骨桥蛋白在类风湿关节炎中的研究进展

江凤林，王友莲

(江西省人民医院风湿免疫科，南昌 330006)

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种病因不明的慢性自身免疫性炎性疾病，其特征是滑膜的炎症和增生导致软骨和骨的进行性破坏，进而导致关节畸形和功能丧失，甚至累及心、肺、肾及血管等多个器官。RA的病因及发病机制复杂，与遗传、感染及环境等多种因素相关，其中自身免疫反应导致的免疫损伤是其发病基础。有研究[1]表明T细胞介导的炎症反应在RA发病中占有重要地位，尤其是Th1细胞及炎症因子与RA的炎症反应和组织损伤关系密切[2]。骨桥蛋白(Osteopontin，OPN)，是一种分泌型磷蛋白，是炎性细胞因子中潜在的启动子[3]，OPN可调节T细胞、树突状细胞和巨噬细胞中细胞因子的分泌，被归类为Th1细胞因子。RA患者血清及滑膜中OPN的表达明显上调，且无论是全长OPN，还是OPN片断及其受体均在RA疾病发生及进展中起着重要的作用。滑膜细胞表达的OPN表面受体与OPN结合，诱导信号转导并影响滑膜细胞的黏附和增殖[4]。本文就OPN及其在RA作用中的研究进展作一综述，旨在为RA的发病机制及治疗的研究提供参考。

1 OPN的结构及生物学特点

1.1 OPN的基因结构

OPN是一种分布广泛的细胞外基质蛋白，又被称为分泌性磷蛋白1(Eta-1)。人的OPN基因位于4号染色体上[5]，该基因有7个外显子和6个内含子，其中6个外显子被翻译成全长同种型(OPN-a)[6]，包括N末端富含天冬氨酸的序列(RGD序列)、C末端钙结合位点(SLAYGLY序列)和肝素结合域[7]。有研究[8-9]表明，OPN的RGD序列与其配体相互作用可上调滑膜成纤维细胞(Fibroblast-like synoviocytes，FLS)和软骨细胞中胶原酶的合成，与全长同种型OPN相比，血浆和乳汁中存在的OPN水解切割产生的N和C末端片段可能具有不同的生理学作用[10]。

1.2 OPN在细胞和组织中的表达

OPN在正常细胞和组织中的表达受到抑制，只有在炎症或组织损伤时其表达才增强。OPN不仅可以在免疫细胞中表达，还可以在如上皮、肾、骨和牙齿等各种组织中表达，可由破骨细胞、滑膜细胞、软骨细胞等非免疫细胞产生[11]，也可以在关节液、滑膜组织中检测到。有证据[12]表明血液中也可以检测到OPN，且血浆中检测的OPN比血清中的更稳定可靠。

1.3 OPN的生物学作用

OPN是一种多效性细胞因子，通过与不同细胞表达的受体相互结合具有不同的生物学功能。而OPN信号转导的结果由多种不同的条件共同决定，如细胞类型、受体结合类型、决定OPN和受体表达水平的正常或病理环境等。整合素和CD44亚型被认为是OPN受体，由包括树突状细胞在内的多种非免疫细胞和免疫细胞表达[7]，OPN与不同受体相互作用促进T淋巴细胞和巨噬细胞等的迁移、黏附和激活，参与疾病的炎症反应。

促炎作用是OPN的主要功能，因OPN可促进巨噬细胞释放INF-γ和IL-12、抑制IL-10的作用[13]，CD4+T细胞分泌的OPN，还可通过IL-18促进Th1细胞因子的在局部炎症中的作用，因此把它们归属于Th1细胞因子[14]，而Th1细胞是引起RA发病的重要T细胞亚群[15]。有报道[16]指出，OPN在疾病中的作用与其促进T淋巴细胞中的IFN-γ、IL-12、IL-17、IL-18等和单核细胞中的IL-6的分泌增加，参与淋巴细胞的黏附和迁移，促进TFH细胞的分化等有关。

OPN结构上存在2个结构域和1个凝血酶切割位点，被凝血酶切割的OPN片断(SLAYGLR序列)可存在于FLS的表面，并与整合素结合参与滑膜关节炎性细胞的产生、黏附、迁移和存活等过程，OPN片断与纤维粘连蛋白结合，使FLS与B淋巴细胞连接，刺激B淋巴细胞产生炎性细胞因子及免疫球蛋白的产生及增殖，参与自身免疫疾病的发生。另外，OPN还参与神经发育[17]、维持血脑屏障稳定性[18]及肿瘤转移[19]等多种病理生理过程。

2 OPN在RA发生发展中的作用

2.1 OPN参与RA炎症反应及滑膜炎的发展

目前RA的确切发病机制尚不完全清楚，但OPN被普遍认为是参与RA发病中的一种重要促炎因子，参与白细胞、淋巴细胞和单核细胞聚集、迁移的过程[20-21]，分泌相关炎症因子参与滑膜炎的发展，且大量OPN受体可由滑膜细胞产生[22]。有研究[23-24]表明，RA患者滑膜和滑液中OPN的表达量增高，抑制OPN表达可改善CIA小鼠炎症反应和骨破坏，提示OPN在RA发病中具有重要作用。

有研究[25]表明，RA患者滑膜组织中OPN的大量表达还可能与IL-10相关，而IL-10与RA自身抗体的产生和B细胞的活化均有关，并参与了疾病的发展。另外，OPN还可以调控炎性滑膜组织中多种细胞因子，参与RA的炎症反应过程。KOBORI等[26]报道，敲除OPN基因能改善CIA小鼠的病情，其可能机制是抑制了血管翳的形成，但具体机制不完全清楚。

SHAKER等[27]实验发现RA患者血清OPN的水平与晨僵时间、ESR、DAS28等显著相关，认为OPN水平与RA疾病活动度有关，在高水平的OPN情况下，RA的关节炎病情明显加重[28]。

2.2 OPN参与RA的骨和软骨破坏

在RA的病理变化中，滑膜组织侵袭性生长入软骨及软骨下骨，同时，炎症反应可诱导血管生成和促进FLS增殖导致关节损伤及关节畸形。既往研究[13]表明OPN与骨代谢过程密切相关，其促进毛细血管生成、诱导软骨细胞凋亡而参与RA骨和软骨的破坏，会对关节造成不可逆性损害。YAMAMOTO等[29]研究指出OPN的SLAYGLR序列参与RA发病机制，OPN位于RANK/RANKL下游，其SLAYGLR序列与α9β1结合通过RANK/RANKL途径参与破骨细胞介导的骨吸收。OPN通过调节低分子量蛋白酪氨酸激酶(LMWPTP)的表达介导黏着斑激酶(FAK)去磷酸化的途径，抑制成骨细胞的反应性，使破骨细胞占优势[30]。

OPN通过与T细胞表明受体结合促进Th1细胞分化、增强细胞免疫，同时可抑制Th2细胞的免疫功能，导致Th1/Th2细胞失衡进而诱导IL-17细胞分化，可通过Syk/PI3K/Akt信号通路和NF-κB信号通路激活破骨细胞，从而破坏软骨基质[22]。

DKK-1是Wnt/β-catenin通路的一种天然拮抗剂，其作用是阻断成骨细胞分化和促进破骨细胞的形成。SKALSKA等[31]通过ELISA方法测定RA患者血清中OPN及DKK-1浓度，并于含TNF-α抑制剂的培养基中培养细胞，发现TNF-α抑制剂干预后DKK-1及OPN下调，而骨保护素(OPG)的表达升高，使成骨细胞占优势。同时有研究[32]表明Wnt/β-catenin通路通过调控OPG的表达来抑制破骨细胞的产生及活化。

3 OPN在RA治疗中的潜在价值

既往RA的治疗主要是以药物及理疗方式减轻关节炎症反应、抑制疾病发展及不可逆性骨质破坏，但其病情缓解率并不高。以细胞因子为治疗靶点的生物制剂虽在一定程度上改善了RA患者的预后，但对少部分患者仍无明显缓解效果，且存在诱发结核、肝炎等疾病的风险，所以目前RA的治疗仍然有诸多问题尚待解决。

OPN参与RA的发病过程，可能成为RA治疗的新靶点。有研究[21]表明小干扰RNA(siRNA)、OPN抗原表位中和抗体和整合素抗体等抑制OPN的作用可能是治疗RA的有效手段。TAKANASHI等[33]提出：当使用含有siRNA的乳膏配方治疗CIA小鼠，经OPN-siRNA乳膏治疗明显抑制了小鼠滑膜增生、白细胞浸润和关节软骨的损伤。另有研究[22]发现，慢病毒敲除OPN基因可明显抑制CIA小鼠的骨损伤及单核细胞向关节浸润。另外，MEHTA等[8]通过噬菌体抗体库中筛选出与OPN片断同源的单链抗体31，其可减少纤维黏连蛋白的聚合、减少B细胞产生炎性细胞因子的作用，进而减轻RA的滑膜炎。

抗OPN抗体可促进T细胞凋亡，从而减轻T细胞介导的相关炎症反应。JÜRETS等[34]通过制备抗OPN的小鼠单克隆抗体发现，抗体可以特异性阻断基质金属蛋白酶裂解的OPN片断介导的细胞黏附，抑制OPN的SLAYGLR域促进成骨细胞的增殖、抑制破骨细胞的生成，提示人OPN的SVVYGLR域与小鼠的SLAYGLR域对OPN单克隆抗体的结合存在较大差异，故抗OPN抗体种类、浓度及来源的不同可能是影响OPN作为RA治疗靶点的关键因素。

4 结语

OP在RA的滑膜炎、骨与软骨破坏的发生发展过程中起着作用。OPN可作为促炎因子促进炎症细胞分泌炎症因子或调控滑膜组织中细胞因子的分泌，从而参与RA滑膜炎的形成。同时，OPN通过一系列信号通路激活破骨细胞、抑制成骨细胞，参与RA的骨与软骨破坏进程。在动物实验中已证实抑制OPN的生成、结合或作用途径等措施可有效抑制CIA小鼠的炎症反应、骨与软骨破坏的进程。因此，随着分子技术的不断发展及OPN在RA发病过程中研究的深入，OPN可能成为未来治疗RA的新靶点。