NF-κB信號通路在推拿促進(jìn)膝骨性關(guān)節(jié)炎軟骨修復(fù)中的作用*

周 斌 時明偉 周運峰△

骨關(guān)節(jié)炎(Osteoarthritis,OA)以關(guān)節(jié)軟骨破壞為顯著特征，致殘率高[1,2]。膝骨性關(guān)節(jié)炎(Knee osteoarthritis，KOA)是OA中最常見的類型，在50歲以上的人群中，女性(平均4.8%)比男性(平均2.8%)更多見[3]。中國農(nóng)村人口KOA總患病率約為23.6%，城市人口為20.0%～23.9%[4]。KOA的發(fā)生及發(fā)展與軟骨退變、關(guān)節(jié)炎癥直接相關(guān)[5]，病理變化主要在關(guān)節(jié)軟骨，其中軟骨基質(zhì)成分蛋白多糖、膠原纖維進(jìn)展性丟失是軟骨受到破壞的重要標(biāo)志[6]。目前關(guān)于推拿治療KOA的相關(guān)研究偏重于臨床，NF-κB信號通路在推拿促進(jìn)KOA軟骨修復(fù)中的作用需進(jìn)一步深入研究。

1 KOA軟骨損傷的相關(guān)基礎(chǔ)研究

1.1 KOA軟骨損傷的基礎(chǔ)關(guān)節(jié)軟骨由軟骨細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)所構(gòu)成，覆蓋于膝關(guān)節(jié)的表面，對于膝關(guān)節(jié)的功能至關(guān)重要[7]。關(guān)節(jié)軟骨共有淺表層、過渡層、輻射層及鈣化軟骨層，各層軟骨細(xì)胞大小、形狀和數(shù)量明顯不同[8]。軟骨細(xì)胞凋亡和炎癥產(chǎn)生會引起II型膠原和蛋白聚糖合成與降解的不平衡，最終導(dǎo)致軟骨降解。細(xì)胞外基質(zhì)主要由II型膠原和蛋白聚糖組成，有利于維持軟骨的親水性、強度、韌性等理化特性，正常情況下是動態(tài)合成代謝和分解代謝相互平衡，平衡的維持是關(guān)節(jié)軟骨發(fā)揮正常生理功能的有效保證[9]。關(guān)節(jié)軟骨退行性病變和軟骨基質(zhì)降解是KOA的主要表現(xiàn)，其中軟骨細(xì)胞功能的異常是關(guān)鍵。

1.2 KOA軟骨損傷機制軟骨代謝異常、生物力學(xué)改變、外部創(chuàng)傷等諸多因素均可導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)軟骨被破壞，進(jìn)而誘發(fā)KOA的產(chǎn)生。關(guān)節(jié)軟骨的退變是KOA的啟動因素，同時也是其最主要的病理特征。隨著軟骨組成結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生改變，軟骨的力學(xué)性能也隨之下降。KOA病情進(jìn)一步發(fā)展，軟骨細(xì)胞發(fā)生的變性將會由淺層發(fā)展到深層，導(dǎo)致全層軟骨的丟失，刺激正常軟骨細(xì)胞肥大分化，加速向成骨方向進(jìn)展，使軟骨下骨硬化，引起軟骨的機械應(yīng)力發(fā)生改變，最終誘發(fā)膝關(guān)節(jié)退化和功能喪失[10,11]。

1.3 NF-κB信號通路對KOA軟骨損傷、修復(fù)的調(diào)控作用在KOA的發(fā)病過程中，NF-κB信號通路的病理性激活扮演著重要角色，其病理性激活會引起軟骨細(xì)胞炎癥，損傷細(xì)胞外基質(zhì)，進(jìn)而破壞軟骨[12,13]。NF-κB信號通路由一組在結(jié)構(gòu)方面密切相關(guān)的蛋白質(zhì)家族組成，主要為NF-κB轉(zhuǎn)錄因子家族以及其抑制物I-κB家族。NF-κB是一種異源二聚體蛋白，人體NF-κB家族由5個蛋白組成：RelA/p65、RelB、c-Rel、NF-κB1/p50和NF-κB2/p52，I-κB由I-κBα、I-κBβ、I-κBε、I-κBγ 4個蛋白組成。正常情況下NF-κB蛋白通過與抑制蛋白I-κB結(jié)合，以非活性狀態(tài)固定在胞漿中。NF-κB信號通路可調(diào)節(jié)促凋亡因子和抗凋亡因子的表達(dá)[14]。激活NF-κB信號通路可調(diào)節(jié)軟骨細(xì)胞的存活和增殖，抑制NF-κB信號通路可調(diào)節(jié)軟骨細(xì)胞的凋亡或壞死[15]。臨床當(dāng)中許多KOA的有效藥物都能夠抑制NF-κB蛋白的活性[16]，如布洛芬能夠抑制IKK的活性，有效防止I-κB的磷酸化，從而阻斷NF-κB信號通路被激活[17]。艾灸可以通過抑制KOA膝關(guān)節(jié)軟組織中的RelA蛋白高調(diào)控狀態(tài)，從而發(fā)揮抗炎作用[18]。

2 推拿對KOA的治療

針對KOA的治療，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)主要采用階梯治療，即基礎(chǔ)治療、藥物治療、修復(fù)性治療、重建治療。盡管廣泛使用的非甾體抗炎藥能減輕關(guān)節(jié)疼痛和僵硬，但KOA的炎癥成分不能有效改善[19]。晚期KOA患者只能通過全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)來治療，雖然能減少疼痛和改善本體功能，但在手術(shù)后數(shù)年患者的主動肌肉活動、力量和功能表現(xiàn)仍持續(xù)下降[20]。

KOA屬于中醫(yī)“痹證”“膝痛”“骨痹”等范疇，推拿廣泛應(yīng)用于KOA的臨床治療當(dāng)中。Xu Q等[21]證實推拿能夠改善KOA患者的疼痛、肢體運動功能。戴七一等[22]通過觀察軟骨組織及細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)、組織切片及免疫組化檢測等，證實揉髕可顯著降低膝關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞凋亡率，延緩膝關(guān)節(jié)退行性改變，其作用機制可能與上調(diào)Bcl-2表達(dá)，下調(diào)Bax、Fas表達(dá)，促進(jìn)滑液分泌，改善軟骨組織的物質(zhì)代謝有關(guān)。

3 基于NF-κB信號通路探討推拿手法修復(fù)KOA軟骨

3.1 NF-κB信號通路對其他炎癥因子或信號通路的影響參與炎癥或細(xì)胞外基質(zhì)降解的許多炎癥因子在KOA軟骨中的表達(dá)均有改變[23]。激活的NF-κB信號通路可促進(jìn)相關(guān)炎癥因子、趨化因子(如IL-6、IL-8)、基質(zhì)金屬蛋白酶MMPS)(如MMP3、MMP13)的表達(dá)[24]。NF-κB信號通路的激活可促使TNF-α和IL-1β等炎癥細(xì)胞因子編碼基因的轉(zhuǎn)錄，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)中的關(guān)鍵事件，進(jìn)而誘導(dǎo)IL-6、IL-8和環(huán)氧化酶-2(COX-2)的產(chǎn)生，并刺激軟骨細(xì)胞產(chǎn)生作為關(guān)節(jié)炎早期病變基礎(chǔ)的MMPS[25]。NF-κB蛋白活化之后，將會介導(dǎo)由TNF-α引起的抑制Ⅱ型膠原和連接蛋白基因的表達(dá)[26]。除了調(diào)節(jié)TNF-α和IL-1β的表達(dá)外，NF-κB信號通路也被這些細(xì)胞因子激活[27]。NF-κB蛋白的表達(dá)增加和MAPK信號通路傳導(dǎo)有關(guān)，MAPK信號通路激活后，可以誘導(dǎo)NF-κB蛋白的表達(dá)，進(jìn)而產(chǎn)生炎癥因子[28]。

3.2 NF-κB信號通路在推拿治療KOA過程中的作用NF-κB蛋白廣泛參與了KOA的免疫、炎癥、抗凋亡、細(xì)胞增殖等過程，在KOA的發(fā)病機制中至關(guān)重要，其可以通過增加分解代謝因子的合成來誘導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)的降解[29]。推拿手法可以下調(diào)滑膜細(xì)胞中NF-κB蛋白的表達(dá)，減輕滑膜炎癥，改善KOA患者的臨床不適癥狀[30]。同時推拿也可以下調(diào)軟骨細(xì)胞中NF-κB蛋白的表達(dá)，減少軟骨細(xì)胞凋亡，從而延緩KOA的發(fā)展進(jìn)程[31]。TNF-α能夠?qū)е翴-KKα/β磷酸化，促使I-κBα的磷酸化和降解，從而引起RelA的核轉(zhuǎn)移。推拿則被證實可以下調(diào)TNF-α的表達(dá)，減輕炎癥反應(yīng)，從而有效防治KOA[30,31]。吳佳航等[32]發(fā)現(xiàn)“舒筋”手法能夠減少關(guān)節(jié)液中的IL-1β的釋放，減緩軟骨的降解。

4 結(jié)語

NF-κB信號通路的激活在關(guān)節(jié)軟骨的損傷中具有重要作用[33]，抑制該通路的激活能夠保護膝關(guān)節(jié)軟骨、延緩軟骨細(xì)胞凋亡以及抑制細(xì)胞外基質(zhì)降解等方面作用顯著，對于KOA的發(fā)生、發(fā)展和治療至關(guān)重要。推拿通過調(diào)控NF-κB信號通路來治療KOA的相關(guān)研究也在不斷增多，內(nèi)容逐漸豐富，單從現(xiàn)有的研究來看，主要存在以下幾個問題：①干預(yù)對象主要以動物模型為主，相關(guān)臨床研究報道較少；②研究深度不夠，大部分研究都還停留在檢測NF-κB蛋白磷酸化及非磷酸化表達(dá)，對通路的信號傳遞研究較少；③KOA的病理變化是多條信號通路相互作用的結(jié)果，關(guān)于NF-κB信號通路和其他信號通路調(diào)控關(guān)系的研究尚屬空白。

總之，目前關(guān)于推拿介導(dǎo)NF-κB信號通路防治KOA的研究尚處于起步階段，對于此方面研究的進(jìn)一步深化，有助于我們從分子生物學(xué)角度來探討推拿治療KOA的作用機制。