柚皮苷治疗类风湿关节炎的作用机制研究进展
2023-05-30金灵璐仲卫红李宇涛邱志伟谢新宇付长龙
金灵璐 仲卫红 李宇涛 邱志伟 谢新宇 付长龙
【摘 要】 中藥化橘红、骨碎补是治疗类风湿关节炎的常用药,其主要有效成分柚皮苷具有良好的抗炎和抗氧化作用,且能够修复类风湿关节炎所致关节软骨损伤,延缓其病理进程,临床预防和治疗类风湿关节炎具有潜在应用价值。柚皮苷治疗类风湿关节炎的作用机制主要为保护与修复骨质,对炎症的抑制作用,抗氧化和免疫抑制作用,有很大的临床应用价值,可为临床治疗类风湿关节炎提供新的思路。
【关键词】 类风湿关节炎;柚皮苷;作用机制;研究进展;综述
类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种临床常见的免疫介导疾病[1],主要导致关节滑膜炎性病变和关节软骨损伤,受累关节常表现为以滑膜成纤维细胞为主的炎性细胞增殖与浸润、骨与软骨基质损伤,临床多见晨僵、关节疼痛、功能障碍、活动不利等症状,甚至有致残风险。临床常规治疗使用非甾体抗炎药、糖皮质激素与抗风湿药等,不良反应较大[2],且长期使用对患者造成一定的经济负担。
柚皮苷是一种枳壳、化橘红、骨碎补等常见植物药中存在的类黄酮-黄烷酮类苷元类成分[3]。研究证明柚皮苷在抗炎、抗氧化、调节细胞周期、激素代谢、保护骨组织等方面具有一定作用[4],临床治疗RA具有良好的发展前景。本文对近年来柚皮苷相关药理药效及其在RA治疗中的作用机制进行综述,以期为临床预防与治疗RA提供新的研究思路。
1 柚皮苷的药理作用研究
柚皮苷属于二氢黄酮苷,于柑橘类植物未成熟果实中含量较高,也是化橘红、枳壳等常见中药的重要化学成分。传统对柚皮苷的提取常用碱提酸沉法、溶剂萃取法等,随着设备与技术的更新,出现水提取、超声波辅助提取方法,降低化学污染并提高提取率[5-6]。柚皮苷具有抗过敏反应、抗炎、镇痛、抗凋亡、抗氧化等作用[7],药用价值高,功效显著。大量研究表明,柚皮苷能够抑制骨与关节炎症,促骨形成,抑制骨破坏[8],改善RA症状[9]。近年来,对柚皮苷相关药理药效的研究是RA治疗的热点之一。
2 柚皮苷治疗RA的机制研究
2.1 保护与修复骨质 RA以全身性骨丢失和关节破坏为特征[10]。成骨细胞(OB)与破骨细胞(OC)的协调功能在维持人体骨量的过程中起到关键作用,保持骨质的形成与吸收平衡。RA骨代谢的特点通常是患者体内OB分化不足,OC过度激活,导致多关节进行性骨质破坏,骨密度下降[11]。
2.1.1 促进成骨细胞增殖分化 研究表明,柚皮苷对大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)向OB分化有显著的促进作用,且能够明显提高MC3T3-E1成骨细胞的增殖和分化能力[12]。LI等[13]研究表明,柚皮苷通过MSCs的增殖分化,提高骨钙素表达,增加骨密度、骨体积和骨小梁厚度。宁宇等[14]通过体外实验发现,柚皮苷对MSCs向OB分化的促进作用与成骨信号轴BMP-2/Smads/Runx2/Osterix表达有关。刘冲等[15]通过体外实验证明,柚皮苷通过调控miR-199a-5p/ECE1分子轴促进小鼠胚胎OB增殖、成骨分化和矿化,从而可促进骨损伤修复。
2.1.2 抑制OC形成,保护软骨 柚皮苷对OC活性具有抑制作用。刘朝晖等[16]研究初步发现,柚皮苷能够抑制OC分化,降低组织蛋白酶K、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、整合素β3、非受体酪氨酸激酶及其磷酸化产物p-src的表达。李风波等[17]体外培养OC发现,柚皮苷干预可以明显减少成熟OC数量,加速OC凋亡。彭侃等[18]将柚皮苷作用于骨关节炎(osteoarthritis,OA)大鼠模型4周后,大鼠关节软骨损伤程度减轻,并发现柚皮苷通过抑制核转录因子-κB(NF-κB)和核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)信号通路显著阻滞了白细胞介素-1β(IL-1β)诱导的软骨细胞凋亡。SHEN等[19]研究证明,柚皮素包被的微结构钛缓释系统有助于OB碱性磷酸酶(ALP)表达增高,而抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)和V-ATPase(VATP)表达显著降低,OB的分化增强,而OC的形成被抑制。
2.2 对炎症的抑制作用
2.2.1 对炎症因子的抑制作用 研究表明,在RA病理进程中,IL-1β、IL-6、IL-17及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)对OC的形成有促进作用[20-21]。其中IL-1β通过激活单核巨噬细胞和淋巴细胞引发骨和软骨破坏并抑制其修复,进而导致骨质损伤,关节病变[22]。而IL-6过表达会导致机体免疫系统功能失调。谢仁峰等[23]通过动物实验发现,柚皮苷具有抗炎、消肿、止痛的作用。ZHU等[24]实验研究表明,口服柚皮苷可以降低佐剂性关节炎大鼠TNF-α、IL-1β和IL-6的表达水平。XU等[25]发现,柚皮苷能够抑制脂多糖诱导的小鼠单核巨噬细胞中前列腺素E2(PGE2)、一氧化氮(NO)、IL-6和TNF-α的产生,且在OA模型中,柚皮苷还可以减轻关节僵硬和疼痛,减少炎症介质和促炎症细胞因子的产生,保护软骨下骨和软骨组织。ZHAO等[26]将柚皮苷作用于OA模型小鼠,发现其能够保护软骨免受破坏,降低TNF-α、IL-1β、MMP-13、血小板反应蛋白解整合素金属肽酶-5(ADAMTS-5)和一氧化氮合酶(iNOS)-2等炎症因子的产生,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,且呈剂量依赖性。
2.2.2 对炎性信号通路的调节作用 NF-κB与丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是控制RA病程中产生炎症反应的主要调节通路[27-28]。研究证实,柚皮苷能够抑制细胞外调节蛋白激酶(ERK)1/2、应激活化蛋白激酶(JNK)和p38 MAPK的磷酸化[29],在胶原诱导性关节炎小鼠模型中,柚皮素通过降低脂多糖诱导的MAPK和NF-κB信号激活,抑制了促炎因子的产生[30],达到缓解炎症的目的。另外,柚皮苷可通过PI3K/Akt和MAPK/ERK信号通路降低TNF-α诱导的成纤维样滑膜细胞(RA-FLS)中炎症因子和MMPs的产生,促进RA-FLS细胞凋亡[26]。
2.3 抗氧化和免疫抑制作用 氧化应激是RA病理过程的重要组成部分,免疫反应以及抗原之间的相互作用诱导活性氧物质(ROS)的产生,此过程或与炎症发生程度和关节破坏速度呈正相关[31]。研究发现,柚皮苷可通过影响过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)和硫代巴比妥酸反应物(TBARS)发挥抗氧化作用,通过清除ROS和活性氮保护过氧硝酸盐诱导的DNA氧化损伤,抑制iNOS及环氧合酶的表达[32]。体外实验表明,iNOS参与RA炎症过程与关节破坏,导致关节周围骨质流失,并介导免疫功能障碍[33]。
RA患者受损关节中自发产生活化的CD14+单核细胞,并特异性诱导辅助性T细胞17(Th17),Th17分泌IL-17,诱导促炎细胞因子产生,导致组织及关节软骨和骨的破坏[34]。何冶等[35]的研究结果显示,柚皮苷通过上调miR-21调节Treg/Th17失衡,降低CIA大鼠的多种炎症反应,抑制滑膜炎症和软骨破坏,对RA起保护作用。另外,在RA疾病发展过程中,活化的T细胞通过NF-κB受体活化因子配体(RANKL)介导滑膜巨噬细胞向OC分化,引起骨质丢失,柚皮素能够通过促进T细胞释放IL-4抑制RANKL诱导的OC生成[36],并通过下调转化生长因子-β1,减少调节性T细胞,改善免疫环境[37]。
3 小 结
柚皮苷具有抗炎镇痛、抗过敏、抗氧化、免疫调节、抑制破骨细胞增生等多种生物活性。因其不良反应较小,且来源广泛,提取技术成熟,药效作用和化学结构基本明确,在预防和治疗RA及其他慢性关节疾病方面具有良好的发展前景。因此,对柚皮苷治疗RA及其并发症的作用机制进一步探究,有很大的临床价值和意义。目前,关于柚皮苷治疗RA大多局限于动物研究与细胞研究,待加入严格和标准化的大样本临床试验,以及相关信号通路研究,为临床运用提供新的依据。
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收稿日期:2022-08-24;修回日期:2022-09-30