槲皮素治疗类风湿关节炎的作用机制探讨

叶香兰 郑钰铮 邱志伟 谢新宇 李宪美 郑春松 吴广文 付长龙

【摘 要】 目前，治疗类风湿关节炎的优选策略是控制炎症与其他病理反应，缓解其疼痛不适等临床症状。槲皮素具有抑制炎症介质的表达和分泌、抗氧化、免疫调节、抑制基质金属蛋白酶的生成，以及抑制滑膜细胞增生等多种生物活性，可抑制类风湿关节炎的病理进程。槲皮素在预防和治疗类风湿关节炎上具有广阔的应用和发展前景。

【关键词】 关节炎，类风湿;槲皮素;炎症介质;抗氧化;免疫调节;作用机制

类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种以慢性多关节滑膜炎症为主要临床表现，具体病因尚未完全明确的系统性自身免疫性疾病[1]。在我国大陆地区，RA发病率为0.42%，且女性高于男性，比率约为3∶1。本病可发生于任何年龄段，以35～50岁人群多发，与遗传因素密切相关[2]。RA发病机制复杂，且顽固、易复发，严重影响患者的身体及精神健康[3-4]。因此，控制其炎症和其他病理反应，缓解患者的疼痛不适等临床症状，是当前治疗RA的优选策略[5]。

槲皮素（Quercetin）是一种从常见的天然植物中提取而成的典型黄酮类化合物，具有多种生物活性，如抗炎、抗氧化、免疫调节和关节滑膜组织增殖的抑制等，在延缓RA病理进程中发挥良效[6-7]。鉴于槲皮素在治疗RA上具有的潜力，本文通过查阅国内外文献，对近年来槲皮素相关药理药效以及治疗RA作用机制的研究进展进行初步探讨，并在此基础上对槲皮素治疗RA的研究方向进行展望。

1 槲皮素的药理药效研究

槲皮素属于黄酮醇[8]，多存在于果蔬及中草药的叶、花和果实中[9]。其药理作用广泛，具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抑菌、降血脂、降血糖等作用[10]。以上功能的发挥可能与其分子结构有关，如抗氧化性可能与其分子结构中含2种抗氧化药效分子基团相关[11]，B环上存在2个羟基比B环上只有一个羟基的染料木黄酮对肿瘤坏死因子-α（TNF-α）释放的抑制作用更强[12]。近年来，对槲皮素相关药理药效的研究是治疗RA的热点之一。

2 槲皮素治疗RA的机制研究

2.1 抑制炎症介质的表达和分泌 炎症伴随炎症介质的产生，当炎症反应调控失常时，则会使炎症介质的表达与分泌增加，从而可能导致慢性疾病的发生，如RA。RA的发病与TNF-α、白细胞介素（IL）-1β和IL-6等炎症因子的活性表达水平明显升高有密切的联系，且这些细胞因子的表达大多受核转录因子-κB（NF-κB）和活化蛋白-1（AP-1）的调节[13]。LIN等[14]研究表明，槲皮素能有效阻止p65和C-JUN的核定位，从而减弱NF-κB和AP-1活性的升高。因此，抑制炎性细胞因子可能成为治疗RA的重要靶点。TNF-α主要由巨噬细胞分泌，是一种强有力的促炎性细胞生长因子。病变中炎症细胞产生TNF-α是RA发病机制的标志，而针对TNF的治疗则可显著改善RA患者的临床症状[15]。KAWAGUCHI等[16]研究探讨了槲皮素对小鼠胶原诱导性关节炎炎症反应的防治作用，发现小鼠炎症评分显著降低，膝关节中TNF-α的表达被抑制。另有研究发现，槲皮素可减轻因高岭土/角叉菜胶给药引起的炎症和继发性机械性痛觉过敏，降低小鼠滑膜囊中细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6水平[17]。IL-1β主要由活化的单核细胞和巨噬细胞分泌产生[18]，是多种炎症免疫反应发生的重要介质之一，参与多种细胞活动，包括增殖、分化和凋亡等。通过调节NF-κB和AP-1诱导的基因表达在复杂的炎症过程中发挥重要作用[19]。CHENG等[20]研究发现，槲皮素减弱了人单核细胞白血病细胞系THP-1对IL-1β刺激的ARPE-19细胞的黏附，同时也抑制了与炎症过程相关的信号传导途径，包括NF-κB激酶（IKKα/β）抑制基因、C-JUN、促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）的磷酸化等，激活转录因子-2（ATF2）和NF-κBp65，并阻止NF-κB p65进入核内。SALEEM等[21]研究表明，含有槲皮素的紫莖泽兰根提取物减少了关节炎动物的血管翳形成、炎症发生和滑膜增生，减轻爪水肿，恢复免疫器官和体质量，改善血液参数水平，并且使TNF-α、IL-6、IL-1β、环氧合酶-2（COX-2）、NF-κB明显下调，IL-4、IL-10和IκB的水平上调。IL-6主要来源于机体内单核巨噬细胞、血管内皮细胞和成纤维细胞等[22]。当机体内IL-1β或者TNF-α表达增高时，IL-6的表达就会被激活[23]，从而可以诱导体内炎症反应发生，并且促进Th17细胞分化和B细胞终末分化[24-25]。ZHENG等[26]研究表明，槲皮素可降低NF-κB、IL-1β、IL-6和TNF-α基因和蛋白的表达。研究证实，槲皮素可抑制炎性介质的分泌与释放，其作用机制与槲皮素调控NF-κB密切相关[27]。

2.2 抗氧化与免疫调节作用 活性氧簇（ROS）是由少量通过氧化还原反应未能完全消耗的氧产生的各种氧自由基和活性氧分子的总称，可导致细胞内其他分子成分发生氧化[28]。在正常情况下，ROS可促进细胞的增殖和存活[29]，但机体内存在过量的ROS时则会导致细胞毒性，促进细胞凋亡、坏死和炎症反应的发生[30]。除了直接损伤机体内的细胞和分子，ROS亦可参与炎症反应。RA组织中氧自由基的水平升高可引起关节损伤。ROS能够通过激活NF-κB和AP-1诱导产生炎性介质[31]。

研究表明，槲皮素可清除体内氧自由基，抑制ROS的生成，降低体内的氧化应激反应水平以保护机体组织[32-33]，其作用机理为槲皮素通过与自由基发生反应形成分子内氢键（直接）和与自由基相关的酶相互作用（间接）两种途径清除体内的氧自由基。槲皮素可以直接与自由基发生反应，达到清除体内自由基的目的;此外，槲皮素可凭借其结构上的酚羟基，通过电子转移方式与氧自由基（主要是羟自由基和超氧阴离子）发生反应以形成分子内氢键，增加稳定性，从而可以防止脂质过氧化、生物膜的破坏、酶功能的丧失和DNA损伤。另有研究表明，槲皮素也可以与自由基的酶相互作用，间接清除体内的自由基，即与其相关蛋白进行沉淀反应[34]。GRANATO等[35]研究发现，槲皮素抑制了EBV感染诱导的信号转导子和转录激活因子-3（STAT3）的活性，并减少了IL-6和ROS。另有研究表明，槲皮素氧化代谢产物BZF能保护ROS暴露的Caco2细胞免受氧化的损害，并且其抗氧化能力明显高于槲皮素的抗氧化能力[36]。

正常濃度下的一氧化氮（NO）为生物信使分子，可参与机体免疫反应正常进行，拮抗氧化损害反应。但是，当机体内存在过量的NO时会导致细胞毒性，介导炎症反应和免疫损伤;在RA中，则可诱导炎性细胞因子产生而引起滑膜细胞增生和软骨损坏[37]。MARUTHAMUTHU等[38]研究发现，含有槲皮素成分的干预措施可降低LPS刺激的RAW 264.7巨噬细胞中NO、ROS和细胞因子（IL-4、IL-5、IL-13）水平，并抑制COX-2、iNOS蛋白表达。槲皮素可以降低RA患者体内ROS、NO水平，调节机体内的免疫反应，在治疗RA方面发挥作用。

2.3 抑制基质金属蛋白酶（MMPs）的生成 MMPs属于锌蛋白酶家族M10基质蛋白亚家族，来源为单核细胞、巨噬细胞、炎性T淋巴细胞等。MMPs可特异性降解细胞外基质（ECM），直接降解软骨和骨质，从而导致RA。TNF-α、IL-1β、IL-6等细胞因子可通过MAPKs、NF-κB、AP-1等信号传导途径激活MMPs基因，促进MMPs的分泌，故MMPs可作为RA治疗效果监测的标志物和治疗药物研发的重要靶点[39]。研究表明，槲皮素可显著降低Ⅱ型胶原诱导性关节炎大鼠关节腔液与软骨组织中MMP-13的表达[40]。另有研究对Ⅱ型胶原免疫性关节炎小鼠使用槲皮素灌胃治疗，结果表明，小鼠血浆中的TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17、MMP-3、MMP-9及C反应蛋白均显著降低;同时，小鼠爪部的TNF-α、CCL2、MMP-3和MMP-9表达也明显降低[41]。

2.4 诱导滑膜样成纤维细胞（FLSs）凋亡 FLSs的异常增生和炎性细胞浸润在RA发生、发展中起决定性的作用[42]。当机体内FLSs增长和凋亡失衡，或者异常增殖时，会直接导致关节滑膜增厚，进而侵蚀关节软骨，甚至导致严重的关节畸形和其他关节炎症[43-44]。有研究发现，槲皮素提高miR-146a的RNA水平，降低FLSs中GATA6的表达，FLSs的迁移和侵袭被显著抑制，F-肌动蛋白表达降低，槲皮素通过调节miR-146a/GATA6轴抑制了FLSs的迁移和侵袭[45]。肖鹏等[46]发现，槲皮素能够通过调控B淋巴细胞瘤-2（Bcl-2）和Bcl-2相关X蛋白（Bax）的表达诱导人RA-FLS的凋亡，且RA-FLSs凋亡率与Bcl-2/Bax值呈反比。PAN等[47]研究表明，槲皮素通过上调lncRNA-MALAT1促进RA-FLS凋亡。

3 小结和展望

槲皮素具有抑制炎性细胞因子、抗氧化、清除氧自由基、免疫调节、抑制MMPs和滑膜细胞增生等多种生物活性。因其来源广泛，且整体不良反应小，在预防和治疗RA及其他相关各类慢性关节炎症性疾病上具有广阔的应用和发展前景。因此，进一步探究槲皮素治疗RA及其并发症的作用机制，具有很大的研究价值和意义。目前，关于槲皮素治疗RA大多局限于动物实验研究，缺乏严格和标准化的大样本临床试验，应开展大样本随机双盲分组对照临床试验对其进行研究;其次，进一步深入研究总黄酮类以及各单体、相关衍生物的构效关系、药理活性及其干预RA的相关炎性信号通路、抗氧化信号通路、凋亡通路等，并进行有效化学成分的结构模拟，以期进行提纯并通过对结构的改造和优化进一步提高药效。

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收稿日期：2020-09-15;修回日期：2020-10-20