金靈璐 仲衛紅 李宇濤 邱志偉 謝新宇 付長龍
【摘 要】 中藥化橘紅、骨碎補是治療類風濕關節炎的常用藥,其主要有效成分柚皮苷具有良好的抗炎和抗氧化作用,且能夠修復類風濕關節炎所致關節軟骨損傷,延緩其病理進程,臨床預防和治療類風濕關節炎具有潛在應用價值。柚皮苷治療類風濕關節炎的作用機制主要為保護與修復骨質,對炎癥的抑制作用,抗氧化和免疫抑制作用,有很大的臨床應用價值,可為臨床治療類風濕關節炎提供新的思路。
【關鍵詞】 類風濕關節炎;柚皮苷;作用機制;研究進展;綜述
類風濕關節炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種臨床常見的免疫介導疾病[1],主要導致關節滑膜炎性病變和關節軟骨損傷,受累關節常表現為以滑膜成纖維細胞為主的炎性細胞增殖與浸潤、骨與軟骨基質損傷,臨床多見晨僵、關節疼痛、功能障礙、活動不利等癥狀,甚至有致殘風險。臨床常規治療使用非甾體抗炎藥、糖皮質激素與抗風濕藥等,不良反應較大[2],且長期使用對患者造成一定的經濟負擔。
柚皮苷是一種枳殼、化橘紅、骨碎補等常見植物藥中存在的類黃酮-黃烷酮類苷元類成分[3]。研究證明柚皮苷在抗炎、抗氧化、調節細胞周期、激素代謝、保護骨組織等方面具有一定作用[4],臨床治療RA具有良好的發展前景。本文對近年來柚皮苷相關藥理藥效及其在RA治療中的作用機制進行綜述,以期為臨床預防與治療RA提供新的研究思路。
1 柚皮苷的藥理作用研究
柚皮苷屬于二氫黃酮苷,于柑橘類植物未成熟果實中含量較高,也是化橘紅、枳殼等常見中藥的重要化學成分。傳統對柚皮苷的提取常用堿提酸沉法、溶劑萃取法等,隨著設備與技術的更新,出現水提取、超聲波輔助提取方法,降低化學污染并提高提取率[5-6]。柚皮苷具有抗過敏反應、抗炎、鎮痛、抗凋亡、抗氧化等作用[7],藥用價值高,功效顯著。大量研究表明,柚皮苷能夠抑制骨與關節炎癥,促骨形成,抑制骨破壞[8],改善RA癥狀[9]。近年來,對柚皮苷相關藥理藥效的研究是RA治療的熱點之一。
2 柚皮苷治療RA的機制研究
2.1 保護與修復骨質 RA以全身性骨丟失和關節破壞為特征[10]。成骨細胞(OB)與破骨細胞(OC)的協調功能在維持人體骨量的過程中起到關鍵作用,保持骨質的形成與吸收平衡。RA骨代謝的特點通常是患者體內OB分化不足,OC過度激活,導致多關節進行性骨質破壞,骨密度下降[11]。
2.1.1 促進成骨細胞增殖分化 研究表明,柚皮苷對大鼠骨髓間充質干細胞(MSCs)向OB分化有顯著的促進作用,且能夠明顯提高MC3T3-E1成骨細胞的增殖和分化能力[12]。LI等[13]研究表明,柚皮苷通過MSCs的增殖分化,提高骨鈣素表達,增加骨密度、骨體積和骨小梁厚度。寧宇等[14]通過體外實驗發現,柚皮苷對MSCs向OB分化的促進作用與成骨信號軸BMP-2/Smads/Runx2/Osterix表達有關。劉沖等[15]通過體外實驗證明,柚皮苷通過調控miR-199a-5p/ECE1分子軸促進小鼠胚胎OB增殖、成骨分化和礦化,從而可促進骨損傷修復。
2.1.2 抑制OC形成,保護軟骨 柚皮苷對OC活性具有抑制作用。劉朝暉等[16]研究初步發現,柚皮苷能夠抑制OC分化,降低組織蛋白酶K、基質金屬蛋白酶-9(MMP-9)、整合素β3、非受體酪氨酸激酶及其磷酸化產物p-src的表達。李風波等[17]體外培養OC發現,柚皮苷干預可以明顯減少成熟OC數量,加速OC凋亡。彭侃等[18]將柚皮苷作用于骨關節炎(osteoarthritis,OA)大鼠模型4周后,大鼠關節軟骨損傷程度減輕,并發現柚皮苷通過抑制核轉錄因子-κB(NF-κB)和核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3(NLRP3)信號通路顯著阻滯了白細胞介素-1β(IL-1β)誘導的軟骨細胞凋亡。SHEN等[19]研究證明,柚皮素包被的微結構鈦緩釋系統有助于OB堿性磷酸酶(ALP)表達增高,而抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)和V-ATPase(VATP)表達顯著降低,OB的分化增強,而OC的形成被抑制。
2.2 對炎癥的抑制作用
2.2.1 對炎癥因子的抑制作用 研究表明,在RA病理進程中,IL-1β、IL-6、IL-17及腫瘤壞死因子-α(TNF-α)對OC的形成有促進作用[20-21]。其中IL-1β通過激活單核巨噬細胞和淋巴細胞引發骨和軟骨破壞并抑制其修復,進而導致骨質損傷,關節病變[22]。而IL-6過表達會導致機體免疫系統功能失調。謝仁峰等[23]通過動物實驗發現,柚皮苷具有抗炎、消腫、止痛的作用。ZHU等[24]實驗研究表明,口服柚皮苷可以降低佐劑性關節炎大鼠TNF-α、IL-1β和IL-6的表達水平。XU等[25]發現,柚皮苷能夠抑制脂多糖誘導的小鼠單核巨噬細胞中前列腺素E2(PGE2)、一氧化氮(NO)、IL-6和TNF-α的產生,且在OA模型中,柚皮苷還可以減輕關節僵硬和疼痛,減少炎癥介質和促炎癥細胞因子的產生,保護軟骨下骨和軟骨組織。ZHAO等[26]將柚皮苷作用于OA模型小鼠,發現其能夠保護軟骨免受破壞,降低TNF-α、IL-1β、MMP-13、血小板反應蛋白解整合素金屬肽酶-5(ADAMTS-5)和一氧化氮合酶(iNOS)-2等炎癥因子的產生,增加含半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-3(Caspase-3)的活化,增加Bax/Bcl-2比值,且呈劑量依賴性。
2.2.2 對炎性信號通路的調節作用 NF-κB與絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)是控制RA病程中產生炎癥反應的主要調節通路[27-28]。研究證實,柚皮苷能夠抑制細胞外調節蛋白激酶(ERK)1/2、應激活化蛋白激酶(JNK)和p38 MAPK的磷酸化[29],在膠原誘導性關節炎小鼠模型中,柚皮素通過降低脂多糖誘導的MAPK和NF-κB信號激活,抑制了促炎因子的產生[30],達到緩解炎癥的目的。另外,柚皮苷可通過PI3K/Akt和MAPK/ERK信號通路降低TNF-α誘導的成纖維樣滑膜細胞(RA-FLS)中炎癥因子和MMPs的產生,促進RA-FLS細胞凋亡[26]。
2.3 抗氧化和免疫抑制作用 氧化應激是RA病理過程的重要組成部分,免疫反應以及抗原之間的相互作用誘導活性氧物質(ROS)的產生,此過程或與炎癥發生程度和關節破壞速度呈正相關[31]。研究發現,柚皮苷可通過影響過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)和硫代巴比妥酸反應物(TBARS)發揮抗氧化作用,通過清除ROS和活性氮保護過氧硝酸鹽誘導的DNA氧化損傷,抑制iNOS及環氧合酶的表達[32]。體外實驗表明,iNOS參與RA炎癥過程與關節破壞,導致關節周圍骨質流失,并介導免疫功能障礙[33]。
RA患者受損關節中自發產生活化的CD14+單核細胞,并特異性誘導輔助性T細胞17(Th17),Th17分泌IL-17,誘導促炎細胞因子產生,導致組織及關節軟骨和骨的破壞[34]。何冶等[35]的研究結果顯示,柚皮苷通過上調miR-21調節Treg/Th17失衡,降低CIA大鼠的多種炎癥反應,抑制滑膜炎癥和軟骨破壞,對RA起保護作用。另外,在RA疾病發展過程中,活化的T細胞通過NF-κB受體活化因子配體(RANKL)介導滑膜巨噬細胞向OC分化,引起骨質丟失,柚皮素能夠通過促進T細胞釋放IL-4抑制RANKL誘導的OC生成[36],并通過下調轉化生長因子-β1,減少調節性T細胞,改善免疫環境[37]。
3 小 結
柚皮苷具有抗炎鎮痛、抗過敏、抗氧化、免疫調節、抑制破骨細胞增生等多種生物活性。因其不良反應較小,且來源廣泛,提取技術成熟,藥效作用和化學結構基本明確,在預防和治療RA及其他慢性關節疾病方面具有良好的發展前景。因此,對柚皮苷治療RA及其并發癥的作用機制進一步探究,有很大的臨床價值和意義。目前,關于柚皮苷治療RA大多局限于動物研究與細胞研究,待加入嚴格和標準化的大樣本臨床試驗,以及相關信號通路研究,為臨床運用提供新的依據。
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收稿日期:2022-08-24;修回日期:2022-09-30