過氧化物酶體增殖活化因子受體γ在類風濕關節炎發病中的作用

李端　郭錦晨　王宇晴　葛亮

【摘 要】 過氧化物酶體增殖活化因子受體γ及其配體在各類炎癥、免疫反應中發揮重要作用。過氧化物酶體增殖活化因子受體γ可反映類風濕關節炎患者的臨床病情活動度，并預測關節破壞的程度;其基因Pro12Ala可作為類風濕關節炎高危人群的篩選指標，有助于類風濕關節炎的二級預防。過氧化物酶體增殖活化因子受體γ激動劑參與類風濕關節炎治療已成為當下研究的熱點，但其對疾病進展和嚴重程度的影響需要更深入的研究。

【關鍵詞】 類風濕關節炎;過氧化物酶體增殖活化因子受體γ;感染;基因易感;炎癥反應;免疫

過氧化物酶體增殖活化因子受體γ（PPARγ）屬于過氧化物酶體增殖活化因子受體（PPAR）的一種亞型，可轉錄翻譯為各亞群參與生理過程，與其配體結合后具有抑制細胞增生、誘導細胞凋亡、抑制炎癥、抑制血管生成等作用，有望在類風濕關節炎（rheumatiod arthritis，RA）的發病機制研究和治療等方面開辟新的領域。RA是炎癥性自身免疫性疾病，以持續性滑膜炎、全身性炎癥和自身抗體產生為病理變化，以關節腫脹、疼痛、功能障礙等關節受累和類風濕結節、血管炎、內臟病變等關節外表現為主要癥狀[1]。RA病因尚未完全明確，可能與免疫異常、基因、感染、吸煙等因素有關[2]。越來越多的研究報道顯示，PPARγ參與RA的發生、發展，可能成為診斷、治療RA的新靶點，本文將對PPARγ在RA發病中的作用進行探討。

1 PPARγ分子結構及功能

PPAR是由配體激活的核轉錄受體，屬于核受體超家族成員，目前已證實有PPARα、PPARβ、PPARγ共3種亞型[3]。人PPARγ基因位于3號染色體斷臂（3p25）上，有γ1、γ2、γ3、γ4共4種亞型[4]，各亞型結構域、配體結合域一致，作用基本相同，僅在組織表達上存在差異。PPARγ1是最主要和分布最廣泛的異構體，在幾乎所有的組織中都有分布;PPARγ2主要分布于脂肪組織中;而PPARγ3分布于巨噬細胞、T淋巴細胞、脂肪組織及結腸上皮中;PPARγ4的分布尚不清楚[5]。PPARγ與其配體結合后將炎癥或環境等刺激轉化為胞內信號，從而發揮作用，其調控的信號通路有：①通過不同炎癥途徑的干擾控制所涉及的基因表達，影響炎性因子的產生和細胞募集，發揮抗炎作用;②直接調節PPARγ磷酸化狀態，增加胰島素的敏感性;③激活和調節靶基因轉錄表達的途徑，與位于某些基因上游的PPAR反應元件（PPRE）相互作用，調控靶基因的表達，參與細胞凋亡。PPARγ配體分為人工合成和人工配體兩類，羅格列酮、吡格列酮等噻唑烷二酮類藥物及其衍生物是PPARγ的人工合成配體，多用于治療2型糖尿病。天然配體有花生四烯酸、必需氨基酸等，15-脫氧-Δ12，14-前列腺素J2是第一個已確定的PPARγ天然配體，被廣泛用于藥理學研究中。

2 PPARγ參與RA發病過程

2.1 PPARγ與環境 目前，有文獻報道，吸煙和局部微生物毒力是導致RA的2個主要環境危險因素[6]。吸煙增加循環中腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的產生，且吸煙的強度和持續時間與RA患者的TNF-α/TNF受體（sTNFR）比值相關[7]，PPARγ經配體活化后可抑制TNF-α合成[8]，從而調控吸煙引起的炎癥對RA病情的影響。另外，吸煙者支氣管黏膜組織中PPARγ表達均減少，炎癥反應加重[8]。目前認為，慢性感染與RA存在一定關聯性[9]，可能由于感染因子進入人體后，其所含某些成分（如寡糖或糖肽碎片）被關節內滑膜細胞攝取并組合到滑膜細胞所合成的蛋白多糖中，使其結構發生改變而具抗原性。這種抗原不僅使機體產生自身抗體，還導致免疫球蛋白G分子的鐵結構發生改變，形成新的抗原決定簇，從而激發另一種抗體形成，即類風濕因子（RF）。因此，RF是診斷RA的重要自身抗體，但并非特異性抗體[10]。支原體感染[11]、牙齦卟啉單胞菌[12]、腸道菌群[13-14]等可以作為誘因、病因導致RA發病，亦可參與加重病情、增加疾病風險，上述病原體通過PPARγ通路在RA發病機制及治療中受到廣泛關注。

2.2 PPARγ與基因易感性 遺傳因素和環境因素協同作用導致RA發病得到了廣泛認可，遺傳學因素可以解釋的RA易感性約65%[15]，成為RA的強危險因素之一。一些控制免疫反應的基因會增加RA的患病風險[16]，如HLA、stats4、TRAF1、C5等。PPARγ基因外顯子B的Pro12Ala變異與2型糖尿病腎病、胰腺癌、高血壓等疾病具有相關性[17-19]。Pro12Ala作為PPARγ基因編碼變體可能與巴基斯坦人的RA有關[20]。JALIL等[20]將300例巴基斯坦人分為RA組和對照組，每組150例。

采用ARMS-PCR方法進行基因分型，并用Graphpad Prism 5v軟件進行數據分析，采用等位基因特異性引物（PPAR-F1、PPAR-F2、PPAR-R）進行擴增，產物在質量分數為2%的瓊脂糖凝膠上分離。對照組CC（ProPro）基因型頻率高于RA組（50.0% vs 34.0%），CG（ProAla）基因型頻率相對相同（48.0% vs 46.6%），而GG（AlaAla）基因型頻率顯著高于對照組（18.0% vs 3.3%，P < 0.000 1）。

此外，小等位基因G在具有相同趨勢和相關方向的病例中有顯著的高等位基因頻率（OR = 1.991，P < 0.000 1）。這些觀察表明，Pro12Ala（rs1801282）是PPARγ基因的一個編碼變異，與巴基斯坦人的RA有關。國內研究報道，四川地區漢族人群PPARγ的A等位基因與RA發生風險密切相關[21]，提示PPARγ基因可能成為RA的生物標志物，且PPARγ基因的Pro12Ala多態性頻率與我國其他地區黃種人群相近，有利于早發現高危人群，預防疾病。亦有研究顯示，PPAR Pro12Ala多態性與RA并無關系[22]，故需進一步進行多種族的大樣本統計，減少種族差異和樣本大小對結果的影響。

2.3 PPARγ與炎癥反應 RA炎癥細胞浸潤到關節滑膜，出現骨和軟骨損傷，最終可能導致關節畸形和功能喪失[23]。實驗表明，PPARγ在正常滑膜中呈高表達狀態，抑制滑膜炎癥反應。MARDER等[24]通過Western blot和免疫組織化學發現，與正常的成纖維樣滑膜細胞（FLS）相比，RA的FLS中PPARγ的表達呈中低度。亦有研究證明，PPARγ表達下降可明顯促進自身免疫病大鼠和正常大鼠組織中FLS的遷移和增殖[25]，而上調的PPARγ表達明顯降低FLS的遷移和增殖，人PPARγ與鼠類高度同源，人滑膜組織中PPARγ低表達，且主要在襯里層，發現PPARγ配體可以改善細胞因子誘導的關節軟骨損傷，可為RA和骨關節炎患者提供軟骨保護，具有作為RA治療靶標的潛力。PPARγ激動劑如吡格列酮、15d-PGJ2、羅格列酮等在RA治療中也得到廣泛關注[26]。RA患者存在的高胰島素抵抗和血管功能障礙促進滑膜炎癥，并與疾病活動密切關聯，炎癥的發生亦加重高胰島素血癥和血管功能障礙[27-28]，PPARγ激動劑可抑制環氧合酶-2、前列腺素E2、TNF-α等炎癥介質表達，降低炎癥反應。

2.4 PPARγ與免疫調節

2.4.1 PPARγ與巨噬細胞 RA與滑膜的巨噬細胞活化，產生大量炎性細胞因子如TNF-α、白細胞介素（IL）-1、IL-6、IL-8等有關[29]。TNF-α是由巨噬細胞合成、分泌，可以刺激破骨細胞、基質細胞表達核轉錄因子-κB受體活化因子配體（RANKL），從而促進破骨細胞的生成，參與RA的關節軟骨和骨破壞。研究發現，RA患者受累關節的巨噬細胞中PPARγ高度表達，PPARγ通路可抑制巨噬細胞上脫輔基蛋白β受體的表達，并促進巨噬細胞凋亡，減少TNF-α、IL-6、IL-1β釋放，并阻止巨噬細胞或干細胞在TNF-α誘導下分化為破骨細胞，降低成熟破骨細胞的骨吸收活

性[30]。SAHAR等[31]將30例RA患者作為觀察組，其中1a組（15例）為中高度疾病活動患者，1b組（15例）為緩解或低度疾病活動患者，另30例正常志愿者為對照組，采取定量PCR方法檢測外周血單核細胞PPARγ基因表達程度，發現RA患者PPARγ在單核細胞中的表達增高（6.87±0.90）倍，顯著高于對照組的（6.13±0.52）倍，與健康正常人相比，RA患者單核細胞中PPARγ蛋白的組成性表達顯著增高，這代表了最小疾病活動性，并非緩解[32]。緩解組和低活動組PPARγ基因表達水平增高（7.60±0.63）倍，且PPARγ蛋白或mRNA高水平患者RA疾病活動度評分較低，且差異均有統計學意義（P < 0.05）。因此，PPARγ蛋白在RA患者的表達與疾病活動性呈負相關，并提示PPARγ的過度表達可能具有抗風濕的作用。

2.4.2 PPARγ與T細胞 調節性T細胞（Treg細胞）是一類控制體內自身免疫反應性的T細胞亞群，這類細胞以表達Foxp3、CD25、CD4為細胞表型特征[33]。AVDEEVA等[34]將健康獻血者外周血中CD4+Foxp3+Treg的豐度和表型標志物與早期RA患者相比，以發掘與疾病活動性、抗體水平、T細胞亞群絕對數量和比例的潛在相關性。試驗顯示，未治療的早期RA患者的血Treg細胞百分比和絕對數量顯著下降，并且與健康對照者相比，Treg細胞表面標記物的活化水平較低。Treg細胞缺陷與RA活性和抗體水平呈負相關。早期未經治療的RA患者治療后Treg細胞比例和絕對數均增加，活化標志物水平升高，提示其功能能力增強。通過流式細胞術檢測RA患者與健康志愿者Treg細胞頻率，可以發現，Treg細胞相關細胞因子的水平明顯降低，Treg細胞在預防自身免疫中起關鍵作用，而其活性卻在RA中受損，Treg細胞的缺失會促進RA在內的自身免疫性疾病的發生，而Treg細胞的補充會減輕相應癥狀[35-36]。國外學者發現，PPARγ缺乏導致CD4+Foxp3+Treg細胞數量的減少和CD4+γ干擾素細胞的增加，并且PPARγ通過樹突狀細胞介導Treg細胞的擴增[37]，這表明PPARγ在Treg細胞生存和調節效應T細胞功能方面發揮作用。PPARγ配體的免疫調節作用也已應用到RA的治療中，15d-PGJ2可以緩解關節炎癥，升高CD4+Foxp3+Treg細胞的含量[38]。

2.4.3 PPARγ與B細胞 調節性B細胞（Breg細胞）調節機體免疫應答，是具有保護作用的B細胞亞群。動物實驗研究表明，Breg細胞可以負向調節免疫反應，而缺乏此類B細胞亞群會導致RA[39]、系統性紅斑狼瘡[40]等自身免疫性疾病。Breg細胞以產生IL-10發揮免疫負向調控作用，抑制Th1和Th17的分化與增殖，進而降低樹突狀細胞釋放炎性因子[41]。有研究顯示，B細胞特異性PPARγ基因敲除小鼠在初級和次級免疫過程中出現抗原特異性抗體低水平、低滴度以及免疫記憶反應受損等表現，PPARγ缺乏使幼稚Breg細胞數量減少，降低了B細胞的調節功能[42-43]。

3 小 結

RA以持續性滑膜炎、系統性炎癥、自身抗體產生，以及優先累及周圍關節的骨質破壞為特

征[44]。PPARγ可反映RA患者的臨床病情活動度，并預測關節破壞的程度;PPARγ基因的Pro12Ala可作為RA高危人群的篩選指標，有助于RA的二級預防;PPARγ激動劑參與RA治療已成為當下研究的熱點，但其對RA疾病進展和嚴重程度的影響需要更深入的研究。此外，一些天然藥物可通過靶向PPARγ改善關節炎，如生姜中的姜黃素可以上調PPARγ的表達以改善疾病的表現[45-46]，桑色素可以激活PPARγ信號通路以減弱滑膜血管生成[47];因此，開發參與PPARγ表達的天然藥物亦可豐富臨床用藥，拓寬治療思路。

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