中醫(yī)藥對骨關節(jié)炎動物模型細胞因子作用研究進展

白雯 閻小萍 呂素飛 陶慶文 王建明 金玥 陳璐 趙超群 朱笑夏

細胞因子是由免疫細胞和某些非免疫細胞經(jīng)誘導而合成和分泌的一類具有生物活性的小分子蛋白，通過自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌的方式作用于靶器官，調(diào)節(jié)細胞的增殖與凋亡、蛋白質(zhì)的合成、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、非特異性調(diào)節(jié)免疫應答以及誘導炎癥反應等。目前骨關節(jié)炎的發(fā)病機制尚不明確，多數(shù)研究者認為是生物學、生物化學、分子學及酶的反饋作用等復雜的多種機制相互作用的結(jié)果，諸多研究證實細胞因子同樣參與骨關節(jié)炎的形成與發(fā)展。骨關節(jié)炎(osteoarthritis，OA)是累及關節(jié)軟骨、軟骨下骨為主的復雜的慢性疾病，細胞因子通過復雜的作用機制參與OA的形成，誘導和促進軟骨、軟骨下骨及滑膜等組織的損傷與病變。當前中醫(yī)藥能有效改善OA患者的癥狀及體征，減輕患者痛苦，提高患者生活質(zhì)量，為患者減輕精神和生活的負擔，陶慶文等［1］觀察60例患者中藥治療前后平均OA指數(shù)、視覺模擬評分法(visual analogue scale/Score，VAS)及患者和醫(yī)生對病情的總體評估，同時與60例西藥組對照發(fā)現(xiàn)骨痹通方具有緩解和改善疼痛、僵硬、關節(jié)功能障礙的作用，是治療膝OA安全且行之有效的方劑。近年來，研究者通過動物實驗研究表明中醫(yī)藥能夠影響細胞因子的代謝減緩關節(jié)炎的進展，筆者將近幾年的資料整理作一綜述匯報，系統(tǒng)闡明中醫(yī)藥對骨關節(jié)動物模型細胞因子的影響。

1 中醫(yī)藥對白細胞介素的作用

白細胞介素(interleukin，IL)簡稱白介素，目前命名的白介素有IL-1～IL-29，IL能夠促進免疫細胞增殖分化，誘導免疫類型和強度;誘導急性期反應，促進炎癥反應等;在OA的形成機制中，IL促進OA炎癥反應的形成，破壞軟骨基質(zhì)。目前研究參與OA 發(fā)病機制的 IL 主要有 IL-1、IL-6、IL-10、IL-12、IL-17、IL-18等。大多研究表明中醫(yī)藥能夠抑制IL的形成，減緩OA的發(fā)病進程。

1.1 IL-1

Heraud等［2］研究表明IL-1在調(diào)控軟骨細胞凋亡方面發(fā)揮重要作用，IL-1干擾正常軟骨的代謝，影響軟骨膠原和蛋白多糖的合成;同時還可以使基質(zhì)金屬蛋白酶(metalloproteinase，MMP)/基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子(tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMP)平衡失調(diào)，使軟骨基質(zhì)膠原和蛋白多糖分解進而導致軟骨的破壞。軟骨基質(zhì)破壞不能為軟骨細胞提供正常微環(huán)境，軟骨細胞的代謝影響軟骨基質(zhì)成分分解與合成代謝的平衡。陳飛雁等［3］研究指出威靈仙注射液可以通過抑制IL-1的水平對OA起防治作用。張愛玲等［4］表明補腎壯骨顆粒能夠有效降低IL-1的表達對OA起到治療作用。王秀華等［5］研究發(fā)現(xiàn)空白組未檢測出IL-1，模型組(兔膝骨關節(jié)炎模型)與治療組(西藥組、丹參組)均能檢測出IL-1，由此可以得出IL-1在OA發(fā)病過程中可能起重要作用;經(jīng)過一段時間的膝關節(jié)腔內(nèi)注射發(fā)現(xiàn):造模組(生理鹽水組)IL-1的水平明顯高于中藥治療組(丹參組)，P＜0.01;差異有顯著統(tǒng)計學意義;西藥組(激素)低于中藥組(丹參組)，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，研究表明丹參能有效降低OA中IL-1，同時能有效有效治療 OA，但效果略次于西藥組。劉英杰等［6］通過治療組(獨活寄生湯)與對照組相比發(fā)現(xiàn):在治療3周、5周以后，IL-1的水平下降，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，說明獨活寄生湯通過抑制炎性因子(IL-1)的表達而達到治療OA的作用。鐘玉等［7］證實復元膠囊通過降低IL-1的表達而達到抑制對軟骨細胞的損傷。

1.2 IL-6

IL-6是單核吞噬細胞等在IL-1、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)等誘導下產(chǎn)生的一種細胞因子，具有多種生物學活性，包括激活T細胞和B細胞，以及產(chǎn)生急性期蛋白等。Westacott等［8］研究指出健康人與OA患者軟骨細胞都可以自發(fā)的分泌IL-6，但是在正常人滑膜組織中檢測不到IL-6的存在，OA患者的滑膜組織中可以檢測出大量IL-6。Silaccip等［9］研究證實IL-6與IL-6受體結(jié)合形成復合物，這種復合物可誘導成骨細胞MMP-13增加，抑制TIMP-1在滑膜細胞和軟骨細胞中表達，使MMP/TIMP之間的平衡受影響，引起關節(jié)軟骨基質(zhì)的退變。IL-6同時可以協(xié)同IL-1的作用，抑制軟骨細胞合成蛋白聚糖，導致軟骨基質(zhì)缺失。楊惠琴等［10］治療組(青藤堿注射液組)與模型組(生理鹽水組)相比，P值均小于0.01，有統(tǒng)計學意義，該研究表明青藤堿注射液能夠有效減低OA關節(jié)液及血液中IL-6的水平，通過抑制IL-6的水平對OA起防治作用。孟祥奇等［11］研究指出化痰祛濕劑通過抑制IL-6、IL-1的水平而達到對膝OA的防治目的。

1.3 IL-8

Yang等［12］研究表明:在OA患者軟骨細胞骨橋蛋白的形成可以上調(diào)IL-8的表達，骨橋蛋白的形成與IL-8的濃度成正比。IL-8是一種趨化因子，其生物學活性是激活和誘導中性粒細胞，誘導機體局部的炎癥反應，達到殺菌和細胞損傷的目的。陳元良等［13］研究發(fā)現(xiàn):與正常對照組比較，模型組、骨碎補總黃酮治療組和維固力治療組動物血清中IL-8表達水平均明顯升高。經(jīng)4周的灌胃治療后，骨碎補總黃酮組和維固力組的IL-8表達與模型組比較有明顯降低(P＜0.01);骨碎補總黃酮組與維固力組比較，IL-8表達差異不明顯(P＞0.05)。骨碎補總黃酮確實可以抑制炎性因子的分泌，阻斷骨關節(jié)的炎癥反應，其作用機制可能是通過抑制IL-8的釋放而實現(xiàn)的。金曉東等［14］研究表明與模型組相比，紅花注射液能顯著降低滑液中細胞因子IL-8的表達，這表明紅花注射液可以通到降低炎性因子的表達達到對OA的治療作用。

1.4 IL-10

IL-10具有較強免疫抑制和免疫調(diào)節(jié)功能，同時還能促進軟骨蛋白多糖的合成，保護軟骨。陳文超等［15］研究表明骨靈膏可能通過增強IL-10的抗炎作用阻止軟骨退行性變，保護了關節(jié)軟骨。

2 中醫(yī)藥對腫瘤壞死因子的作用

腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)分為TNF-α和TNF-β兩種，前者主要由活化的單核/巨噬細胞產(chǎn)生，后者主要由活化的T細胞產(chǎn)生。目前TNF家族有30余種細胞因子，主要在調(diào)節(jié)免疫應答、誘導細胞凋亡和殺傷靶細胞等過程中發(fā)揮作用。Reboul等［16］研究指出 TNF-α 與 OA 軟骨破壞及滑膜炎有一定關系，TNF-α可以選擇性地抑制蛋白多糖的合成，同時促進其蛋白多糖的降解，促進OA的形成。TNF-α與相應受體結(jié)合，刺激滑膜細胞產(chǎn)生PEG，促進軟骨和骨的破壞。綜上所述，TNF-α能夠誘導和促進OA的形成。然而，近年來越來越多的研究表明中藥能夠降低血清和關節(jié)液中TNF-α的水平達到保護關節(jié)軟骨的作用。方策等［17］通過測定血清和關節(jié)液TNF-α水平得出中藥組關節(jié)液和血清中TNF-α明顯低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，中藥健骨活血丸能有效抑制兔OA血清和關節(jié)液中TNF-α的水平，達到對OA的保護和治療作用。肖曉金［18］等過檢測4周、8周時中藥低、中、高劑量組兔子血清及關節(jié)液中TNF-α濃度，發(fā)現(xiàn)與模型組相比，高劑量組血清及關節(jié)液中TNF-α比模型對照組顯著降低，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，由此可推測透骨消痛膠囊可能通過降低異常升高的TNF-α的水平，減輕炎癥反應，減緩對軟骨的破壞。朗繼孝［19］等研究證實壯骨顆粒可能通過影響TNF-α水平達到對OA的治療作用。

3 中醫(yī)藥對OA中轉(zhuǎn)化生長因子的影響

轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor-β，TGF-β)是具有多功能的蛋白多肽，能抑制免疫細胞的增殖、淋巴細胞以及細胞因子的分化，抑制上皮細胞、破骨細胞、內(nèi)皮細胞生長和脂肪、心肌、骨骼肌的形成;但能夠促進促進成纖維細胞、成骨細胞的生長，同時也能促進細胞外基質(zhì)如膠原蛋白、纖粘連蛋白的表達和抑制細胞外基質(zhì)的降解，對細胞的形態(tài)發(fā)生、增殖和分化過程起著重要作用，有利于細胞修復。Livne等［20］證實TGF-β能促進細胞增殖、調(diào)節(jié)細胞分化、促進細胞外基質(zhì)合成作用。TGF-β可促進OA軟骨細胞迅速生長［21］。越來越多的研究表明，補腎中藥能上調(diào)TGF-β的表達，提高TGF-β的水平。寧顯明等［22］采用原位雜交法測定膝骨關節(jié)軟骨中的TGF-β的水平，分析正常組、模型組、西藥組(芬必得組)、中藥組TGF-β的表達及排列順序得出補腎中藥具有上調(diào)TGF-β在OA關節(jié)軟骨中表達的作用，且修復后軟骨細胞排列較規(guī)則。牛維等［23］采用熒光定量－PCR和蛋白免疫印跡雜交方法分別檢測TGF-βmRNA和蛋白表達，分析得出鹿茸低劑量、高劑量組在灌胃后2、4、6周，TGF-βmRNA和蛋白表達量逐步增加，且表達量均高于(正常組、西藥組、模型組)，有統(tǒng)計學意義，差異顯著(P＜0.01)，證實了鹿茸通過上調(diào)TGF-β的表達，起到促進軟骨細胞增殖、分化的作用。王孟琳［24］等研究指出通過動物OA模型病理變化及測定軟骨和滑膜組織中的TGF-β水平，得出杜靈注射液可能通過提高TGF-β的水平，促進軟骨細胞的增生及細胞基質(zhì)蛋白的合成達到保護軟骨的作用。

4 中藥對結(jié)締組織生長因子的影響

結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor，CTGF)是一種富含半胱氨酸的分泌肽，具有多種生物學功能，參與機體血管生成、創(chuàng)傷修復、腫瘤的發(fā)生發(fā)展、骨的形成與修復等生理及病理過程。歐陽冰等［25］認為CTGF能夠促進軟骨細胞的增殖，促進軟骨膠原和蛋白多糖的合成，促進衰老軟骨細胞反分化及抑制軟骨細胞去分化。Kawata等［26］證實CTGF能夠不僅促進軟骨細胞的增殖、成熟與再生，同時還能刺激成骨細胞的增殖與分化。由此可見，CTGF能夠促進軟骨細胞的增殖，參與骨的形成與修復。孫劍等［27］通過實驗研究發(fā)現(xiàn)陽和湯組CTGF、CTGFmRNA表達水平低于模型組，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，證實了陽和湯可能通過下調(diào)CTGF的表達以降低CTGF介導的軟骨細胞的增殖與表達，減緩OA骨贅的形成。

5 結(jié)語與展望

中藥能夠通過調(diào)控部分細胞因子的表達抑制軟骨細胞及軟骨基質(zhì)的破壞，促進軟骨細胞的增生、分化，減緩OA骨贅的形成。但細胞因子對骨關節(jié)的形成是一個非常復雜的網(wǎng)絡化的過程，多種細胞因子協(xié)同參與OA的形成，目前中醫(yī)藥研究能夠有效調(diào)節(jié)部分細胞因子的表達而發(fā)揮作用，尚未能明確闡明如何調(diào)控諸多因子的表達來減緩OA的形成，而且實驗研究尚未能反饋到有效的臨床應用，因此應當進一步加強中醫(yī)藥對OA細胞因子的調(diào)控機制的研究與臨床相關性研究，以期在OA治療中取得更大的進展。

［1］陶慶文，徐愿，王建明，等，骨痹通方治療膝骨關節(jié)炎的臨床研究［J］，風濕病與關節(jié)炎，2012，4(1):11-14.

［2］Heraud F，Heraud A，Harmard MF1 Apoptosis in normal andosteourthritis human articular cartilage［J］1 Ann Rheum Dis，2000，59(12):959-996.

［3］陳飛雁，顧湘杰，鐘明康，等.威靈仙注射液對骨關節(jié)炎關節(jié)液與軟骨白介素-1的影響［J］.中國矯形外科雜志，2004，12(7):524-526.

［4］張愛玲，于沛林，王曉寧，等.補腎壯骨顆粒對兔膝骨性關節(jié)炎白介素-1和腫瘤壞死因子的影響［J］.光明中醫(yī)，2010，25(3):424-426.

［5］王秀華，劉元祿，蘇姿兵，等.丹參關節(jié)內(nèi)注射對兔膝骨關節(jié)炎細胞因子 IL-1及 TNF的影響［J］.中醫(yī)正骨，2003，15(10):1-2.

［6］劉英杰，馬利杰，王相利，等.獨活寄生湯對兔膝骨性關節(jié)炎關節(jié)液白細胞介素-1和腫瘤壞死因子的影響［J］.河北中醫(yī)，2007，29(8):748-749.

［7］鐘玉，李榮亨，周小莉.復元膠囊對實驗性兔骨關節(jié)炎白介素1及轉(zhuǎn)化生長因子β2的調(diào)節(jié)作用［J］.重慶醫(yī)科大學學報，2007，32(8):856-861.

［8］Westacott CI，Sharif M1 Cytokines in ostoarthritis:mediators ormarkers of joint destruction［J］.Semin Arthritis Rheum，1996，25(4):254-272.

［9］Silaccip，Dayer JM，Desgeorges A，et al.IL-6 and its soluble receptor induce TIMP-1 expression in synoviocytes and chondrocytes and block IL-1-induced collagenolgtic activity［J］.J Biol Chem，1998，273(22):13625-13629.

［10］楊惠琴，陳禮容.青藤堿注射液對兔膝骨性關節(jié)炎關節(jié)液及血清 IL-6 的水平影響［J］.中醫(yī)藥導報，2007，13(10):62-63.

［11］孟祥奇，惠礽華，姜宏，等.化痰祛濕劑對兔膝骨性關節(jié)炎細胞因子IL-1、IL-6、TNFA 的影響 ［J］.中國骨傷，2007，20(8):575-576.

［12］Yang Y，Gao SG，Zhang FJ，et al.Effeccs of osteopontin on the expression of IL-6 and IL-8 infummatory factors in humcon knee osteoarthritis chondrocytes［J］.Eur Rev Med Pharmacol Sci，2014，18(23):3580-3586.

［13］陳元良，張壽，鐘海波.骨碎補總黃酮對骨性關節(jié)炎血清IL－1、IL－8及 TNF－a表達的影響［J］.陜西中醫(yī)，2013，34(9):1251-1253.

［14］金曉東，張鳴.紅花注射液對兔膝骨關節(jié)炎軟骨組織學及關節(jié)滑液PGE2、IL-8的影響［J］.中國中醫(yī)骨傷科雜志，2009，17(3):18-19.

［15］陳文超，周然，王永輝.骨靈膏及其拆方制劑對OA模型大鼠NO、IL-10及 COL-II的作用［J］.光明中醫(yī)，2014，29(8)，1622-1625.

［16］Reboul P，Pelletier JP，Tardif G，et al.The new collagenase，collagenase-3 is expressed and synthesized by human chondrocyte but not by synoriocytes;a role in osteoarthritis［J］.J Clin Invest，1996，97(9):2011-2019.

［17］方策，宋德為，劉元祿.健骨活血丸對骨性關節(jié)炎模型兔關節(jié)液和血清中TNF－α表達的影響［J］.中國中醫(yī)骨傷科雜志，2013，21(5):12-14.

［18］肖曉金，包俠萍，陳文列，等.透骨消痛膠囊對兔膝骨關節(jié)炎模型血清與關節(jié)液炎癥因子的影響［J］.風濕病與關節(jié)炎，2013，11(2):35-38.

［19］朗繼孝，陳德喜，王元善，等.壯骨顆粒對兔膝骨性關節(jié)白介素-1和腫瘤壞死因子的影響［J］.山東中醫(yī)雜志，2009，28(7):491-492.

［20］Livne E，LauferD，B lum en feld I.Osteoarthritis in the tem poro-m and ibular joint(TM J)of agedm ice and the in vitro effect of TGF-b eta 1 on cell proliferation，matrix synthesis，and alkaline phosphatase activity［J］.Microsc Res Tech，1997，37(4):314-323.

［21］Jahag JS，Lee JW，Han CD，et al.Transforming growth factorbetal responsiveness of human articular chondrocytesin vitro:normal versus osteoarthritis［J］.Yonsei Med J，1997，(38):40-51.

［22］寧顯明，樊粵光，徐傳毅，等.補腎中藥對膝骨關節(jié)炎軟骨TGF-β1表達的影響［J］.中國中醫(yī)骨傷科雜志，2004，12(1):36-38.

［23］牛維，孫志濤，汪睦勛，等.單味中藥鹿茸調(diào)控骨關節(jié)炎軟骨組織 TGF-β1表達的研究［J］.時珍國醫(yī)國藥，2014，25(3):528-531.

［24］王孟琳，熊曉榮，王婧錦.杜靈注射液對兔膝骨關節(jié)炎TGF-β1水平的影響作用［J］.中國中醫(yī)骨傷科雜志，2009，17(3):18-19.

［25］歐陽冰，林綿輝，左文建，等.結(jié)締組織生長因子對體外培養(yǎng)的兔關節(jié)軟骨細胞增殖和表型的影響［J］.中國組織工程研究與臨床康復，2009，20(13):3816-3820.

［28］Kawata K，Kubota S，Eguchi T，et a1.Role of low － density lipoprotein receptor related protein 1(lrp1)in ccn2/connective tissue growth factor(ctgf)protein transport in hondrocytes［J］.Cell Sci，2012，125(12):2965-2972.

［27］孫劍，陳朝蔚，何永淮，等.陽和湯對兔骨關節(jié)炎軟骨細胞中結(jié)締組織生長因子表達的影響［J］.中國中醫(yī)骨科雜志，2009，17(3):4-6.

(本文編輯:蒲曉田)