單味中藥有效成分對類風濕關節(jié)炎JAK-STAT信號通路影響的研究進展?

張亞坤，劉 維，劉子安

(1. 天津中醫(yī)藥大學，天津 300193； 2.天津中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院，天津 300381)

類風濕關節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種以致殘性多關節(jié)滑膜炎為特征的自身免疫性疾病，其典型的臨床表現(xiàn)為對稱性關節(jié)疼痛、腫脹、晨僵和畸形。Janus激酶-信號傳導子與轉(zhuǎn)錄激活子(janus kinase signal transducersand activators of transcription,JAK-STAT)是一個重要的細胞因子傳導通路，并在許多細胞的生長、分化、增殖及其凋亡等方面發(fā)揮著顯著作用[1]。已有研究證實，JAK-STAT信號通路在RA發(fā)病過程中處于激活狀態(tài)且發(fā)揮致病作用,RA發(fā)病和關節(jié)破壞的重要細胞因子如IL-15(interleukin-15)、IL-6(interleukin-6)、干擾素(IFN)、粒-巨細胞集落刺激因子(GM-CSF)能通過不同途徑激活JAK-STAT信號傳導通路，從而在RA發(fā)病中起重要作用。本文就單味中藥有效成分影響RA-JAK-STAT信號通路的研究進展作一綜述[2-3]。

1 中藥及其有效成分對類風濕關節(jié)炎JAK-STAT信號通路的影響

1.1 青風藤

青風藤味苦辛、性平，歸肝脾經(jīng)，具有舒經(jīng)通絡、祛風除濕等功效，其活性成分主要為青藤堿(sinamenine，SIN)?，F(xiàn)代藥理研究顯示，SIN具有鎮(zhèn)痛、抗炎、免疫抑制、心腦血管保護等作用[4]。趙靜等[5]給予佐劑誘導性關節(jié)炎(adjuvant induce arthritis,AIA)大鼠SIN連續(xù)灌胃3周，結果發(fā)現(xiàn)，SIN對AIA大鼠JAK-STAT、TOLL樣受體(TOLL-like receptors,TLRs)信號傳導通路的調(diào)控作用最顯著，可以下調(diào)STAT5B、STAT6的mRNA水平。推測SIN治療RA的機制可能是通過抑制部分白介素及受體、干擾素及受體、信號傳導與轉(zhuǎn)錄因子、細胞周期、抗凋亡、泛素化相關基因的mRNA表達水平，調(diào)控JAK-STAT信號傳導通路實現(xiàn)的。

1.2 苦參

苦參味苦、性寒，歸心、肝、胃、大腸、膀胱經(jīng)，具有清熱燥濕、祛風殺蟲、利尿等功效?，F(xiàn)代藥理研究顯示，其主要活性成分苦參堿(matrine)具有強心、抗炎、抗腫瘤、免疫抑制、鎮(zhèn)痛等多種藥理活性[6]，可顯著降低膠原誘導性關節(jié)炎(collagen-induced arthritis,CIA)大鼠血清中炎癥因子TNF-α、IFN-γ和IL-17 A水平，并能有效抑制酪氨酸酶活性，下調(diào)酪氨酸蛋白激酶的磷酸化水平，從而抑制JAK-STAT通路和阻斷細胞因子的信號傳導[7-9]。Yongsheng Yang[10]等將CIA大鼠隨機分為對照組、CIA組、苦參堿組(100 mg/kg/day)、甲氨蝶呤組(2 mg/kg/week),對照組和CIA組給予生理鹽水灌胃(10 ml/kg/day)。結果發(fā)現(xiàn)，與CIA組比較，苦參堿可以通過抑制JAK2/STAT1/3信號傳導通路降低CIA大鼠的關節(jié)炎指數(shù)，改善踝關節(jié)病理，并能抑制成纖維樣滑膜細胞增殖，誘導G0/G1期細胞阻滯并增加細胞凋亡率，從而改善關節(jié)炎病情。

1.3 雷公藤

雷公藤味苦、辛、性寒有大毒，歸肝、腎經(jīng)，具有祛風濕、通經(jīng)絡、消腫止痛等功效。研究發(fā)現(xiàn)，雷公藤在臨床對器官移植排斥反應、自身免疫性疾病、腎病綜合征、癌癥等方面療效顯著[11]。目前，已從雷公藤中分離出70多種化學成分，其主要活性成分為二萜內(nèi)酯類、三萜類化合物及生物堿類[12]。二萜內(nèi)酯類成分雷公藤甲素(triptolide,TP)能夠抑制細胞和CIA大鼠踝關節(jié)中JAK2和STAT3的磷酸化過表達，從而進一步抑制細胞因子TNF-α、IL-1β及IL-6的表達，這提示TP可能通過TREM-1-JAK/STAT3通路來抑制炎癥反應，從而起到治療RA的作用[13]。內(nèi)皮屏障功能紊亂是RA等炎癥性疾病重要的病理改變之一，三萜類化合物雷公藤紅素(celastrol)可抑制LPS+IFN-γ誘導的微血管內(nèi)皮功能障礙，其機制是通過抑制iNOS和Noxl誘導的JAK2依賴信號通路，抑制過氧亞硝基陰離子前體的合成，從而降低PP2A的活性，以保護內(nèi)皮細胞屏障[14]。

1.4 莪術

莪術味辛苦、性溫，歸肝、脾經(jīng)，具有破血行氣、消積止痛等功效。莪術醇(curcumol)是其揮發(fā)油的重要組成成分之一，研究發(fā)現(xiàn)莪術醇具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗血栓、抗生育等作用[15]。Wang H等[16]通過觀察莪術醇對體外培養(yǎng)的成纖維樣滑膜細胞增殖、細胞周期、JAK2磷酸化、STAT1和STAT3蛋白表達發(fā)現(xiàn)，莪術醇可能通過JAK2-STAT信號通路抑制成纖維細胞的增殖，為RA的臨床治療提供了理論依據(jù)。

1.5 秦艽

秦艽味苦辛、性微寒，歸胃、肝、膽經(jīng)，具有祛風濕、舒筋絡、清虛熱等功效?，F(xiàn)代研究證實，其化學成分獐牙菜苦苷(Swertimarin)具有保護肝臟、抗炎及鎮(zhèn)痛等作用。Saravanan等[17]研究表明，狼牙菜苦苷可以明顯改善CIA大鼠的關節(jié)炎癥狀，其機制可能是通過降低促炎細胞因子IL-1,IL-6,TNF的釋放，顯著升高抗炎因子IL-10、IL-4水平，以及調(diào)節(jié)NF-κB/IκB和JAK2/STAT3的蛋白表達水平實現(xiàn)的。楊琳[18]等通過實驗研究推測，秦艽醇提取物對AIA大鼠的作用機制可能是通過抑制IL-6、TNF-α的表達、上調(diào)IL-10的表達、下調(diào)p-JAK2、p-STAT3的表達，進而調(diào)控JAK2/STAT3信號傳導通路實現(xiàn)的。

1.6 虎杖

虎杖味微苦、性微寒，歸肝膽肺經(jīng)，具有清熱解毒、利濕退黃、散瘀止痛、化痰止咳等功效。其有效化學成分白藜蘆醇(resveratrol,Res)具有抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗病毒、抗衰老及雌激素樣活性等藥理作用[19]。實驗研究發(fā)現(xiàn)，Res可在一定程度上抑制CIA大鼠滑膜組織中STAT1及STAT3的表達，且呈劑量依賴性，據(jù)此推測Res治療RA的可能機制是阻斷STAT分子的激活，從而阻斷參與RA發(fā)病的下游炎癥因子及抗凋亡基因的表達，進而阻斷JAK-STAT信號傳導通路引起的免疫反應[20]。Cross A[21]等同樣發(fā)現(xiàn)，Res可在一定程度抑制STAT1和STAT3的激活，可能是通過阻斷JAK-STAT信號通路，從而阻止滑膜細胞增殖實現(xiàn)的。

1.7 姜黃

姜黃味辛苦、性溫，歸肝、脾經(jīng)，具有活血行氣、通經(jīng)止痛等功效。姜黃素(curcumin)是從姜黃中提取的一種色素，具有抗炎、抗腫瘤、抗動脈粥樣硬化、抗病毒、抗脂質(zhì)過氧化等作用[22]。研究發(fā)現(xiàn)，RA的發(fā)病與STAT4等位基因變異和STAT4磷酸化有關，姜黃素可通過抑制JAK信號通路，阻礙T細胞信號傳導因子STAT3和STAT4酪氨酸磷酸化，減少IL-12誘導的T細胞增殖和Th1細胞分化[23-24]。B淋巴細胞刺激因子(B-lymphocyte stimulator,BLyS)的過度表達與RA的發(fā)生發(fā)展密切相關，姜黃素可通過抑制STAT1磷酸化阻止JAK2-STAT1信號通路，從而下調(diào)基礎水平和INF-γ誘導的BLyS表達，BLyS的抑制是姜黃素在RA抗炎過程中的重要機制之一[25]。

1.8 穿山龍

穿山龍味苦、性微寒，歸肝、肺經(jīng)，具有祛風濕、活血通絡、清肺化痰等功效，其活性成分穿山龍總皂苷具有抗炎、抗腫瘤、降血脂、抑菌和抗病毒等作用[26]。血管新生是產(chǎn)生RA血管翳的必要條件，血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)作為調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞增殖和遷移的重要細胞因子之一，在RA的血管新生中發(fā)揮著重要作用。董文娟[27]等研究發(fā)現(xiàn)，穿山龍總皂苷可明顯減少CIA大鼠膝關節(jié)滑膜新生血管數(shù)量，下調(diào)VEGF的表達。Niu[28]等研究發(fā)現(xiàn)，STAT3可與VEGF上相應結合位點結合，從而直接調(diào)節(jié)VEGF的表達。高亞賢等[29]研究發(fā)現(xiàn)，穿山龍總皂苷可通過抑制NF-κB p65的DNA結合活性和JAK-STAT信號通路中底物STAT3的表達，從而下調(diào)VEGF的水平，起到抑制RA血管新生的作用。

1.9 威靈仙

威靈仙味辛咸、性溫，歸膀胱經(jīng)，具有祛風除濕、通絡止痛等功效。藥理研究顯示，其有效成分威靈仙總皂苷(total saponins of clematis,TSC)具有調(diào)節(jié)免疫、抗炎鎮(zhèn)痛等作用。鄧龍飛等[30]通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，TSC對AA大鼠具有較好的抗炎作用，其機制可能是通過抑制JAK2 mRNA、STAT3 mRNA的表達，并下調(diào)p-JAK2/JAK2、p-STAT3/STAT3的相對表達，進而調(diào)控JAK-STAT信號通路起到抗炎作用的。汪永忠等[31]研究發(fā)現(xiàn)，TSC可以明顯抑制AA大鼠促炎細胞因子IL-6的表達，提高抑炎細胞因子IL-10的表達，抑制p-JAK2、p-STAT3的表達，進而調(diào)控JAK2-STAT3信號通路，以減輕AA大鼠的炎癥反應。

1.10 其他

任丹陽等[32]通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，5，7，3’-三乙酰橙皮素可通過抑制SATA3、JAK2的表達，從而抑制RA大鼠關節(jié)滑膜細胞的增殖，緩解關節(jié)炎病情。劉慧等[33]實驗研究發(fā)現(xiàn)，黃芪糖蛋白減輕CIA小鼠病情的機制可能是通過糾正RORγt，/Foxp3、STAT3/STAT5信號通路的平衡，從而糾正Th17/Treg細胞平衡實現(xiàn)的。郭亞春[34]等研究發(fā)現(xiàn)，薯蕷皂苷可能通過抑制NF-κB信號通路中的NF-κB p65活性和JAK-STAT信號通路中的STAT3蛋白表達來抑制VEGF mRNA表達，進而達到抑制RA血管新生的作用。

2 討論

上述所列中藥對JAK-STAT信號通路的調(diào)節(jié)機制大致，一是直接抑制JAK-STAT信號通路，二是調(diào)節(jié)與JAK-STAT信號通路相關的細胞因子的釋放，三是調(diào)節(jié)與JAK-STAT信號通路相關基因的表達，多種機制間相互協(xié)同發(fā)揮作用。然而，目前對于中藥干預JAK-STAT信號通路治療RA的研究相對較少，大多數(shù)還停留在對藥效的探索和動物實驗階段，且初步發(fā)現(xiàn)的有效成分缺乏系統(tǒng)性的基礎研究。

為解決上述問題，首先要拓展研究思路，明確中藥阻斷JAK-STAT信號通路的起效環(huán)節(jié)，從中藥藥理學等多角度對阻斷JAK-STAT信號通路以治療RA的常用草藥進行對比研究，篩選出有效的單味中藥或有效成分，評估其臨床應用價值。其次，多層次、多靶點開展中藥的機制研究，借助基因組學、蛋白質(zhì)組學等技術闡明中藥在基因、蛋白等方面抑制JAK-STAT信號通路以治療RA的機制。再者要注重科研成果的轉(zhuǎn)化，使相關中藥或有效成分能被開發(fā)為新藥，進而造福于患者。