周亞 李孟婕 趙艷 趙春生 張煦 陳愛艷 蔣忠一 向陽 尤良震 金艷蓉

痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎(gouty arthritis,GA),是指由于持續(xù)性高尿酸血癥導(dǎo)致周身關(guān)節(jié)內(nèi)及關(guān)節(jié)周圍形成單鈉尿酸鹽(monosodium urate,MSU)沉積,引起關(guān)節(jié)的紅斑、腫脹、發(fā)熱、疼痛及活動受限等為主要臨床表現(xiàn)的關(guān)節(jié)炎癥性疾病。GA每年患病率為1%～6.8%,發(fā)病率為0.58‰～2.89‰[1]。西醫(yī)治療GA藥物包括:別嘌呤醇、非布索坦、秋水仙堿等[2-4]。中醫(yī)藥治療GA經(jīng)驗(yàn)豐富,且安全高效。中醫(yī)認(rèn)為GA歸屬于“歷節(jié)風(fēng)”“痛風(fēng)”“行痹”等病范疇,其病機(jī)為本虛標(biāo)實(shí),肝、脾、腎虛為本,風(fēng)寒、痰瘀、濕熱為標(biāo)實(shí)[5]。近些年,探索中醫(yī)藥在治療GA的作用機(jī)制方面研究進(jìn)展迅速,其中NLRP3炎性體信號通路、TLRs信號通路、NF-κB信號通路、JNK信號通路、COX信號通路、NALP6炎性體信號通路等多信號通路的作用機(jī)制研究較多。本綜述從相關(guān)多信號通路,包括在GA中的作用機(jī)制出發(fā),總結(jié)中醫(yī)藥調(diào)節(jié)相關(guān)信號通路治療GA的作用與機(jī)制,為臨床治療提供指導(dǎo)依據(jù)。

1 NLRP3炎性體信號通路

1.1 NLRP3炎性體信號通路在GA中的作用機(jī)制

NLRP3炎性體在GA中十分重要,MSU活化NLRP3炎癥小體,NLRP3炎癥體誘導(dǎo)釋放成熟的白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-18等促炎因子,IL-1β和IL-18趨化免疫細(xì)胞募集至關(guān)節(jié)部位產(chǎn)生炎癥反應(yīng)[6]。NLRP3炎性體信號通路是由NLRP3蛋白、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD,ASC)、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-1(cysteinyl aspartate specific proteinase-1,Caspase-1)三個(gè)部分組成。研究表明抑制NLRP3/ASC/Caspase-1信號通路,能夠緩解痛風(fēng)關(guān)節(jié)炎[7]。

1.2 中醫(yī)藥通過調(diào)節(jié)NLRP3炎性體信號通路發(fā)揮作用

金曉敏等[8]采用尿酸鈉溶液(0.025 mL)踝關(guān)節(jié)腔注射建立的小鼠GA模型后1天后予土茯苓總黃酮,按低、中、高劑量分別為100 mg/kg、300 mg/kg、500 mg/kg灌胃。結(jié)果顯示土茯苓總黃酮組小鼠NLRP3、ASC、Caspase-1 mRNA和蛋白含量以及IL-1β、IL-6水平低于秋水仙堿組,而且高劑量土茯苓總黃酮組的小鼠關(guān)節(jié)腫脹程度明顯下降。其作用機(jī)制可能為土茯苓總黃酮抑制NLRP3炎性體信號通路,減少下游炎性細(xì)胞因子的表達(dá),降低GA的炎癥反應(yīng),減輕GA小鼠踝關(guān)節(jié)腫脹,并且腫脹程度具有劑量依賴性。其他單體中藥活性成分如萆薢總皂苷、歐前胡素、虎杖醇等[9-11]均證實(shí)通過NLRP3/ASC/Caspase-1信號通路發(fā)揮調(diào)節(jié)GA炎癥反應(yīng)的作用。

劉偉偉等[12]的研究發(fā)現(xiàn)白虎加桂枝湯能減輕大鼠的關(guān)節(jié)腫脹率,減少IL-1、IL-6、CRP等炎癥指標(biāo)水平,以及下調(diào)NLRP3、Caspase-1、NF-κB蛋白表達(dá)。白虎加桂枝湯能夠抑制多種信號途徑,包括NLRP3炎性體信號通路和NF-κB信號通路,共同改善伴有高尿酸血癥的GA大鼠炎癥反應(yīng)。

NLRP3炎性體信號通路是目前為止相關(guān)研究最多的GA有關(guān)信號通路,單味中藥有效成分提取物及經(jīng)典中藥復(fù)方能夠通過抑制NLRP3/ASC/Caspase-1信號通路,抑制促炎因子趨化,減輕局部炎癥反應(yīng)而發(fā)揮治療GA的作用。但少部分中藥活性成分如黃連堿[13],并沒有通過ASC而直接與下游的Caspase-1活性部位結(jié)合發(fā)揮作用,是否有其他蛋白介入,仍需進(jìn)一步探索。

2 TLRs信號通路

2.1 TLRs信號通路在GA中的作用機(jī)制

Toll樣受體(Toll-like receptors,TLRs)包括TLR2和TLR4,誘導(dǎo)的信號通路在GA的炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要的作用。MSU啟動機(jī)體固有免疫后,激活TLRs,產(chǎn)生相應(yīng)的配體與中間物髓樣分化因子(myeloiddifferentiationfactor88,MyD88)結(jié)合后激活下游的NF-κB,促進(jìn)炎癥介質(zhì)的釋放,表達(dá)IL-1β、IL-6等細(xì)胞因子參與炎癥反應(yīng)[14]。如木犀草素能通過TLR/MyD88/NF-κB轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,減少痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎炎癥反應(yīng)[15]。

2.2 中醫(yī)藥通過調(diào)節(jié)TLRs信號通路發(fā)揮作用

羅菲等[16]用不同劑量的原花青素作用于GA模型大鼠,測定大鼠踝關(guān)節(jié)腫脹度、步態(tài)分級、機(jī)械痛閾值、炎癥因子水平、相關(guān)TLR4和NF-κB蛋白表達(dá)水平。發(fā)現(xiàn)三組不同劑量的原花青素組與秋水仙堿組均能減少大鼠關(guān)節(jié)腫脹度、步態(tài)分級、機(jī)械痛閾值、IL-1β、IL-6水平,抑制TLR4和NF-κB蛋白的表達(dá)。原因可能是植物中的原花青素通過調(diào)節(jié)TLR4/NF-κB信號通路下調(diào)IL-1β、IL-6等促炎因子來改善GA炎癥反應(yīng)。中醫(yī)復(fù)方如上中下通用痛風(fēng)湯和四妙丸方等[17-18]同樣證實(shí)調(diào)控TLRs信號通路能夠改善GA炎癥反應(yīng)。

TLR4、NF-κB中間是否存在其他蛋白?徐軼爾的研究存在一定參考價(jià)值。徐軼爾等[19]探究單味中藥豨薟草對GA的作用機(jī)制,發(fā)現(xiàn)豨薟草使GA大鼠的IL-1和IL-8等細(xì)胞因子、NF-κB mRNA的表達(dá)水平的降低外,還抑制中間MyD88 mRNA的表達(dá),進(jìn)而減少NF-κB mRNA的表達(dá)。表明豨薟草抑制炎癥反應(yīng)的機(jī)制可能是其通過調(diào)控TLRs/MyD88/NF-κB信號通路有關(guān)。

目前,有關(guān)中醫(yī)藥通過調(diào)節(jié)TLRs信號通路治療GA的動物實(shí)驗(yàn)中,大部分都發(fā)現(xiàn)NF-κB蛋白水平的變化,表明中醫(yī)藥調(diào)節(jié)信號通路并不單一。不同濃度的中藥能否促進(jìn)多通路之間發(fā)揮協(xié)同作用,具有重要研究前景。

3 NF-κB信號通路

3.1 NF-κB信號通路在GA中的作用機(jī)制

NF-κB是細(xì)胞內(nèi)重要的核轉(zhuǎn)錄因子,參與機(jī)體的炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答,細(xì)胞凋亡等過程。在GA病理機(jī)制中,NF-κB信號通路主要介導(dǎo)炎癥反應(yīng),引起IL-1β、IL-6、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等炎癥因子的表達(dá),這些因子的過度表達(dá)反過來激活NF-κB信號通路,產(chǎn)生炎癥級聯(lián)放大效應(yīng)[20-21]。另外,NF-κB激活可以啟動NLRP3炎性體,抑制NF-κB信號通路和NLRP3炎癥體的激活可以降低IL-1β水平[22-23]。NF-κB信號通路可以被TLRs和NLRP3啟動,介導(dǎo)炎性細(xì)胞因子表達(dá)[24-25]。

3.2 中醫(yī)藥通過調(diào)節(jié)NF-κB信號通路發(fā)揮作用

楊大興等[26]用不同濃度的黃芪甲苷作用于GA大鼠,發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)組織中的TLR2、NF-кB mRNA表達(dá)水平、IL-6明顯低于模型組,黃芪甲苷組機(jī)械痛域(posterior wall thickness,PWT)和熱刺激潛伏期(paw withdrawal thermal latency,PWTL)高于模型組,表明黃芪甲苷能夠抑制TLR亞家族成員中的TLR2水平以及NF-кB基因的表達(dá),同時(shí)抑制NF-κB信號通路及TLRs信號通路而發(fā)揮抗炎作用。

張曉熙[27]用MSU和脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)誘導(dǎo)痛風(fēng)炎癥模型的THP-1細(xì)胞,予低、中、高劑量的加味三妙丸(黃柏、蒼術(shù)、川牛膝、土茯苓),結(jié)果顯示加味三妙丸較模型組能明顯下調(diào)p-NF-κB及NLRP3、ASC、Caspase-1和MyD88、TLR2、TLR4等蛋白的表達(dá),降低IL-1β水平。表明三妙丸可以不僅可以調(diào)節(jié)NF-κB 信號通路,而且可以調(diào)節(jié)NLRP3炎性體信號通路和TLRs信號通路。該方可能抑制 IL-1β相關(guān)受體激酶的激活,減少TLRs和NF-κB信號通路的相關(guān)蛋白水平,減少pro-IL-1β的表達(dá),促進(jìn)NLRP3炎性體信號通路進(jìn)一步抑制 IL-1β的產(chǎn)生,產(chǎn)生協(xié)調(diào)抑制效應(yīng),改善GA炎癥反應(yīng)。

NF-κB信號通路常與其他通路交叉影響,中醫(yī)藥NF-κB信號通路調(diào)節(jié)最能體現(xiàn)其多靶向作用機(jī)制,其他如TLRs、NLRP3等通路同樣具有影響。相對于簡單的單味中藥活性成分而言,中醫(yī)復(fù)方是在中醫(yī)辨證論治思維指導(dǎo)下組方遣藥,辨證因人而異,中醫(yī)復(fù)方多靶向性及多樣性是未來探索GA機(jī)制難點(diǎn)所在。

4 COX信號通路

4.1 環(huán)氧化酶-2信號通路在GA中的作用機(jī)制

環(huán)氧化物酶-2(cyclooxygenase inhibitor,COX-2)信號通路是GA發(fā)病的重要原因之一。COX-2可以通過COX-2/mPGES-1/PGE2途徑,合成的前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2),PGE2主要介導(dǎo)炎癥級聯(lián)放大反應(yīng)[28]。

4.2 中醫(yī)藥通過調(diào)節(jié)COX信號通路發(fā)揮作用

周建華等[29]將大鼠隨機(jī)分為白虎加桂枝湯組、秋水仙堿組以及對照和模型組四組。對照組關(guān)節(jié)腔注射生理鹽水,其他三組予以關(guān)節(jié)腔MSU注射液(50 μL)制造成GA模型。結(jié)果顯示白虎加桂枝湯組和秋水仙堿組右踝關(guān)節(jié)直徑、IL-1β、NO、COX-2水平較模型組明顯降低。表明中藥方劑白虎加桂枝湯和西藥秋水仙堿同樣能夠通過COX-2信號通路減少相關(guān)炎癥因子的表達(dá),改善GA炎癥反應(yīng)。

王洋洋等[30]在梔黃止痛散對GA炎癥反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,還發(fā)現(xiàn)COX-2減少的同時(shí),PGE2的水平表達(dá)也降低,表明中藥作用機(jī)制可能包括通過COX-2/mPGES-1/PGE2途徑,減少炎癥級聯(lián)放大反應(yīng)來抑制GA炎癥反應(yīng)。

COX信號通路是影響GA重要機(jī)制之一,其中PGE2主要參與GA中的炎癥級聯(lián)放大反應(yīng),中醫(yī)藥能夠顯著調(diào)節(jié)C0X-2、PGE2水平而改善GA。但未提及對mPGES-1蛋白的影響,故目前中醫(yī)藥對COX-2信號通路的研究存在一定的單極化現(xiàn)象,需要未來進(jìn)一步研究證實(shí)。

5 JNK信號通路

5.1 c-Jun氨基末端激信號通路在GA中的作用機(jī)制

c-Jun氨基末端激(c-Jun N-terminal protein kainse,JNK),又稱為應(yīng)激活化蛋白激酶(SAPK),在細(xì)胞凋亡、應(yīng)激等生理病理方面具有重要的雙重調(diào)節(jié)作用。JNK信號通路認(rèn)為是絲裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)通路的一分支。JNK信號通路能夠上調(diào)IL-6、IL-1β和TNF-α水平的表達(dá)[31],抑制JNK信號通路,能減輕GA的炎癥反應(yīng)[32]。

5.2 中醫(yī)藥通過調(diào)節(jié)JNK信號通路發(fā)揮作用

徐軼爾等[33]的研究發(fā)現(xiàn)不同劑量的豨薟草均可以抑制GA大鼠JNK、p-JNK、NF-κB、c-jun、AP-1蛋白的表達(dá),降低血清中的IL-1水平,其作用機(jī)制與豨薟草是通過調(diào)節(jié)JNK通路,減少GA炎癥反應(yīng)有關(guān)。另外,黨榮敏[34]的研究證實(shí)單味中藥提取物-黑骨藤醇提取物可以通過調(diào)節(jié)JNK和NF-κB通路抑制炎癥因子表達(dá),改善GA炎癥反應(yīng)。

中藥豨薟草以及中藥活性提取物黑骨藤醇均能夠較好地抑制JNK和NF-κB信號通路,緩解GA炎癥反應(yīng),但是具體如何影響JNK信號通路機(jī)制,JNK信號通路與NF-κB信號通路是否存在某種關(guān)聯(lián)尚不明確。因此,中醫(yī)藥如何調(diào)節(jié)GA中的JNK信號通路機(jī)制將是下一步實(shí)驗(yàn)探究的重點(diǎn)。

6 NALP6炎性體信號通路

6.1 NALP6炎性體信號通路在GA中的作用機(jī)制

NALP6炎性體信號通路由NLRP6蛋白、ASC、Caspase-1三個(gè)部分組成的NLRP6/ASC/Caspase-1信號通路,同樣參與GA的炎癥反應(yīng)過程。MSU晶體誘導(dǎo)NALP6炎性體的表達(dá),促進(jìn)Caspase-1前體水解,活化Caspase-1,誘導(dǎo)刺激IL-1β分泌[35]。沉默NALP6基因使得Caspase-1的活性及IL-1β水平降低,減少GA的炎性損傷[36]。

6.2 中醫(yī)藥通過調(diào)節(jié)NALP6炎性體信號通路發(fā)揮作用

隋方宇[37]的研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)腎利濕法中藥復(fù)方制備的含藥血清能夠明顯下調(diào)GA模型大鼠中的NALP6 mRNA、NALP6、NF-κB蛋白、Caspase-1活性以及IL-1β含量表達(dá)。其作用機(jī)制可能與補(bǔ)腎利濕法中藥復(fù)方通過調(diào)節(jié)NLRP6/ASC/Caspase-1的信號通路,對Caspase-1及NF-κB進(jìn)行靶調(diào)控,抑制炎癥級聯(lián)放大反應(yīng),下調(diào)GA中促炎因子IL-1β的水平,防治GA。

NALP6炎性體信號通路是近幾年除NLRP3炎性信號通路外發(fā)現(xiàn)的同樣影響ASC、Caspase-1水平的通路。但中醫(yī)藥對該通路干預(yù)的研究極少,擴(kuò)大深入探究中醫(yī)藥對NALP6信號通路同樣具有重要潛在價(jià)值。

7 總結(jié)與討論

近年來,生活條件不斷改善,飲食結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)向高脂、高嘌呤等高代謝食物,導(dǎo)致GA患病率日益增多,因此,GA的發(fā)病機(jī)制尤為值得關(guān)切。目前為止,大都認(rèn)為GA發(fā)作與MSU誘發(fā)局部無菌性炎癥相關(guān)。局部關(guān)節(jié)或組織出現(xiàn)MSU沉積,誘導(dǎo)炎癥因子聚集并活化,進(jìn)一步介導(dǎo)炎性細(xì)胞的浸潤,產(chǎn)生炎癥級聯(lián)放大效應(yīng)。其中NLRP3炎性體信號通路、NF-κB信號通路、TLRs信號通路、NALP6炎性體信號通路、COX信號通路等都參與調(diào)節(jié)GA炎癥反應(yīng)的過程,并且部分機(jī)制之間存在協(xié)同調(diào)節(jié)作用,如NLRP3炎性體信號通路誘導(dǎo)IL-1β水平的增加,IL-1β又反過來激活NF-κB信號通路和TLRs信號通路,最終誘發(fā)炎癥級聯(lián)放大效應(yīng)。

西醫(yī)治療GA取得一定的進(jìn)展,大部分藥物包括非甾體類抗炎藥、激素、非布司他等能快速有效緩解癥狀。GA的治療不應(yīng)該僅限于西醫(yī),亟需探索其他治療方法。我國中醫(yī)歷史悠久,在GA的診療方面擁有豐富的中藥資源以及臨床經(jīng)驗(yàn),并且具有很高的療效及安全性。應(yīng)用現(xiàn)代藥理學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù),探索和總結(jié)中醫(yī)藥治療GA作用機(jī)制有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

現(xiàn)有GA動物或組織細(xì)胞模型實(shí)驗(yàn)證實(shí)中藥單體或單味提取物和中藥復(fù)方能夠通過上述信號通路交叉作用于關(guān)節(jié)組織對相應(yīng)靶細(xì)胞,抑制包括IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α和IL-18等在內(nèi)的促炎因子表達(dá),抑制GA炎癥反應(yīng),治療GA。首先,鑒于目前有關(guān)中醫(yī)藥作用GA信號通路的研究大都是動物實(shí)驗(yàn),少部分如NLRP6炎性體信號通路和JNK信號通路的研究資料相對較少。其次,中藥復(fù)方與單藥有效成分提取物存在顯著差異,中醫(yī)復(fù)方體現(xiàn)的是整體觀念指導(dǎo)下的辨證論治,其成分復(fù)雜而且因人而異,加味后復(fù)方中各成分之間是否出現(xiàn)協(xié)同或拮抗作用仍是研究的難點(diǎn)。再者,中醫(yī)藥煎煮方法不同,是否影響GA各信號通路尚不明確。因此,今后仍需進(jìn)一步開展更多與中醫(yī)藥作用機(jī)制的相關(guān)動物及臨床實(shí)驗(yàn)研究。