中医药经Wnt/β-catenin信号通路对类风湿关节炎的干预机制

金泽旭 唐芳 马武开 黄颖 兰维娅 蒋总 蔡鑫 樊梅

【摘 要】 类风湿关节炎是一种慢性自身免疫性疾病，目前治疗上尚未取得突破性进展。大量基础研究已证实中医药对类风湿关节炎的疗效，并引起许多学者的关注。Wnt/β-catenin信号通路在多种疾病中起着信号转导的作用，随着研究的深入，其与骨骼肌肉系统的高度相关性受到广泛重视。Wnt/β-catenin信号通路对类风湿关节炎的调控作用成为研究热点，因此，探讨中医药在Wnt/β-catenin信号通路下对类风湿关节炎的作用机制具有重要意义。

【关键词】 关节炎，类风湿;Wnt/β-catenin信号通路;中医药;滑膜炎

类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）主要累及周围小关节，最初病理主要表现为滑膜炎，随着疾病发展出现骨破坏乃至关节畸形[1]。在炎症因子及蛋白酶介导下，成纤维样滑膜细胞（FLS）丧失接触抑制性而异常增殖，从而导致关节滑膜炎[2]。而炎症因子如白细胞介素（IL）-17、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等激活FLS，同时介导破骨细胞活化，从而驱动关节结构性损伤[3]。Wnt/β-catenin信号通路与多种免疫疾病高度相关，并在多个方面对RA具有重要调控作用[4]。本文从中药单味提取、中药复方的基础及临床研究等方面讨论中医药调控Wnt/β-catenin信号通路的机制，以期探索治疗RA的新思路。

1 Wnt/β-catenin信号通路概述

Wnt信号通路是一套复杂的信号转导网络，在维持组织生命周期的平衡中发挥重要作用，包括分泌糖蛋白（Wnt配体）、卷曲蛋白家族的跨膜受体（Frizzled）、脂蛋白受体相关蛋白（LRP）家族的共受体和其他下游成分[4]。根据不同的转导方式，Wnt信号通路分为经典信号通路Wnt/β-catenin信号通路和非经典信号通路（Wnt/c-JNK通路、Wnt/p-GTP酶通路等）。Wnt/β-catenin信号通路是目前研究关注度最高，且较为成熟的信号系统。该通路转导信号的关键环节在于β-catenin蛋白与轴蛋白（Axin）、结肠腺瘤样息肉病基因编码的蛋白（APC）和糖原合成酶激酶（GSK-3β）组成的降解复合物是否关联。当Wnt配体与Frizzled受体结合时，两者形成的复合物与LRP5/6受体共同作用，启动磷酸化级联反应，以激活散乱蛋白（Dsh），使β-catenin与APC/Axin/GSK-3β复合体解离，实现β-catenin跨核膜转运，与T细胞因子/淋巴细胞增强因子（TCF/LEF）结合，最终激活下游靶基因[5]。在Wnt配体缺乏时，β-catenin被酪蛋白激酶1（CK1）和APC/Axin/GSK-3β复合物磷酸化，启动泛素-蛋白酶途径将β-catenin降解[6]。同时，Wnt/β-catenin通路中存在大量负调控因子抑制其信号转导。ZNRF3和RNF43是E3泛素蛋白连接酶，通过降解LRP6抑制Wnt/β-catenin通路[7]。此外，Dickkopfs-1（Dkk1）、骨硬化蛋白（SOST）、分泌型卷曲相关蛋白（sFRP）等负调控因子对抑制Wnt/β-catenin信号通路有着重要影响[8]。

2 Wnt/β-catenin信号通路与RA

RA发病机制复杂，其确切病机尚有待阐明，但随着研究的深入，人们在分子层面对RA的发病机制及病理表现有了更进一步了解。Wnt/β-catenin信号通路对RA的重要影响，体现在调控FLS活化及骨代谢方面。FLS过度增殖是导致关节滑膜炎的关键。炎症趋化因子会诱导FLS激活，而激活后的FLS同时又促进炎症因子高表达，因而造成炎症细胞浸润，甚至血管翳形成，对关节造成不可逆的损害[9]。纤维连接蛋白是一种多功能蛋白，在RA发病过程中可以在缺乏典型炎症因子的情况下激活FLS[10]。Wnt7b是經典通路中的Wnt配体，并且与RA关系最为密切，RA患者滑膜中Wnt7b水平显著上调，且经Wnt7b转染的正常滑膜细胞中TNF-α、IL-1β和IL-6等炎症因子表达增加，反之炎症水平增加同样会诱导Wnt通路激活;因此，FLS活化与激活Wnt/β-catenin信号通路高度相关[11]。Wnt1通过调控纤维连接蛋白参与激活FLS，研究证实，抗Wnt1抗体及SFRP1可以抑制纤维连接蛋白合成[9]。由此可见，Wnt/β-catenin信号通路在RA滑膜炎中具有重要影响力。同时，Wnt/β-catenin信号通路在滑膜血管生成中发挥一定作用，刘兴振等[12]研究证实，散乱蛋白（Dvl 2）可减少血管内皮生长因子（VEGF）分泌，从而诱发血管翳的形成;Dvl 2同时还抑制TNF-α对VEGF的促分泌作用。骨保护素（OPG）是Rank/Rankl通路拮抗剂，可减少破骨细胞形成及骨吸收，研究证明，OPG受Wnt/β-catenin信号通路直接调控，Dkk1能够下调OPG并上调Rankl表达，抑制Wnt/β-catenin信号通路调节破骨/成骨细胞比率，能够改善RA骨破坏[13-14]。

除此之外，Wnt/β-catenin信号通路可以调控免疫系统稳态，稳定状态下β-catenin的体外表达提高了调节性T细胞（Treg）的存活率，在炎性条件下激活Wnt经典途径可能会抑制Treg的功能，从而诱发自身免疫反应[15]。综上，Wnt/β-catenin信号通路对RA发病的调控作用是多层次、多方面的。

3 中医药经Wnt/β-catenin信号通路干预RA的研究

在中医学上，RA临床表现与“周痹”“历节病”相似，归属于“痹病”范畴。《灵枢·周痹》记载：“风寒湿气，客于外分肉之间……分裂则痛。”认为痹病是由于风寒湿三邪侵袭而发病，在病机上是由外邪所致，由于风寒湿合邪由表入里，导致附着于筋骨之肉分裂，从而出现疼痛症状。张仲景基于《黄帝内经》理论治疗风湿、寒湿所致关节肿大、周身疼痛等“历节病”时，倾向于使用麻黄、桂枝类药物，其专著《金匮要略》所载经方对后世治疗痹病产生深远影响。目前大量研究发现，中医药经调控Wnt/β-catenin信号通路转导治疗RA取得良好疗效。

3.1 中藥提取物 中药提取物的研究多集中在Wnt/β-catenin信号通路抑制FLS过度增殖、缓解关节滑膜炎层面。红景天具有活血化瘀的功效，红景天苷是其活性成分，经体外培养的人RA-FLS受红景天苷干预后，β-catenin、基质金属蛋白酶-7、Cyclin-D1蛋白表达水平下降，从而抑制FLS的异常活化[16]。虎杖具有清热利湿等作用，研究证实，其活性成分治疗RA疗效显著[17]。曾家顺等[18]研究发现，胶原诱导性关节炎（CIA）大鼠经虎杖苷给药后，滑膜中FLS的Wnt4、GSK-3β、β-catenin基因及蛋白表达均下降，说明虎杖苷通过抑制Wnt/β-catenin信号通路发挥作用。在Wnt/β-catenin信号中，C-myc经Wnt上游信号激活后促进细胞增殖及分化。白藜芦醇是虎杖根的主要成分，研究表明，白藜芦醇通过上调SPRF4并抑制β-catenin、C-myc蛋白表达，能有效抑制FLS的增殖，诱导滑膜细胞的凋亡[19]。漏芦总黄酮[20]及白头翁皂苷[21]同样通过调控Wnt/SPRF途径，抑制滑膜过度增生。

3.2 中药复方 韦国雨等[22]采用rt-PCR法，对比当归四逆汤治疗前后RA患者血清中Wnt3a、β-catenin及骨形态发生蛋白-2（BMP-2）基因表达，与治疗前相比，Wnt3a、β-catenin及BMP-2表达均下调，当归四逆汤靶向调节作用能有效缓解RA患者关节疼痛并改善关节功能。李波等[23]发现，清热活血方通过调控Wnt/Dkk1途径，促进成骨细胞分化而发挥对RA的骨保护作用。CIA大鼠经清热活血方干预后，在血清及滑膜中均发现Dkk1表达下降，从而激活Wnt经典通路的骨保护机制。断藤益母汤[24]同样调控Wnt/Dkk1途径以减缓RA的骨破坏。通痹颗粒可有效缓解CIA大鼠滑膜及血管增生情况，与模型组相比，治疗组大鼠血清中Dkk1和β-catenin表达下降，可见通痹颗粒对滑膜细胞的抑制与Wnt/β-catenin呈正相关[25]。

3.3 动物实验研究 CIA与RA在病理上都表现出滑膜炎性细胞浸润、滑膜增生、软骨破坏、骨侵蚀等相同特质，所以CIA模型大鼠作为经典的RA模型，被广泛运用于RA的实验研究[26]。缪成贵等[27]通过构建CIA模型大鼠，在造模后17 d出现多处红肿、结节，采用滁菊花提取物滁菊总黄酮对CIA大鼠进行干预，发现治疗组大鼠滑膜中SFRP4基因表达增加，而β-catenin、C-myc基因表达下降，从而抑制滑膜细胞增殖。桑黄中活性物质多糖，经干预CIA模型大鼠后，采用rt-PCR法检测发现，大鼠滑膜组织中SFRP1、SFRP2基因高表达，而β-catenin、C-myc等Wnt正向基因表达下调，且纤维连接蛋白表达下降，由此推测，桑黄多糖对CIA大鼠的作用机制可能是通过抑制Wnt/β-catenin信号通路，减少纤维连接蛋白合成，从而抑制FLS的激活[28]。杜仲黄酮联合蜂毒素干预CIA大鼠，能增强蜂毒素的抗炎作用，同时减少蜂毒素溶血反应的发生率。经实验证实，杜仲黄酮与蜂毒素单药及联合使用，均发现RA-FLS中Wnt1、β-catenin、C-myc、Dkk1表达低于模型组大鼠，在信号机制上论证了杜仲黄酮与蜂毒素治疗RA的作用靶点[29]。

4 小结与展望

中医药干预RA的研究取得很大进步，单味中药及复方在抑制滑膜异常增生及改善RA骨破坏方面具有疗效，因此，基于Wnt/β-catenin信号通路挖掘中医药治疗RA的潜在价值具有理论可行性。中医学认为，人体正气与疾病发生关系高度密切，如《济生方》云：“体虚，表不固，外感而成痹。”认为“体虚”致痹，治疗痹病时注重补益药的运用。补肾活血方通过抑制滑膜细胞中β-catenin表达量，从而改善骨关节炎滑膜炎症[30]。目前尚无其治疗RA的直接证据，基于该方在滑膜细胞的靶向分子作用，值得研究探讨在RA方面的疗效。现阶段在Wnt经典信号通路下，有关RA的中医药研究多以滑膜细胞为靶点，缺乏该通路对RA骨侵蚀机制的研究。Wnt经典信号通路在多种细胞、组织中都发挥重要调控作用。Dkk-1、SPRF-1等Wnt拮抗剂通过抑制Wnt/β-catenin信号通路，从而抑制滑膜过度增生，但其高表达同时激活破骨细胞活性，导致成骨、破骨细胞分化失衡，造成骨破坏。Wnt/β-catenin信号通路对RA的双向调节作用，使其成为一把双刃剑。目前，改善病情抗风湿药及糖皮质激素等治疗RA同样存在该弊端;因此，从分子机制深入研究中医药作用靶点及机制，有利探索中医药治疗RA的隐患，并发挥其最大优势。

参考文献

[1] MCINNES IB，SCHETT G.The pathogenesis of rheumatoid arthritis[J].N Engl J Med，2011，365（23）：2205-2219.

[2] YOU S，KOH JH，LENG L，et al.The Tumor-Like Phenotype of Rheumatoid Synovium：Molecular Profiling and Prospects for Precision Medicine[J].Arthritis Rheumatol，2018，70（5）：637-652.

[3] 王秋燚，张小玲，宁乔怡，等.白细胞介素-17 [J].风湿病与关节炎，2017，6（5）：68-72.

[4] RAM MAKENA M，GATLA H，VERLEKAR D，et al.Wnt/β-Catenin Signaling：The Culprit in Pancreatic Carcinogenesis and Therapeutic Resistance[J].Int J Mol Sci，2019，20（17）：4242.

[5] CLEVERS H，NUSSE R.Wnt/β-catenin signaling and disease[J].Cell，2012，149（6）：1192-205.

[6] KAHN M.Can we safely target the WNT pathway[J].Nat Rev Drug Discov，2014，13（7）：513-532.

[7] LIANG JJ，LI HR，CHEN Y，et al.ZNRF3 Regulates Collagen-Induced Arthritis Through NF-κB and Wnt Pathways[J].Inflammation，2020，43（11）：1077-1087.

[8] 樊梅，唐芳，馬武开，等.Runx2基因参与Wnt/β-catenin信号通路中骨代谢疾病的研究进展[J].风湿病与关节炎，2019，8（10）：68-71，75.

[9] MIAO CG，YANG YY，HE X，et al.Wnt signaling pathway in rheumatoid arthritis，with special emphasis on the different roles in synovial inflammation and bone remodeling[J].Cell Signal，2013，25（10）：2069-2078.

[10] StefaneLLI VL，CHOUDHURY S，HU P，et al.Citrullination of fibronectin alters integrin clustering and focal adhesion stability promoting stromal cell invasion[J].Matrix Biol，2019，82（4）：86-104.

[11] YUKIO NAKAMURA，MASASHI NAWATA，SHIGEYUKI WAKITANI.Expression Profiles and Functional Analyses of Wnt-Related Genes in Human Joint Disorders[J].Am J Pathol，2005，167（1）：97-105.

[12] 刘兴振，綦柯，范洁，等.Dishevelled 2对类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞血管内皮生长因子表达的影响[J].中华风湿病学杂志，2016，20（10）：659-662.

[13] KOV?CS B，VAJDA E，NAGY EE.Regulatory Effects and Interactions of the Wnt and OPG-RANKL-RANK Signaling at the Bone-Cartilage Interface in Osteoarthritis[J].Int J Mol Sci，2019，20（18）：4653.

[14] FASSIO A，ADAMI G，GATTI D，et al.Inhibition of tumor necrosis factor-alpha（TNF-alpha） in patients with early rheumatoid arthritis results in acute changes of bone modulators[J].Int Immunopharmacol，2019，67（1）：487-489.

[15] CICI D，CORRADO A，ROTONDO C，et al.Wnt Signaling and Biological Therapy in Rheumatoid Arthritis and Spondyloarthritis[J].Int J Mol Sci，2019，20（22）：5552.

[16] 郑洋洋.红景天苷对TNF-α诱导的人类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞中Wnt/β-catenin信号通路的调控作用及其意义[D].长春：长春中医药大学，2017.

[17] 左卫平，蔡昱，刘文英，等.虎杖化学成分研究[J].中国药学杂志，2020，55（3）：189-193.

[18] 曾家顺，董晓，刘俊，等.虎杖苷对类风湿关节炎大鼠的治疗机制探究[J].天然产物研究与开发，2018，30（10）：1681-1686.

[19] 谢妮.白藜芦醇对TNF-α诱导人类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞增殖的影响和调节Wnt信号通路的研究[D].泸州：西南医科大学，2015.

[20] 缪成贵，徐健，高虎，等.禹州漏芦总黄酮抑制佐剂性关节炎大鼠Wnt信号[J].中国中药杂志，2015，40（1）：129-133.

[21] 缪成贵，杨剑婷，何华奇，等.白头翁皂苷调控RA模型大鼠FLS SFRP2表达[J].中国中药杂志，2013，38（12）：1977-1981.

[22] 韦国雨，陈清雄，唐永亮，等.基于Wnt-β-catenin信号调控BMP-2表达探讨当归四逆汤防治类风湿性关节炎临床研究[J].中华中医药学刊，2017，35（1）：243-246.

[23] 李波，姜泉，巩勋，等.清热活血方药对CIA大鼠Wnt信号通路成骨细胞相关因子的影响[J].中国中医基础医学杂志，2017，23（1）：75-77，99.

[24] 蔡叙东，林昌松，潘东梅，等.断藤益母汤对破骨细胞活性及Wnt信号通路的影响研究[J].中华中医药学刊，2018，36（10）：2332-2335.

[25] 柳玉佳，王莘智，吴伊莹，等.通痹颗粒对胶原性关节炎大鼠Wnt信号通路DKK1、β-catenin表达的影响[J].江苏中医药，2020，52（2）：83-86.

[26] 任妮娜，凌益，姚血明，等.类风湿关节炎动物模型研究进展[J].风湿病与关节炎，2019，8（10）：62-67.

[27] 缪成贵，刘健，张永和，等.滁菊总黄酮调控类风湿性关节炎模型大鼠滑膜组织Wnt通路SFRP4表达[J].中南大学学报（医学版），2013，38（7）：715-721.

[28] 缪成贵，周国梁，秦梅颂，等.桑黄多糖对类风湿性关节炎模型大鼠关节滑膜经典Wnt信号的影响[J].四川大学学报（医学版），2015，46（3）：376-379.

[29] 杨亚旭.蜂毒素联合杜仲黄酮治疗类风湿关节炎的实验研究[D].扬州：扬州大学，2017.

[30] 肖志锋，王德刚，许传勇，等.补肾活血方对Wnt/β-catenin信号通路介导的人滑膜细胞与正常软骨细胞共培养体系的调控作用[J].中国中医骨伤科杂志，2016，24（4）：1-6.

收稿日期：2020-04-16;修回日期：2020-05-25