中醫藥對骨關節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、旁分泌和內分泌的方式作用于靶器官，調節細胞的增殖與凋亡、蛋白質的合成、調節內分泌、非特異性調節免疫應答以及誘導炎癥反應等。目前骨關節炎的發病機制尚不明確，多數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果，諸多研究證實細胞因子同樣參與骨關節炎的形成與發展。骨關節炎(osteoarthritis，OA)是累及關節軟骨、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、視覺模擬評分法(visual analogue scale/Score，VAS)及患者和醫生對病情的總體評估，同時與60例西藥組對照發現骨痹通方具有緩解和改善疼痛、僵硬、關節功能障礙的作用，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藥能夠影響細胞因子的代謝減緩關節炎的進展，筆者將近幾年的資料整理作一綜述匯報，系統闡明中醫藥對骨關節動物模型細胞因子的影響。

1 中醫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。目前研究參與OA 發病機制的 IL 主要有 IL-1、IL-6、IL-10、IL-12、IL-17、IL-18等。大多研究表明中醫藥能夠抑制IL的形成，減緩OA的發病進程。

1.1 IL-1

Heraud等［2］研究表明IL-1在調控軟骨細胞凋亡方面發揮重要作用，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;同時還可以使基質金屬蛋白酶(metalloproteinase，MMP)/基質金屬蛋白酶組織抑制因子(tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMP)平衡失調，使軟骨基質膠原和蛋白多糖分解進而導致軟骨的破壞。軟骨基質破壞不能為軟骨細胞提供正常微環境，軟骨細胞的代謝影響軟骨基質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］研究發現空白組未檢測出IL-1，模型組(兔膝骨關節炎模型)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發病過程中可能起重要作用;經過一段時間的膝關節腔內注射發現: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;差異有顯著統計學意義;西藥組(激素)低于中藥組(丹參組)，差異有統計學意義(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)與對照組相比發現:在治療3周、5周以后，IL-1的水平下降，差異有統計學意義(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，引起關節軟骨基質的退變。IL-6同時可以協同IL-1的作用，抑制軟骨細胞合成蛋白聚糖，導致軟骨基質缺失。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，有統計學意義，該研究表明青藤堿注射液能夠有效減低OA關節液及血液中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］研究發現: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節功能，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，保護了關節軟骨。

2 中醫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/巨噬細胞產生，后者主要由活化的T細胞產生。目前TNF家族有30余種細胞因子，主要在調節免疫應答、誘導細胞凋亡和殺傷靶細胞等過程中發揮作用。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與相應受體結合，刺激滑膜細胞產生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液中TNF-α的水平達到保護關節軟骨的作用。方策等［17］通過測定血清和關節液TNF-α水平得出中藥組關節液和血清中TNF-α明顯低于對照組，差異有統計學意義(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液中TNF-α濃度，發現與模型組相比，高劑量組血清及關節液中TNF-α比模型對照組顯著降低，差異有統計學意義(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?？赡芡ㄟ^影響TNF-α水平達到對OA的治療作用。

3 中醫藥對OA中轉化生長因子的影響

轉化生長因子(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如膠原蛋白、纖粘連蛋白的表達和抑制細胞外基質的降解，對細胞的形態發生、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、調節細胞分化、促進細胞外基質合成作用。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TGF-β在OA關節軟骨中表達的作用，且修復后軟骨細胞排列較規則。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)，有統計學意義，差異顯著(P＜0.01)，證實了鹿茸通過上調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蛋白的合成達到保護軟骨的作用。

4 中藥對結締組織生長因子的影響

結締組織生長因子(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、創傷修復、腫瘤的發生發展、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］通過實驗研究發現陽和湯組CTGF、CTGFmRNA表達水平低于模型組，差異有統計學意義(P＜0.05)，證實了陽和湯可能通過下調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 結語與展望

中藥能夠通過調控部分細胞因子的表達抑制軟骨細胞及軟骨基質的破壞，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的形成是一個非常復雜的網絡化的過程，多種細胞因子協同參與OA的形成，目前中醫藥研究能夠有效調節部分細胞因子的表達而發揮作用，尚未能明確闡明如何調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藥對OA細胞因子的調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炎的臨床研究［J］，風濕病與關節炎，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炎關節液與軟骨白介素-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炎白介素-1和腫瘤壞死因子的影響［J］.光明中醫，2010，25(3):424-426.

［5］王秀華，劉元祿，蘇姿兵，等.丹參關節內注射對兔膝骨關節炎細胞因子 IL-1及 TNF的影響［J］.中醫正骨，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炎關節液白細胞介素-1和腫瘤壞死因子的影響［J］.河北中醫，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炎白介素1及轉化生長因子β2的調節作用［J］.重慶醫科大學學報，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炎關節液及血清 IL-6 的水平影響［J］.中醫藥導報，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炎血清IL－1、IL－8及 TNF－a表達的影響［J］.陜西中醫，2013，34(9):1251-1253.

［14］金曉東，張鳴.紅花注射液對兔膝骨關節炎軟骨組織學及關節滑液PGE2、IL-8的影響［J］.中國中醫骨傷科雜志，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，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炎模型兔關節液和血清中TNF－α表達的影響［J］.中國中醫骨傷科雜志，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炎模型血清與關節液炎癥因子的影響［J］.風濕病與關節炎，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白介素-1和腫瘤壞死因子的影響［J］.山東中醫雜志，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炎軟骨TGF-β1表達的影響［J］.中國中醫骨傷科雜志，2004，12(1):36-38.

［23］牛維，孫志濤，汪睦勛，等.單味中藥鹿茸調控骨關節炎軟骨組織 TGF-β1表達的研究［J］.時珍國醫國藥，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炎TGF-β1水平的影響作用［J］.中國中醫骨傷科雜志，2009，17(3):18-19.

［25］歐陽冰，林綿輝，左文建，等.結締組織生長因子對體外培養的兔關節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.陽和湯對兔骨關節炎軟骨細胞中結締組織生長因子表達的影響［J］.中國中醫骨科雜志，2009，17(3):4-6.

(本文編輯:蒲曉田)