從NF-κB/Bcl-2信號通路調(diào)控成纖維樣滑膜細胞凋亡角度探討中醫(yī)藥抑制類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎滑膜炎癥機制的研究進展*

陳 平,杜小正,王海東,井維堯,劉 翠,李浩林,陶鵬飛,王金磊

(1.甘肅省中醫(yī)院風(fēng)濕骨病中心,甘肅 蘭州 730050; 2.甘肅中醫(yī)藥大學(xué),甘肅 蘭州 730000)

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是以關(guān)節(jié)滑膜炎癥為主要病理特征的系統(tǒng)性慢性自身免疫性疾病,發(fā)病迅速,具有進行性、破壞性、致殘性等特點,對人類健康造成嚴重危害[1]。RA具體發(fā)病機制尚不明確,但持續(xù)的滑膜炎癥是導(dǎo)致RA病情發(fā)展的最主要因素。臨床給予氨甲蝶呤、來氟米特、糖皮質(zhì)激素等藥物治療RA,可明顯改善病情,延緩疾病進展,但長期用藥不僅會使患者產(chǎn)生耐受,還會對患者的循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等造成損害[2]。中醫(yī)藥治療RA具有一定優(yōu)勢,但作用機制不明是限制中醫(yī)藥發(fā)展的難題。成纖維樣滑膜細胞( fibroblast-like synoviocytes,FLS)是介導(dǎo)RA滑膜炎癥的主要效應(yīng)細胞[3],FLS激活后可產(chǎn)生大量炎癥因子,引發(fā)炎癥級聯(lián)反應(yīng)。RA-FLS具有抗凋亡的特性,其不斷的增殖和遷移是導(dǎo)致血管翳生成及骨破壞的關(guān)鍵原因[4]。核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)/ B淋巴細胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)信號通路在FLS的抗凋亡過程中發(fā)揮重要作用。研究顯示,RA-FLS中NF-κB表達異常增高,能轉(zhuǎn)錄大量的Bcl-2調(diào)控線粒體,并介導(dǎo)FLS抗凋亡[5]。因此,調(diào)控NF-κB/Bcl-2信號通路活性是促使FLS凋亡、抑制RA滑膜炎癥的關(guān)鍵。筆者從NF-κB/Bcl-2信號通路調(diào)控FLS凋亡角度探討中醫(yī)藥抑制RA滑膜炎癥機制的研究進展,綜述如下。

1 RA-FLS抗凋亡是介導(dǎo)RA滑膜炎癥的核心因素

FLS的生理增殖與間充質(zhì)干細胞從循環(huán)中遷移或滑膜中干細胞池的擴大有關(guān),但在RA中,FLS增殖原因尚不明確,可能是由于細胞增殖、生存和死亡的失衡造成。研究[6]表明,RA滑膜組織具有高度遺傳毒性,其活性氮和活性氧水平增高造成的氧化應(yīng)激反應(yīng)足以使細胞凋亡;即使FLS的DNA損傷、DNA鏈斷裂增加,經(jīng)TUNEL檢測、組織形態(tài)測定及電子顯微鏡檢查,FLS的凋亡程度仍然處于較低水平。

RA患者的滑膜組織從靜止的相對無細胞結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槌錆M免疫細胞的增生性浸潤組織后,活化的FLS便迅速增殖,促使血管翳形成[7],并進一步增加自身抗凋亡能力。同時,FLS通過產(chǎn)生炎癥因子如腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α、趨化因子和基質(zhì)降解分子等,增強侵襲能力,并附著在骨表面,加速對骨關(guān)節(jié)的損傷和破壞[8]。

原位雜交和免疫組化研究[9]表明,內(nèi)膜中的FLS是白細胞介素(interleukin,IL)-6的主要來源,培養(yǎng)的FLS自發(fā)產(chǎn)生IL-6,且IL-1或TNF通過核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)依賴性途徑促進IL-6產(chǎn)生,充分說明FLS具有促炎作用,也說明IL-6抑制劑能改善RA的體征和癥狀;同時,研究表明,關(guān)節(jié)中的集落刺激因子主要來源于RA-FLS,這些生長因子具有增加骨髓中造血干細胞譜系特異性成熟的能力,在樹突狀細胞和巨噬細胞活化中起著關(guān)鍵作用,其粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)和巨噬細胞集落刺激因子在RA滑膜和滑膜積液中含量豐富,并經(jīng)原位雜交研究證實其主要由RA-FLS產(chǎn)生。研究表明,IL-1或TNF刺激可顯著增加FLS中GM-CSF的水平,此為誘導(dǎo)巨噬細胞局部擴張和活化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[10]。

實驗證明,FLS細胞膜上Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)存在高表達現(xiàn)象,而滑膜組織中大量的高遷移率族蛋白B1、透明質(zhì)酸及熱休克蛋白等物質(zhì)可作為損傷相關(guān)的分子模式激活TLR通路,介導(dǎo)胞內(nèi)磷脂酰肌醇3激酶、絲裂原活化蛋白激酶、NF-κB等多種炎癥通路激活,從而活化炎癥網(wǎng)絡(luò)[11]。此外,活化的FLS還將誘導(dǎo)輔助性T細胞(helper T cell ,Th)1、Th17等多種免疫細胞遷移至關(guān)節(jié)中,分泌IL-6、IL-17等多種炎癥因子,協(xié)同RA-FLS加重炎癥反應(yīng)[12]。同時,RA-FLS可內(nèi)吞中性粒細胞胞外陷阱,獲得抗原呈遞細胞的能力并將其呈遞給CD4+T細胞,這一過程是誘導(dǎo)自身免疫反應(yīng)的關(guān)鍵[13]。

綜上可知,FLS是介導(dǎo)RA滑膜炎癥的主要效應(yīng)細胞,其抗凋亡特性是加重RA滑膜炎癥的關(guān)鍵因素,促進FLS凋亡是抑制RA滑膜炎癥的可靠目標(biāo)。

2 NF-κB/Bcl-2信號通路調(diào)控FLS凋亡是抑制RA滑膜炎癥的關(guān)鍵靶點

Bcl-2是一種癌基因,具有明顯抑制細胞凋亡的作用,不僅可以抑制由多種細胞毒素引起的細胞死亡,還可促使細胞在無生長因子環(huán)境下存活。在Bcl-2蛋白家族中,Bcl-2是主要的抗凋亡蛋白,Bcl-2關(guān)聯(lián)X蛋白(Bcl-2 associated X protein,BAX)是主要的促凋亡蛋白,兩者動態(tài)變化可引起線粒體外膜通透性(mitochondrial outer membrane permeability,MOMP)改變,從而激活線粒體凋亡通路[14]。Bcl-2蛋白一般位于線粒體或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,其含有的多個BH結(jié)構(gòu)域通過阻斷BH3-only蛋白與其激活劑和增敏劑的結(jié)合來阻滯凋亡程序,從而抑制MOMP發(fā)生。研究[15]證實,在RA的發(fā)病過程中,Bcl-2呈明顯高表達狀態(tài),且TNF-α及IL-1β容易刺激RA-FLS導(dǎo)致Bcl-2出現(xiàn)高表達現(xiàn)象,從而證實RA炎癥與FLS抗凋亡是相互促進的。然而,在RA機體中,BAX表達水平升高的幅度遠遠低于Bcl-2,故Bcl-2/BAX極易升高,導(dǎo)致滑膜細胞增殖/凋亡失衡,必然促進RA的發(fā)生發(fā)展,加重RA癥狀。

Bcl-2的關(guān)鍵啟動子多個分布于NF-κB上,而NF-κB感受細胞調(diào)節(jié),使NF-κB的抑制蛋白(inhibitor of NF-κB,IκB)激酶磷酸化后釋放NF-κB關(guān)鍵位點并移位至細胞核,調(diào)控Bcl-2蛋白的表達,進而調(diào)控細胞凋亡過程[16]。RA患者外周血中磷酸化NF-κB抑制蛋白α、NF-κB p65亞基、Bcl-2等明顯高表達,證實NF-κB/Bcl-2通路在RA中具有關(guān)鍵作用[15]。實驗[16]表明,RA大鼠滑膜組織Bcl-2明顯高表達,但BAX信使核糖核酸(messenger ribonucleic acid,mRNA)及蛋白質(zhì)水平升高幅度遠遠低于Bcl-2水平,從而造成滑膜細胞增殖/凋亡失衡,促使RA發(fā)生發(fā)展。研究[17]證實,上調(diào)FLS中NF-κB、Bcl-2蛋白水平,可抑制FLS凋亡,促使FLS分泌IL-6、TNF-α等炎癥因子。相反,沉默NF-κB基因或使用NF-κB抑制藥物硼替佐米等干預(yù)能下調(diào)RA-FLS中Bcl-2的水平,促使FLS凋亡,減少TNF-α、IL-1β產(chǎn)生[18-19]。研究[20]發(fā)現(xiàn),采用香附素處理RA-FLS后, Bcl-2表達明顯下調(diào),BAX、胱天蛋白酶(Caspase)-3、Caspase-9表達上調(diào),且呈劑量依賴性下調(diào)IκB和NF-κB磷酸化水平,誘導(dǎo)RA-FLS細胞凋亡,減輕炎癥反應(yīng)。體內(nèi)研究[21]表明,梔子有效成分AC-5GP可抑制RA大鼠體內(nèi)炎癥反應(yīng);進一步研究發(fā)現(xiàn),AC-5GP可抑制NF-κB核移位,降低Bcl-2蛋白水平,增加BAX、Caspase-3表達,促使FLS凋亡。

綜上所述,NF-κB/Bcl-2是調(diào)控RA-FLS凋亡的關(guān)鍵信號通路,抑制其活性可以促使RA-FLS凋亡,此為緩解RA滑膜炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵靶點。

3 NF-κB/Bcl-2信號通路調(diào)控FLS凋亡在中醫(yī)藥抑制RA炎癥反應(yīng)中的作用

研究表明,中藥[22]、針灸[15]等方法治療RA療效顯著,可延緩病情發(fā)展,減輕炎癥反應(yīng)。但中醫(yī)藥基礎(chǔ)研究薄弱,這也是限制其臨床發(fā)展的關(guān)鍵。因此,明確中醫(yī)藥治療RA的具體分子機制是支撐中醫(yī)藥高質(zhì)量發(fā)展的堅實基礎(chǔ),有利于中醫(yī)藥成果的轉(zhuǎn)化。

凋亡與抗凋亡的調(diào)節(jié)失衡是RA-FLS加重滑膜炎癥的關(guān)鍵原因,而中醫(yī)藥具有調(diào)節(jié)機體平衡和穩(wěn)態(tài)的作用,可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)穩(wěn)態(tài)失衡治療RA。因此,從NF-κB/Bcl-2信號通路及調(diào)控FLS凋亡角度探討中醫(yī)藥治療RA的機制具有可行性,可能是中醫(yī)藥治療RA的關(guān)鍵靶點。

3.1 中藥治療

臨床研究[23]表明,二妙散是治療RA的經(jīng)典方劑,能明顯改善RA大鼠的關(guān)節(jié)滑膜增生、軟骨破壞和滑膜炎癥。體外研究[24]發(fā)現(xiàn),二妙散水提取物可以降低膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎大鼠FLS中NF-κB mRNA及蛋白表達,抑制FLS的增殖和遷移。劉穎姝[25]采用益氣養(yǎng)陰通絡(luò)方治療RA取得良好療效,通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析發(fā)現(xiàn),其作用機制與誘導(dǎo)FLS凋亡有關(guān);體外研究進一步證實,益氣養(yǎng)陰通絡(luò)方可以通過抑制NF-κB通路活性減少Bcl-2的表達,促使FLS凋亡。然而,由于中藥復(fù)方成分復(fù)雜,其基礎(chǔ)研究仍然存在困難。對中藥單體及其有效成分的研究能為中藥復(fù)方的臨床運用提供一定的基礎(chǔ)。

研究[26]表明,類牡丹提取物可以緩解RA-FLS炎癥反應(yīng),促進FLS凋亡,抑制血管翳形成,其機制與抑制NF-κB p65、NF-κB p50、Bcl-2及血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)活性有關(guān)。迷迭香具有健脾、止痛的功效,在RA的治療中備受關(guān)注。迷迭香有效成分鼠尾草酸具有抗炎止痛、抗氧化的作用,可抑制RA大鼠踝關(guān)節(jié)滑膜組織中NF-κB p65、IκB的表達水平,減少IL-6、TNF-α等炎癥因子釋放。相關(guān)研究[27-28]證實,Bcl-2是鼠尾草酸的作用靶點之一,可通過促進細胞凋亡抑制多種癌癥進展,但其在RA-FLS凋亡中的作用仍需進一步明確?？鄥⒕哂星鍩嵩餄竦淖饔?常用于濕熱型RA的治療,其有效成分苦參堿被證實具有促進FLS凋亡的作用。研究[29]顯示,苦參堿能通過干預(yù)CIA大鼠抑制大鼠滑膜組織中NF-κB、Bcl-2 mRNA的表達,提高BAX mRNA的表達,減少Caspase-1蛋白表達,達到抑制滑膜增殖和炎癥浸潤、減輕關(guān)節(jié)腫脹的目的,但該研究未直觀地對滑膜組織進行凋亡檢測,尚存在一定不足。研究[30]顯示,使用吳茱萸苷干預(yù)RA-FLS可通過抑制NF-κB/Bcl-2信號通路活性增加BAX的表達,誘導(dǎo)線粒體障礙,促使FLS凋亡,最終發(fā)揮抗炎作用。歐前胡素是白芷的主要有效成分。研究[31]證實,歐前胡素能降低NF-κB和Bcl-2的表達,提高BAX的表達,抑制FLS增殖并促使其凋亡。

3.2 中醫(yī)外治

針灸作為一種安全、便捷的中醫(yī)外治法被廣泛用于RA的治療。RA緩解期單獨使用針灸治療可穩(wěn)定病情,改善關(guān)節(jié)運動功能[32];活動期采用針灸聯(lián)合改善病情的抗風(fēng)濕藥(disease-modifying anti-rheumatic drugs,DMARDs)治療能加速降低疾病活動度,緩解臨床癥狀。

研究[33]表明,電針聯(lián)合西藥治療RA的療效明顯優(yōu)于單純西藥治療,可改善患者關(guān)節(jié)功能評分、雙手握力、晨僵時間等,降低紅細胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR)、C反應(yīng)蛋白(C-reactive proten,CRP)和類風(fēng)濕因子(rheumatoid factor,RF)水平。實驗研究[34]表明,電針干預(yù)RA大鼠足三里穴、關(guān)元穴可明顯改善足趾腫脹程度,降低炎癥因子水平,其機制與促進FLS凋亡有關(guān)。艾灸是臨床常用的RA外治法,其溫?zé)嵝?yīng)可以溫陽散寒和扶正祛邪,改善RA臨床癥狀及疾病活動性評分28(disease activity score in 28-joints,DAS28)評分,配合西藥使用可提高療效,降低疾病活動度[35]。研究[36]表明,艾灸可改善RA大鼠組織腫脹程度,促使FLS凋亡。胡枝敏等[36]發(fā)現(xiàn),不同的灸量對FLS凋亡率有不同影響,30 min艾灸可更大程度促進FLS凋亡,改善RA大鼠炎癥反應(yīng)。

近年來,針刀治療RA獲得臨床廣泛認可。針刀治療具有見效快的特點,可改善患者關(guān)節(jié)功能,減輕疼痛。臨床研究[37]表明,針刀治療RA可有效改善患者VAS 評分、DAS28 評分,降低血清ESR、RF、CRP水平。實驗研究[37]發(fā)現(xiàn),針刀干預(yù)RA可以提高大鼠滑膜組織中Caspase-3、Caspase-9 mRNA水平,提示針刀的作用機制可能與促進FLS凋亡有關(guān)。研究[38]發(fā)現(xiàn),針刀干預(yù)可以下調(diào)Bcl-2 mRNA水平,降低Bcl-2/BAX蛋白表達的比值,但其具體作用機制仍需要進一步探討。

4 小結(jié)與展望

RA-FLS是滑膜組織中最關(guān)鍵的細胞之一,具有增殖、侵襲、遷移及抗凋亡的特點,可促使滑膜組織血管翳形成并加重骨破壞進程。誘導(dǎo)RA-FLS是治療RA的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。Bcl-2在RA-FLS中高表達,起到抑制RA-FLS凋亡的作用。通過抑制NF-κB信號通路活性可以降低Bcl-2表達,調(diào)節(jié)Bcl-2與BAX的比值,促使RA-FLS凋亡,進而改善RA滑膜炎癥。

中藥治療是RA臨床常用的治療方法,中藥的單體藥物研究為中成藥的運用提供了一定的基礎(chǔ),如雷公藤多甙、白芍總苷等藥物已廣泛并成熟運用于臨床[39]。許多中藥復(fù)方及單體藥物可以誘導(dǎo)RA-FLS凋亡,其機制與抑制NF-κB/Bcl-2信號通路密切相關(guān)。針灸是一種安全、便捷的中醫(yī)外治法,臨床治療RA療效顯著。有實驗[40]表明,電針具有減輕滑膜炎癥的作用,但其調(diào)節(jié)FLS凋亡等作用需要進一步研究。針刀基于現(xiàn)代解剖,在中醫(yī)經(jīng)筋理論的指導(dǎo)下治療RA療效確切,易被患者接受。目前研究[41]顯示,針刀治療RA的機制與誘導(dǎo)FLS凋亡有關(guān),但其上游機制仍不明,且缺乏更直觀的研究結(jié)果。

綜上所述,NF-κB/Bcl-2信號通路調(diào)控FLS凋亡在中醫(yī)藥臨床研究中具有很大的潛力。多維度論證中醫(yī)藥干預(yù)方法對FLS凋亡的影響,為中醫(yī)藥改善RA滑膜炎癥機制提供堅實的理論和實驗證據(jù),有利于推動中醫(yī)藥治療RA的快速發(fā)展。