趙磊 萬磊 劉健 黃傳兵 馬熙檬 朱子衡 李舒 諶曦 范海霞 葛瑤 劉天陽 劉磊李明
1.安徽中醫(yī)藥大學研究生院,安徽 合肥 230031 2.安徽中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院風濕科,安徽 合肥 230031
類風濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種病因尚未完全明確的慢性自身免疫性炎癥性疾病,炎癥始于關(guān)節(jié)滑膜,導致軟骨、骨和其他鄰近組織的破壞,并形成血管翳。RA骨破壞多與破骨細胞和成骨細胞的相互作用密切相關(guān),當成骨細胞的骨形成不及破骨細胞的骨吸收時,即導致骨破壞及骨質(zhì)疏松。盡管類風濕關(guān)節(jié)炎的臨床治療取得了長足進展,但現(xiàn)有的傳統(tǒng)治療效果并不令人滿意[1]。因此,需要探索更加安全可靠的治療方式,中醫(yī)藥在RA骨破壞的治療過程中取得了較好的臨床療效,正好彌補了傳統(tǒng)RA治療藥物所存在的缺陷。
1.1.1細胞因子:研究發(fā)現(xiàn),TNF-α能直接促進核因子-κB受體活化因子配體(receptor activation for nuclear factor-κB ligand,RANKL)的表達,促進破骨細胞的生成及炎癥狀態(tài)下的骨吸收[2]。通過抑制TNF-α,可以減少機體破骨細胞的數(shù)量,從而減輕RA炎癥和軟骨的破壞[3]。IL-17不僅能夠通過激活細胞核因子κB受體活化因子( receptor activator of the nuclear factor kappa B,RANK)-護骨素系統(tǒng)誘導破骨細胞形成,還能誘導IL-1和TNF-α的表達間接促進破骨細胞形成,并與TNF-α一起在破骨細胞分化和骨吸收中起協(xié)同作用[4-5]。Li等[6]研究發(fā)現(xiàn)RA患者血漿IL-34水平顯著高于健康對照組,且與疾病活動性評分、超聲骨侵蝕呈顯著正相關(guān)。在RA中,IL-6能通過刺激關(guān)節(jié)白細胞的募集,促進破骨細胞的成熟和活化,刺激滑膜組織增殖,導致關(guān)節(jié)損傷,造成人體內(nèi)骨量丟失加劇,誘發(fā)骨質(zhì)疏松[7]。當IL-6基因敲除后,小鼠的骨痂形成延遲,破骨細胞密度降低[8]。
1.1.2趨化因子:在RA中的侵蝕性階段,CCL21通過刺激M1巨噬細胞極化導致IL-6和IL-23轉(zhuǎn)錄增加,同時使原始T細胞分化為Th17細胞,驅(qū)動Th17細胞促進RA破骨細胞的形成,使關(guān)節(jié)炎癥發(fā)展至骨侵蝕。通過阻斷IL-6、IL-23或IL-17的功能,會削弱CCL21的破骨細胞形成能力[9]。同時,有研究表明,CCL21能促進破骨細胞遷移和吸收的活性,進而促進破骨細胞在活體小鼠顱骨模型中的骨吸收[10]。破骨細胞分化基因表達譜顯示趨化因子CCL4通過PI3K途徑介導RANKL誘導破骨細胞的遷移和侵襲,從而導致骨破壞和骨侵蝕[11]。CCL3是一種誘導巨噬細胞向炎癥關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)運的趨化因子,能夠促進破骨細胞的生成從而造成骨破壞和骨量丟失,當CCL3被抑制時能減少破骨細胞的形成,減輕關(guān)節(jié)炎癥及相關(guān)的骨量丟失[12]。
1.2.1微小RNA(MiRNA):參與破骨細胞的miRNAs被廣泛的分為正向分化調(diào)節(jié)因子和負向分化調(diào)節(jié)因子。如miR-29家族通過抑制G蛋白耦聯(lián)受體85(GPR85)和CD93(巨噬細胞特異性基因轉(zhuǎn)錄體)來引導骨髓前體向破骨細胞分化,促進骨破壞。miR-30a能靶向作用于小鼠骨髓前體細胞,抑制樹突狀細胞-特異性跨膜蛋白的表達,減少破骨細胞數(shù)量,抑制基質(zhì)吸收,從而抑制骨破壞[13-14]。在大鼠模型中,下調(diào)miR141能夠誘導升高股骨頭組織中OPG、骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(bone morphogenetic protein 2,BMP2)等表達,促進成骨細胞活性,抑制破骨細胞活性,從而上調(diào)轉(zhuǎn)化生長因子β2的表達,緩解股骨頭壞死[15]。劉喜德等[16]研究表明溫化蠲痹方能通過上調(diào)RA患者外周血單個核細胞DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶,同時降低miRNA-146a表達水平,影響下游靶基因的表達從而達到治療RA的目的。
1.2.2長鏈非編碼 RNA(long noncoding RNA,lncRNA):目前已發(fā)現(xiàn)大量的lncRNAs在RA中表達異常,且與RA的疾病活動性相關(guān)。如LNC-AK077216可在抑制破骨細胞前體細胞凋亡的同時調(diào)節(jié)破骨細胞形成。T細胞核因子1是破骨細胞生成過程中必不可少的轉(zhuǎn)錄因子,LNC-AK077216通過促進T細胞核因子1的表達,促進破骨細胞的形成,導致骨破壞,造成骨量丟失[17]。在小鼠實驗中,lncRNA-NEAT1能夠抑制成骨細胞的形成,促進巨噬細胞系RAW264.7向破骨細胞分化,從而導致骨破壞,造成骨質(zhì)疏松[18]。lncRNA-MIR22HG在人骨髓間充質(zhì)干細胞成骨分化過程中的表達上調(diào),可通過下調(diào)磷酸酶和緊張素同源蛋白激活AKT信號通路促進成骨分化,當敲除MIR22HG基因后,體外和體內(nèi)的成骨分化均受到抑制[19]。
1.2.3環(huán)狀RNA(circRNA):circRNA在RA的發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用[20],BMP2在誘導成骨分化中起重要作用,目前已發(fā)現(xiàn)多種circRNA可增強其表達,如circRNA 0048211能夠負性靶向作用于miRNA-93-5p及circRNA 0016624后與miR-98 海綿結(jié)合,增強BMP2的表達,刺激DNA的合成及表達,從而促進骨髓間充質(zhì)干細胞定向分化為成骨細胞,促進骨的形成,抑制骨破壞,預防骨質(zhì)疏松[21-22]。在小鼠模型中,研究表明 circRNA 28313通過發(fā)揮ceRNA的作用,解除miR-195a對集落刺激因子1(colony stimulating factor 1,CSF1) 的抑制,調(diào)節(jié)骨髓間充質(zhì)干細胞的破骨細胞分化,促進骨破壞和骨吸收,當敲除circRNA 28313基因后,這種作用也會被顯著抑制[23]。
1.3.1Wnt/β-catenin信號通路:Wnt信號通路通過與其他信號通路的交聯(lián),調(diào)節(jié)軟骨細胞和成骨細胞的分化和功能,從而影響軟骨和骨的代謝,進而直接或間接的調(diào)節(jié)骨破壞[24]。硬化蛋白(sclerostin,SOST) 是骨細胞的特征性標志物,能夠抑制骨形成。SOST基因的降低可以激活Wnt/β-catenin信號通路,促進骨形成,抑制骨量丟失,從而減少骨損傷[25]。血管活性腸肽通過激活Wnt/β-catenin信號通路,在骨髓間充質(zhì)干細胞骨修復過程中發(fā)揮重要的成骨作用,還可通過促進骨髓間充質(zhì)干細胞分化為成骨和血管,促進體內(nèi)骨修復[26]。淀粉樣蛋白β肽可激活人骨髓間充質(zhì)干細胞Wnt/β-catenin信號轉(zhuǎn)導,顯著提高成骨前細胞的堿性磷酸酶活性,降低破骨前細胞的堿性磷酸酶活性,促進成骨細胞的分化并抑制破骨細胞的形成,從而減緩骨破壞的發(fā)生[27]。王大偉等[28]研究發(fā)現(xiàn)補腎益氣活血中藥復方能調(diào)節(jié)和改善Wnt3a蛋白的表達,激活Wnt3a/β-catenin信號傳導通路,促進成骨細胞分化,抑制破骨細胞,起到防治骨質(zhì)疏松癥的作用。
1.3.2PI3K/AKT信號通路:PI3K/AKT信號通路能夠參與破骨細胞的生成和分化加重骨侵蝕和骨破壞的發(fā)生[29]。B淋巴細胞誘導成熟蛋白-1(B lymphocyte induced maturation protein-1,Blimp1)在破骨細胞的分化和功能中起著至關(guān)重要的作用,TNF-α能夠通過PI3K/AKT信號通路提高破骨細胞分化過程中Blimp1的表達,當PI3K/AKT信號通路被阻斷,破骨前體細胞中沉默Blimp1可明顯減弱TNF-α對破骨細胞生成的刺激作用,從而造成破骨細胞生成減少,延緩骨破壞的發(fā)生[30]。PI3K/AKT信號通過激活NF-κB通路促進成骨前細胞的增殖、分化和基質(zhì)金屬蛋白酶-13(matrix metalloproteinase-13,MMP-13)的表達,當PI3K/AKT信號抑制劑LY294002被使用后,MMP-13的誘導作用可被減弱,從而減輕關(guān)節(jié)軟骨退變,減弱骨侵蝕和骨破壞[31]。于冬冬等[32]研究表明中藥復方鹿角膠丸能促進AKT磷酸化,通過PI3K/AKT通路促進破骨細胞凋亡,當加入LY294002后鹿角膠丸的促AKT磷酸化作用被抑制。
1.3.3RANKL/RANK/OPG信號通路:RANKL/RANK通路可參與破骨細胞的活性和形成,OPG通過與RANKL結(jié)合,起到骨保護的作用,防止額外的吸收。RANKL和OPG之間的失衡可能導致過度的骨吸收[33]。Quaking(QKI)是一種RNA結(jié)合蛋白,QKI的缺乏能放大NF-κB和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)信號轉(zhuǎn)導通路,進而上調(diào)T細胞核因子C1(nuclear factor of activated T cells-1,NFATc1)的活化,實現(xiàn)破骨細胞的促破骨作用。除此之外,QKI缺乏還可通過炎性微環(huán)境抑制成骨細胞的形成,破壞骨代謝平衡[34]。IL-20對破骨前細胞的增殖和凋亡有不同的調(diào)節(jié)作用,IL-20可通過激活OPG/RANKL/RANK軸對破骨細胞進行差異性調(diào)控,顯著促進破骨細胞的形成和骨吸收,并抑制OPG的表達,造成骨破壞和骨量丟失[35]。張峻瑋等[36]研究發(fā)現(xiàn)中藥骨碎補能夠通過調(diào)節(jié)骨髓間充質(zhì)干細胞OPG、RANKL的表達,激活OPG/RANKL/RANK信號通路從而抑制破骨細胞的分化和成熟。
RA歸屬于中醫(yī)疾病“尪痹”,RA骨破壞屬于中醫(yī)“骨痹”的范圍,參照《類風濕關(guān)節(jié)炎病證結(jié)合診療指南》,結(jié)合臨床癥狀,主要可以分為風濕痹阻證、寒濕痹阻證、濕熱痹阻證、痰瘀痹阻證、 瘀血阻絡(luò)證、氣血兩虛證、肝腎不足證、氣陰兩虛證等8個證型,針對這8個證型,分別予以祛風除濕、通絡(luò)止痛;溫經(jīng)散寒、祛濕通絡(luò);清熱除濕、活血通絡(luò);化痰通絡(luò)、活血行瘀;活血化瘀、通絡(luò)止痛;益氣養(yǎng)血、通經(jīng)活絡(luò);補益肝腎、蠲痹通絡(luò);益氣養(yǎng)陰、通絡(luò)止痛的治法[37]。
在RA骨破壞的治療中,中藥單體發(fā)揮著獨特的作用,如槲皮素能夠抑制RANKL、RANK及IL-8、IL-17、TNF-α等細胞因子的產(chǎn)生,增加OPG的表達,抑制破骨細胞的活化和形成,減輕骨破壞[38-39]。雷公藤甲素能夠下調(diào)細胞凋亡抑制蛋白,進而促進破骨細胞前體凋亡,減少破骨細胞數(shù)量,從而有效防治RA骨破壞[40]。青藤堿能夠抑制各種促炎因子的表達,增加RANKL/OPG的比例,抑制NF-κB信號通路,降低NFATc1的表達,進而抑制破骨細胞的分化及成熟,延緩RA骨破壞的進展[41]。有研究表明,杜仲能夠通過上調(diào)OPG/RANKL的比值,使破骨細胞的分化和成熟被抑制,促進成骨作用,抑制骨破壞和骨吸收[42]。
武占成等[43]研究證明二蟲通絡(luò)散能明顯抑制RA骨病變患者血清TNF-α、IL-6水平,從而抑制炎性反應,減輕關(guān)節(jié)滑膜炎性損傷,防止骨質(zhì)破壞。二妙散能顯著降低佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠血清中IL-17A、TNF-α和IL-6水平,從而抑制其骨關(guān)節(jié)的破壞,改善癥狀[44]。李貞宗等[45]研究證明蠲痹顆粒能夠抑制IL-17、IL-6、IFN-γ等細胞因子的產(chǎn)生,同時上調(diào)IL-10,具有明顯的抗炎作用,從而延緩RA患者的局部炎癥及骨損害。朱俊[46]研究證明護骨膠囊能在升高血清OPG水平的同時降低RANKL水平,通過調(diào)節(jié)OPG/RANKL/RANK系統(tǒng)使破骨作用受到抑制,緩解骨破壞。
在RA骨破壞的其他治療方法包括針灸療法、涂抹療法、熏洗法、貼敷療法、穴位注射等[47]。如通過針刺綜合療法能夠從調(diào)節(jié)細胞免疫功能、減少RA特異性代謝產(chǎn)物、延緩骨破壞等方面減輕RA患者癥狀[48]。王洋等[49]研究表明,通過熏洗療法能明顯降低大鼠模型血清IL-1β、TNF-α水平,具有調(diào)節(jié)免疫、改善關(guān)節(jié)功能的作用。全健等[50]研究表明通過穴位注射配合桂枝芍藥知母湯加減能夠通過抗炎、鎮(zhèn)痛及免疫抑制等作用改善患者關(guān)節(jié)腫痛,恢復正常生活勞動。
隨著醫(yī)學的不斷發(fā)展,對于RA的病理生理及其骨破壞的作用機制也在更加深入地了解。RA最終結(jié)局都會導致不同程度的骨損傷和骨破壞,因此積極有效的治療尤為重要,目前中醫(yī)藥的各種療法逐漸被重視,且在RA治療方面取得了不少成效,隨著臨床的不斷深入研究,中醫(yī)藥在RA骨破壞方面的作用機制也被研究得更加深入。因此,需要更加深入的研究并結(jié)合現(xiàn)代科學理論及技術(shù),為中醫(yī)藥在治療RA骨破壞的道路奠定更加科學的理論基礎(chǔ)。