黃酮類化合物抗類風濕關(guān)節(jié)炎作用及機制研究進展

燕曉婷，陳華國，周 欣*

1貴州師范大學貴州省藥物質(zhì)量控制及評價技術(shù)工程實驗室；2貴州師范大學天然藥物質(zhì)量控制中心，貴陽 550001；3貴州中醫(yī)藥大學，貴陽 550002；

類風濕性關(guān)節(jié)炎是一種自身免疫功能障礙性疾病，以關(guān)節(jié)病變?yōu)橹鞑橛卸嘞到y(tǒng)受累的慢性炎癥疾病，表現(xiàn)為滑膜增生、關(guān)節(jié)破壞、功能喪失等，主要特征是手、腕及對稱足關(guān)節(jié)炎癥[1]，對人體健康危害極大，至今其確切發(fā)病機制尚未被探明。發(fā)達國家估計有0.5%～1%成年人受RA影響，RA發(fā)病風險女性是男性的三倍[2]，根據(jù)治療方法不同，RA患者壽命在發(fā)病20年后會有所降低。世界衛(wèi)生組織報道，80% RA患者將會嚴重殘疾，這不僅會給患者帶來生活不便，還會給社會帶來負擔。目前臨床上治療RA主要有鎮(zhèn)痛類、黃酮類、非甾體類、抗炎類、改善病情的抗風濕藥物及植物藥物等，其中黃酮類被認為是新型的抗炎藥物，具有廣泛的應用前景。

黃酮類成分廣泛存在于自然界中，是植物的主要活性成分之一，這類化合物大多呈黃色或淡黃色，以2-苯基色原酮為基本母核結(jié)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)主要有黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、異黃酮、查耳酮、花色素、黃烷-3-醇及橙酮等(詳細見圖1)，黃酮來源廣泛，具有低毒、副作用小等特點，我國是植物資源大國，為尋找高效低毒的天然藥物提供較好資源基礎(chǔ)。黃酮類化合物是最豐富的酚類，在抗黃嘌呤氧化酶活性[3]、免疫調(diào)節(jié)[4]、保護心肌細胞[5]及DNA氧化損傷[6]等方面均具有顯著效果。黃酮類化合物研究已經(jīng)取得較大進展，本文闡釋近年來國內(nèi)外關(guān)于類風濕發(fā)病機理、黃酮來源及抗類風濕關(guān)節(jié)炎機制進行概況，為黃酮類成分未來臨床應用提供科學指導。

1 黃酮類化合物抗RA種類

目前，具有治療RA總黃酮及單體類成分廣泛被研究，總黃酮按其所屬的科屬分類可以分為：骨碎補科骨碎補屬、豆科羊蹄甲屬、桑寄生科鈍果寄生屬及蘿摩科杠柳屬等不同科屬植物中，其中在豆科、骨碎補科、蘿摩科、菊科等植物中最常見，詳細見表1。具有抗RA活性單體成分見表2。

圖1 黃酮基本結(jié)構(gòu)Fig.1 Basic structure of flavonoids注:A:二氫黃酮;B:黃酮醇;C:黃酮;D:查耳酮;E:異黃酮;F:黃烷-3-醇;G:花色素;H:橙酮;I:雙苯吡酮。Note:A:flavanone;B:flavonol;C:flavone;D:chalcone;E:isoflavone;F:flavan-3-ol;G:anthocyanidin;H:aurone;I:xanthone.

表1 具有抗RA的總黃酮類Table 1 Total flavonoids of anti-RA

續(xù)表1(Continued Tab.1)

總黃酮來源Flavonoids source科屬Genera模型Model作用效果/機制Effect/mechanism參考文獻References黃芩Scutellaria baicalensis Georgi唇形科黃芩屬B降低IL-1β,IL-6,TNF-α,IL-17,IL-1等, 抑制 MAPKp38、ERK1/2 NF-κB信號通路16杜仲Eucommia ulmoides杜仲科杜仲屬A+E外用對CIA小鼠有較好效果,能有效抑制毒峰素的溶血17王棗子Isodon amethystoides(Benth)Cy Wu et Hsuan唇形科香茶菜屬AmiR-152表達上調(diào),影響Wnt信號通路,實現(xiàn)對RA治療18新疆圓柏Juniperus sabina L柏科圓柏屬A明顯降低TNF-α 水平19五色梅Lantana camara L.馬鞭草科馬櫻丹屬B改善炎性組織液中 IL-1β、TNF-α 水平及抗氧化20戰(zhàn)骨Premna fulva Craib馬鞭草科豆腐柴屬A+C具有顯著抗炎、鎮(zhèn)痛作用21滁菊Chrysanthemum菊科菊屬A以SFRP4 作為靶點,抑制 Wnt通路的激活22雞血藤Spatholobus suberectus Dunn豆科密花豆屬A抑制足腫脹、降低血清中NO水平、增加GSH-Px含量,23刺山柑Capparis spinosa L.山柑科山柑屬A有效保護滑膜組織,降低足腫脹及炎性細胞的浸潤24藤茶Ampelopsis grossedentata葡萄科蛇葡萄屬B緩解CIA誘導的關(guān)節(jié)腫脹及降低IL-1β含量25玉米須Stigma Maydis禾本科玉蜀黍?qū)貱+D顯著延長舔足時間,減少扭體次數(shù)26

注：A：佐劑型關(guān)節(jié)炎大鼠模型; B:Ⅱ型膠原誘導模型;C:二甲苯致小鼠耳廊腫脹模型;D:乙酸扭體;E:冰醋酸+牛II型膠原;F:雞Ⅱ型膠原。

Note:A:adjuvant type arthritis rat model;B:CIA;C:xylene-induced mouse eardrum swelling model;D:Acetic acid writhing;E:glacial acetic acid + bovine type II collagen;F:chicken type II collagen.

表2 具有抗RA活性的黃酮單體成分Table 2 Flavonoid monomer of anti-RA activity

續(xù)表2(Continued Tab.2)

分類Class來源Source模型Model實驗結(jié)果Experimental result作用機制/效果Mechanism/effect參考文獻Ref.柚皮素NaringeninCIA降低抗凝血酶、T細胞增殖抑制MAPK和NF-κB信號傳導 38黃烷醇Flavanol兒茶素Gatechinic acid抑制炎癥因子形成抑制IL-1β信號通路39

注:AA:佐劑型關(guān)節(jié)炎大鼠模型;CIA:膠原誘導大鼠模型;Th17:Th17細胞;PMA:佛波醇酯;PANK:細胞核因子kb受體活化因子配基。

Note:AA:adjuvant type arthritis rat model;CIA:collagen-induced rat model;Th17:Th17 cell;PMA:phorbol myristate acetate;PANK:tartrate-resistant acid phosphatase.

2 RA發(fā)病機理

類風濕關(guān)節(jié)炎屬于中醫(yī)學“痹癥”范疇，在中醫(yī)史上又稱歷節(jié)病、頑痹等。中醫(yī)認為RA就是寒熱錯雜癥，風寒濕熱侵襲，致寒濕、濕熱互結(jié)使病情纏綿，此時風寒之濕邪均已非單獨之外邪，而是彼此互結(jié)，共同為病，因此RA是一種復雜的、多因素參與的自身免疫性疾病，病程遷延最終導致關(guān)節(jié)破壞甚至殘疾。

目前該類疾病發(fā)病原因尚未探明，有研究表明B細胞、T細胞、CD4 細胞、單核巨噬細胞、成纖維細胞、破骨細胞等在發(fā)病過程中起著重要作用[16]。APC在炎癥產(chǎn)生過程中起關(guān)鍵作用，其通過向T細胞提供抗原，啟動自身免疫反應的滑膜II型膠原[ 40]，T細胞能不斷擴增并刺激關(guān)節(jié)中細胞產(chǎn)生炎癥因子和炎癥介質(zhì)[41]。巨噬細胞和滑膜細胞能產(chǎn)生TNT-α、IL-1β等炎癥因子，這兩種炎癥因子與炎癥介質(zhì)協(xié)同作用致炎癥加重?；|(zhì)金屬蛋白酶(MMP)會導致細胞外基質(zhì)重塑和破壞，從而導致軟骨降解和骨破壞[42]，CAMs會誘導炎癥介質(zhì)進入滑膜細胞[43]，高濃度細胞因子將激活轉(zhuǎn)錄因子NF-κB進入細胞核[25]，越來越多研究表明這種炎癥因子參與RA發(fā)病過程，它能調(diào)節(jié)編碼基因與促炎細胞因子基因，導致炎癥的惡性循環(huán)，詳細見圖2[44]。

3 黃酮類化合物抗RA機制

致使RA發(fā)病因素有外在因素也有自身免疫因素，而目前治療此類疾病藥物主要有化學藥物、激素類和天然黃酮類，化學藥物及激素類治療RA效果較好，但并不能完全根治且毒副作用較大，因此探索此類疾病發(fā)病機理、治療機制是目前研究開發(fā)藥物重點熱點。研究表明：各科屬植物黃酮對RA均具有治療作用并無顯著差異，但其作用機制并不相同，主要包括抑制炎癥因子產(chǎn)生、調(diào)節(jié)信號通路、抗氧自由基及免疫調(diào)節(jié)。

3.1 抑制炎癥因子產(chǎn)生

抗炎細胞因子是體內(nèi)唯一能降低PGE2的細胞因子，抑制促抗炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6等，使PGE2的產(chǎn)生減少，從而發(fā)揮抗炎作用。細胞因子MMP-3、CD200及IL-17等可直接或間接影響炎癥反應和機體免疫功能。TNF-α基因被認為是RA遺傳的一個重要候選基因，也是炎癥反應中重要炎癥因子，廣泛存在于RA患者血液、滑膜組織及滑液中[45]。IL-1β主要是由活化的單核細胞和巨噬細胞分泌產(chǎn)生，可刺激B細胞和T細胞釋放細胞因子和抗體，誘導成纖維細胞增殖，活化破骨細胞，促進關(guān)節(jié)軟骨和骨侵蝕[46,47]。巨噬細胞、B 細胞、T 細胞等多種細胞均可分泌IL-6，IL-6通過巨噬細胞激活成纖維細胞，從而釋放血管內(nèi)皮生長因子促進血管翳形成，誘導肝臟合成急性期蛋白，活化破骨細胞導致骨吸收增加，最終導致骨質(zhì)侵蝕及關(guān)節(jié)間隙狹窄[48]。研究表明總黃酮類化學成分可通過抑制炎癥因子的分泌，使關(guān)節(jié)炎指數(shù)、原發(fā)性足腫脹、繼發(fā)性足腫脹度、骨破壞及骨侵蝕等具有顯著恢復。

龍須藤總黃酮能不同程度地降低RA大鼠繼發(fā)性足腫脹度、關(guān)節(jié)炎指數(shù)，并能明顯降低大鼠血清中 IL-1β、IL-6 和 TNF-α等炎癥因子，與模型組相比能顯著減輕RA大鼠炎癥反應[49]。鬼針草總黃酮能降低AA大鼠血清中IL-1β、TNF-α含量、降低TLR4及NF-κB的表達和病理組織的評分，有效的阻礙血管翳形成，對類風濕性關(guān)節(jié)炎具有顯著的療效[50]。研究表明相對于模型組動物槲皮素能有效降低CIA大鼠炎癥評分，抑制機體內(nèi)TNF-α含量，抑制體內(nèi)炎癥因子表達，有效緩解類風濕關(guān)節(jié)炎癥狀[51]。

黃酮類單體化合物槲皮素能抑制TNF-α，IL-1β，IL-6和IL-8 mRNA基因表達及分泌，從而刺激體外肥大細胞。另外，通過體外作用，使人肥大細胞中NF-κB信號通路表達下調(diào)[52]。在CIA小鼠飲食中加入5%槲皮素，能使組織中TNF-α和IL-1βmRNA表達下調(diào)[53]，同時也能顯著降低AA大鼠血漿中IL-1β和MCP-1含量[54]。

3.2 調(diào)節(jié)信號通路

RA信號通路有RhoA/ROCK、NF-κB、JAK2/STAT3、p38MAPK、Wnt通路、PI3K-Akt、NF-κB、TLRs及RANKL/RANK/OPG等。NF-κBp65合成TNF-α、IL-1β和PEG2等促炎細胞因子，因此NF-κBp65表達失衡在RA發(fā)生發(fā)展過程中起至關(guān)重要的作用。研究表明木犀草素+綠原酸能增強大鼠成纖維狀滑膜細胞NF-κB p100信號通路的表達，減少炎癥因子IL-1β[55]。黃芪總黃酮給藥于RA大鼠后，采用免疫組化法檢測大鼠滑膜組織中 NF-κBp65蛋白的表達，結(jié)果表明黃芪總黃酮能顯著降低NF-κBp65高表達，對關(guān)節(jié)組織損傷具有保護作用，從而達到對RA治療作用[50]，同時還可以抑制OPG/RANKL信號通路，對滑膜組織增生、血管翳生成、骨破壞和軟骨損傷均具有保護作用[56]。Wnt信號通路對骨轉(zhuǎn)換過程、控制軟骨及骨骼發(fā)育影響較大，在骨代謝動態(tài)平衡調(diào)節(jié)起重要作用[57,58]。王棗子總黃酮通過抑制miR-152 作用，從而促進了β-catenin(經(jīng)典通路)、ccnd1、IL-1的表達，促進成纖維樣滑膜細胞(FLS)增殖，對佐劑型關(guān)節(jié)炎大鼠具有顯著療效[18]。

3.3 抗氧自由基及免疫調(diào)節(jié)

氧自由基的異常增高可直接或間接導致關(guān)節(jié)損傷，在類風濕關(guān)節(jié)炎組織內(nèi)氧自由基水平較高。SOD能減少機體內(nèi)H2O2產(chǎn)生，是抗氧化能力的重要指標，MDA代表LPO水平且反應自由基產(chǎn)生強度，當抑制體內(nèi)MDA、LPO水平，增加SOD水平時，能減少氧自由基的產(chǎn)生，緩解過氧化反應，抑制炎癥反應，緩解關(guān)節(jié)炎病程。AA大鼠表現(xiàn)為血清及腹腔巨噬細胞中 SOD活性降低，脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物 MDA含量增高。槲皮素能有效抑制RA患者活性氧生成[59]及減少CIA大鼠多形核白細胞活化作用和積累[60]。研究發(fā)現(xiàn)野菊花總黃酮能減低機體內(nèi)過氧化物，增加SOD活性，抑制過氧物產(chǎn)生與釋放，對炎癥反應起到抑制作用[61]。

NO是小分子氣體物質(zhì)，當體內(nèi)NO過高時將會導致細胞毒性，介導免疫損傷[62]，當機體內(nèi)NO升高時能促進TNF-α、PGE2等炎癥因子釋放，使炎癥反應加重，自身免疫增強是體內(nèi)NO處于相對平衡狀態(tài)。雞血藤總黃酮不僅能提高AA大鼠體內(nèi)過氧化物活性，促進自由基清除，而且能降低血清中NO含量，使GSH-Px活性增加，從而對AA大鼠炎癥起治療作用[23]。

4 結(jié)論

類風濕關(guān)節(jié)炎特征在于滑膜炎、全身炎癥及自身免疫，發(fā)病發(fā)險的50%可歸于家族遺傳因素，吸煙是主要的環(huán)境因素，在老人及婦女中發(fā)病率較高，往往會導致關(guān)節(jié)損傷、殘疾、降低生活質(zhì)量等。RA可引發(fā)心血管疾病[63]，睪丸炎癥[64]及間質(zhì)性肺病[65]等一系列并發(fā)癥，而至今尚未發(fā)現(xiàn)能徹底根治RA方法及藥物，目前臨床上主要采用西藥治療，但毒副作用較大。因此低毒、副作用小的總黃酮類藥物被廣泛研究，具有抗類風濕關(guān)節(jié)炎作用的總黃酮及黃酮單體來源廣泛，包含不同的科屬，其作用機制也各不相同，主要通過抑制炎癥因子增生、抑制滑膜組織增生、調(diào)節(jié)信號通路、抗氧自由基及免疫調(diào)節(jié)等多種途徑緩解RA炎癥。

但是，目前對總黃酮類成分研究主要集中在抗類風濕關(guān)節(jié)炎作用及機制，并未對其代謝產(chǎn)物及脂質(zhì)作用方面進行研究，所引發(fā)的并發(fā)癥也并未進行深入研究，因此，為進一步了解總黃酮抗類風濕關(guān)節(jié)炎作用及RA所引發(fā)的并發(fā)癥治療作用，以減輕此類疾病帶來的危害，對加強類風濕關(guān)節(jié)炎的研究具有很大的價值和意義。