)痛效應(yīng),既未觀察到常規(guī)鎮(zhèn)痛藥的胃腸或者神經(jīng)系統(tǒng)不良反應(yīng),也沒引起大鼠明顯的血壓降低,展現(xiàn)出AS1892802 在控制炎性和非炎性疼痛方面的巨大優(yōu)勢。這些RhoA/ROCK 信號阻斷劑的研究,為臨床預(yù)防和治療OA 以及緩解OA 疼痛提供了新的可能性。

四、RhoA/ROCK 信號通路靶點的應(yīng)用前景

RhoA/ROCK 信號通路與軟骨細胞骨架、軟骨退變以及關(guān)節(jié)炎之間關(guān)系密切,瘦素、FKBP51、過度的機械刺激、透明質(zhì)酸與CD44 受體結(jié)合、TGF-α 等多種因素可激活RhoA/ROCK 信號通路,對軟骨細胞既有積極抗凋亡作用,又有消極的促進軟骨退變、推動OA 進展的作用,同時也參與OA的疼痛調(diào)節(jié)。在如此復(fù)雜的調(diào)控關(guān)系網(wǎng)中,RhoA/ROCK 信號通路以及相關(guān)因子對OA 的發(fā)生、發(fā)展帶來什么影響,如何靶向性的在不同組織、不同途徑調(diào)控其表達,以及相關(guān)靶點的新藥值得我們深入研究。相信通過對RhoA/ROCK 信號通路和相關(guān)因子調(diào)控的研究,以及相關(guān)靶點藥物的研究有望對OA 的發(fā)病機制、預(yù)防和治療帶來新思路與方法。

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