脂氧素與類風濕關節炎的相關性研究進展

程露露 陳朝暉 張 慧 吳慶港 王 波

(安徽中醫藥大學,合肥230038)

?

脂氧素與類風濕關節炎的相關性研究進展

程露露 陳朝暉 張 慧 吳慶港①王 波

(安徽中醫藥大學,合肥230038)

類風濕關節炎(Rheumatoid Arthritis) 是一種以慢性關節滑膜炎為主要特征的自身免疫性疾病，以形成侵襲性滑膜血管翳，破壞軟骨、骨與周圍組織為基本病理改變,統計表明[1]，RA 在全世界均有發病，平均發病率為1%，而我國患病率為 0.3%～0.4%，是一種致殘率較高的疾病，嚴重影響患者的生活質量。目前臨床上治療RA的方法，主要是對癥治療，即鎮痛、抗炎以及控制病情發展等，尚缺乏治愈RA的方案和預防措施。研究表明，脂氧素來自白細胞花生四烯酸的一種脂氧化酶代謝物，被認為是促炎消退的關鍵分子[2]，具有抗炎、促進炎癥消退[3]、鎮痛、清除自由基等多方面作用。近年來就其與RA的相關機制進行了大量的實驗性研究，本文擬就其與RA的相關性實驗研究進展進行闡述。

1 脂氧素的性質

脂氧素(Lipoxin,LX)是于1984年發現來源于二十烷類家族中的花生四烯酸代謝產物，主要通過跨細胞途徑在一系列脂氧合酶(Lipoxygenase,LO)催化下在炎癥部位合成的一類重要的內源性脂質抗炎介質，其結構特征是分子中包含三個羥基和四個共軛雙鍵,這些基團是與生物大分子結合的潛在位點。根據分子中羥基位置和構象的不同可分為四種:LXA4、LXB4、15-epi-LXA4和15-epi-LXB4。其抗炎、促炎癥消退主要通過作用于不同受體,主要包括脂氧素A4受體(ALX)、半胱氨酸白三烯受體1(CysLT1)和芳烴受體(AhR)，對多種炎性細胞和炎性反應起負性調節作用，被譽為炎癥反應的“剎車信號”或“停止信號”[4]。因LX在體內可迅速失活，半衰期極短[5]，難以充分有效地研究并利用其生物功能和作用機制，為增強天然脂氧素的穩定性和效應強度，一系列穩定的LX和ATL類似物現已人工合成。

2 脂氧素與RA相關的實驗研究

2.1 脂氧素對滑膜成纖維細胞的影響 滑膜成纖維細胞(Synovial fibroblast,SF)的增生是類風濕性關節炎中最明顯特征之一。SF是炎癥滑膜炎中組織損傷和基質重塑的直接效應細胞，主要包括B型滑膜細胞和成纖維細胞樣滑膜細胞(Fibroblast-like synovial cell,FLS)，在正常關節滑膜中產生細胞外基質和關節液，保持關節內環境穩定，但在RA病程中，可通過釋放TNF-α、IL-6等炎癥因子吸引白細胞進入關節來誘導滑膜炎，并刺激滑膜細胞增殖。在RA關節局部病變，滑膜細胞受到IL-1β等炎癥因子的刺激，可大量表達VEGF等促血管生成因子，這些因子在FLS中呈組成性表達，可強烈誘導血管內皮細胞增殖，參與滑膜血管翳的形成，從而促進炎癥細胞的浸潤活化及滑膜細胞的迅速增殖，進一步侵蝕關節軟骨基質[6]。 脂氧素可抑制滑膜細胞的增殖和擴散。張力等[7]通過病理切片發現佐劑誘導的大鼠關節病變可見嚴重的滑膜增生，伴有大量炎性細胞浸潤,血管翳形成并侵入關節組織,軟骨和骨組織遭到破壞，利用脂氧素激動劑BML-111可明顯減輕滑膜細胞過度增殖及血清中TNF-α和IL-6濃度，結果提示脂氧素可調節免疫介導的慢性炎癥過程。周丹等[8]進一步研究發現，脂氧素對血管內皮生長因子表達的影響，發現在AA大鼠滑膜組織中，BML-111能有效降低AA大鼠血清血管內皮生長因子水平，抑制滑膜血管新生和血管內皮生長因子及其受體的表達。滑膜血管新生在RA慢性炎癥的發生、發展的病理過程中處于核心位置，抑制RA滑膜血管新生將成為未來有效的治療策略和研究方向[9]，脂氧素將成為防治RA滑膜血管生成的新靶點。

2.2 脂氧素對細胞因子的影響 細胞因子(Cytokine,CK) 是由免疫細胞和某些非免疫細胞經過免疫刺激后合成、分泌的一種具有廣泛生物學活性的小分子蛋白質。在類風濕性關節炎發病機制、治療及預后中,細胞免疫調節起著重要作用，貫穿于發展的始終。其中與RA有關的主要細胞因子有TNF-α、IL-1、IL-6、VEGF等，這些細胞因子間相互作用，相互影響，在RA發病過程中起著極為關鍵的作用[10]。

研究表明，TNF-α在類風濕性關節炎活動期的滑囊炎和骨損壞過程中起著決定性作用。在RA發病過程中,TNF-α具有刺激血管擴張滲出、加重炎性細胞浸潤、促進滑膜細胞增殖及金屬蛋白酶表達等多方面的致病效應。而IL-1是使滑膜細胞浸潤速率明顯提高的關鍵因子，在活動性RA中可誘導VEGF、基質金屬蛋白酶等基質的表達，增加降解酶的釋放并強烈抑制軟骨細胞的合并功能，加重免疫炎性反應。Abramson等[11]認為阻斷IL-1在RA中的作用，可以避免骨和軟骨破壞。 IL-6是一種重要的促炎癥細胞因子，可通過刺激B細胞合成自身抗體，促進C反應蛋白、類風濕因子及其他細胞因子生成，還可增強IL-1和TNF-α等炎性因子的生物效應，從而加劇炎癥過程[12]。王昌富等[13]對106例RA患者進行檢測，發現IL-6不僅可參與免疫調節、合成類風濕因子，而且RA患者血清中及滑膜液中IL-6的水平與疾病活動性及臨床表現密切相關。此外，過度的血管新生是RA病情進展的關鍵環節，而VEGF是迄今為止已知最強的促血管生長因子，在RA血管新生的過程中是最主要的調控因子[14]，因而抑制VEGF的表達是控制RA病情發展的關鍵部分。

張力等[7]以AA大鼠為研究對象，采用ELISA法檢測經脂氧素受體激動劑BML-111治療后大鼠血清中TNF-α、IL-6濃度，結果顯示脂氧素受體激動劑BML-111處理組明顯降低AA大鼠的TNF-α和IL-6濃度。Zhang等[5]針對CIA采用BML-111處理時,發現可明顯降低血清中的TNF-α、IL-6的水平，針對于此，LX在慢性免疫介導的炎性疾病如RA可起到免疫反應的負向調控作用。周丹等[8]研究脂氧素對VEGF表達的影響，結果顯示LXA4可在FLS中顯著抑制IL-1β誘導的VEGF表達，從而影響了AA大鼠模型中血管翳的新生和形成。

2.3 脂氧素對細胞內炎癥信號通路的影響 RA滑膜細胞可通過自分泌或旁分泌的方式產生大量細胞因子，當細胞因子與相應受體結合是可通過信號通路傳遞信息，調控細胞核內基因的表達，進而影響滑膜細胞的生長、分化、凋亡等一系列的過程。因而針對RA的炎性反應，脂氧素可通過對P13K/Akt、NF-κB、MAPK等多種炎癥信號通路的調控來抑制細胞激活、炎性細胞因子表達、細胞增殖擴散等炎癥應答。

2.3.1 脂氧素調控磷脂酰肌醇 3 激酶/蛋白激酶 B(PI3K/Akt)信號通路 在患者的病變關節中，RA成纖維樣滑膜細胞(RAFLS)呈現出持續性增生和侵襲性生長的病理學特征，PI3K/Akt信號通路是RA滑膜血管新生的重要調節因子[15]。PI3K/Akt信號通路激活可參與組織細胞炎性反應的增強， 并導致低氧環境誘導的滑膜血管的分化、生長,而抑制異常活化的PI3K/Akt信號通路或抗凋亡分子的表達可誘導RAFLS凋亡。Mitra等認為PI3K/Akt信號通路激活后會促進 RASF 持續增生，提示在 RA 后期 RASF 通過上調PI3K/Akt/mTOR 抑制自噬，加重滑膜細胞持續增生。張曉軍等[16]研究發現，針對AA大鼠采用Western blot檢測滑膜PTEN、PI3K、AKT 蛋白表達，研究發現PI3K/Akt的激活可參與組織細胞炎性反應的增強，并導致低氧環境誘導的滑膜血管的分化、生長。抑制PI3K/Akt通路的激活可減少對化膜細胞的刺激，Kebir 等[17]首先證實了 15-epi-lipoxin A4 通過切斷 PI3K/Akt 信號通路來抑制血清淀粉樣蛋白 A(SAA)延長的性粒細胞凋亡，從而降低局部組織的炎癥反應。脂氧素通過抑制 PI3K 的磷酸化表達來切斷 PI3K/Akt信號通路，將為RA信號通路靶點提供理論依據。

2.3.2 脂氧素調控 NF-κB 信號通路 NF-κB 是細胞內最重要的核轉錄因子，調節150多條基因的轉錄，在多種刺激因素介導的炎癥反應中起核心轉錄調控作用，涉及免疫、炎癥、凋亡、細胞增殖和NF-κB信號負反饋等。在RA發病中，NF-κB信號通路激活時，誘導多種致炎因子(TNF-α等)和凋亡抑制因子基因的高表達。而TNF-α激活NF-κB信號通路誘導VEGF、組織因子和細胞黏附分子等表達，其作用于血管內皮細胞，促進血管翳的形成。羅心靜等[18]通過對RA患者滑膜組織進行檢測發現TNF-α可通過促進IκBα的降解而誘導滑膜細胞中轉錄因子NF-κB的核轉移，從而導致滑膜細胞中NF-κB信號通路活化，與類風濕關節炎炎癥進程有著密切關聯。Moreno 等[19]在體外實驗中證實 LXA4 抑制了 LPS誘導的 IκBβ酶(IκKβ)磷酸化激活,導致 IκBβ(IκK)不能被降解，阻斷NF-κB 入核，抑制NF-κB 活性，從而抑制NF-κB 的信號通路，降低致炎因子和凋亡抑制蛋白的表達，從而發揮內源性抗炎和促進炎癥消退作用。

2.3.3 脂氧素調控絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路 MAPK 是一組能被不同細胞外刺激因素激活的保守的絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶。對于不同類型的細胞、不同的刺激因素所激活的MAPK 家族成員不同，所引起下游的生物學效應也不相同。在炎癥反應中，脂氧素調控的MAPK 家族成員主要包括：JNK、ERK、38MAPK 等。 沈暉等[20]研究發現AA大鼠關節滑膜巨噬細胞、成纖維細胞及淋巴細胞中P38mRNA表達均增加，提示P38參與滑膜病變。Choe等[21]研究發現在RAfls中，絲烈原活化蛋白激酶信號通路是IL-1β誘導VEGF表達的重要信號傳導途徑。周丹等[8]在對AA大鼠研究發現LXA4在抑制IL-1β誘導的VEGF表達的同時，MAPK的三個亞型p38、JNK和ERK的磷酸化水平均顯著降低，故認為LXA4可能通過抑制MAPK通路的活化而抑制VEGF表達。

2.4 脂氧素對酶的影響 軟骨和骨的進行性、不可逆性破壞仍是類風濕性關節炎在臨床上不可忽視的一點。因基質金屬蛋白酶是一種能降解細胞外所有基質的鋅蛋白酶，參與正常人體的軟骨基質降解。進而根據大量研究發現，滑膜中成纖維樣細胞來源的MMPs是導致關節病理損傷的重要因素之一。目前大多數學者認為MMPs-3是導致軟骨降解重要的蛋白酶[22]。MMPs-3不僅可直接降解軟骨和骨質對RA的破壞，還可激活其他MMP發揮生物學效應破壞關節。米存東等[23]發現活動期RA患者血清MMPs-3明顯高于正常人。在關節病的領域，LXA4可拮抗人關節滑膜成纖維細胞分泌的炎癥因子和基質金屬蛋白酶[24]。

3 結語

LXA4是由花生四烯酸代謝而來的脂性生物活性分子，具有獨特的抗炎促消退效應，涉及多種類型細胞應對不同刺激的炎癥反應，抗炎作用廣泛而強大。在脈管系統疾病、代謝性疾病、損傷再灌注等急性炎癥損傷過程中可發揮有效的保護作用[25]。由于RA是多基因疾病，其發病因素十分復雜，至今仍不能闡明RA的發病記錄及對疾病的預測，但在RA 的病程進展中，FLS、細胞因子(TNF-α、IL-6、VEGF)、MMP-3、NF-κβ信號通路等幾個關鍵點很重要。 綜上所述，脂氧素可針對性的影響這些關鍵點，LXA4可從多個方面控制RA的發生發展，而且針對以上疾病治療沒有常規抗炎藥物的毒副作用，且生物活性強大，應用前景將十分廣泛。脂氧素抗炎機制的研究目前僅處于實驗室試驗階段，仍未被用于臨床試驗和治療實踐，因而還需更多的實驗室試驗、臨床試驗和治療實踐證實脂氧素的抗炎癥反應的能力和機制，了解LXA4減輕RA的藥理機制，有望成為RA防治的新靶點。

[1] Alamanos Y,Voulgari PV,Drosos AA,etal.Incidence and prevalence of rheumatoid arthritis,based on the 1987 American college of rheumatology criteria:a systematic review[J].Semin Arthritis Rheum,2006,36(3):182-188.

[2] Weylandt KH,Chiu CY,Gomolka B,etal.Omega-3 fatty acids and their lipid mediators:towards an understanding of resolvin and protectin formation [J].Prostaglandins Other Lipid Mediat,2012,97(3/4):73-82.

[3] Bozinovski S,Uddin M,Vlahos R,etal.Serum amyloid A opposes lipoxin A(4) to mediate glucocorticoid refractory lung inflammation in chronic obstructive pulmonary disease[J].Proc Natl Acad Sci USA,2012,109(3):935-940.

[4] Fierro IM,Serhan CN.Mechanisms in anti-inflammation and resolution :the role of lipox ins and aspirin-triggered lipoxins[J].Braz J Med Biol Res,2001,34(5):555-566.

[5] Zhang L,Zhang X,Wu P,etal.BML-111,a lipoxin receptor agonist,modulates the immune response and reduces the severity of collagen-induced arthritis [J].Inflamm Res,2008,57(4):157-162.

[6] Grochot-Przeczek A,Dulak J,Jozkowicz A.Therapeutic angiogene-sis for revascularization in peripheral artery disease [J].Gene,2013,525(2):220-228.

[7] 張 力,萬敬員,葉篤筠,等.脂氧素受體BML-111減輕佐劑誘導的關節炎[J].中國藥理學通報,2009,25(3):304-307.

[8] 周 丹,代 潔,艾 青,等.脂氧素抑制AA大鼠滑膜及IL-1beta刺激的RSC-364細胞中VEGF表達[J].第三軍醫大學學報,2015,37(21)：2121-2125.

[9] 郭 煒,劉春芳,林 娜.類風濕性關節炎滑膜血管新生與中醫藥[J].中國實驗方劑學雜志,2012,18(10):308-312.

[10] 蔣 明,David YU,林孝義，等.中華風濕病學[M].北京:華夏出版社,2004:708.

[11] Abramson SB,Amin A.Blocking the effects of IL-1 in rheumatoid arthritis protects bone and cartilage[J].Rheumatology,2002,41(9):972-980.

[12] 湯榮華,黃建軍.類風濕關節炎患者血清GM-CSF、IL-6、IL-17和TNF-α的水平測定及臨床意義[J].檢驗醫學,2013,28(3):173-176.

[13] 王昌富,王艷嬌,李琳蕓,等.類風濕關節炎患者血清白介素IL-6、血管性血友病因子的臨床研究[J].血栓與止血學,2012,18(2):72-74.

[14] Marrelli A,Cipriani P,Liakouli V,etal.Angiogenesis in rheumatoid arthritis : a disease specific process or a common response to chronic inflammation? [J].Autoimmun Rev,2011,10(10):595-598.

[15] Bhattacharya D,Singh MK,Chaudhuri S,etal.T 11 TS impedes glioma angiogenesis by inhibiting VEGF signaling and pro-survival PI3K/AKT/eNOS pathway with concomitant upregulation of PTEN in brain endothelial cells[J].J Neurooncol,2013,113(1):13-25.

[16] 張曉軍,劉 健,萬 磊,等.佐劑關節炎大鼠滑膜血管新生與PTEN/PI3K/AKT信號傳導通路的關系[J].中國骨傷,2015,28(1)：71-74.

[17] El Kebir D,József L,Khreiss T,etal.Aspirin-triggered lipoxins override the apoptosis-delaying action of serum amyloid A in human neutrophils:a novel mechanism for resolution of inflammation[J].J Immunol,2007,179(1):616-622.

[18] 羅心靜,莫選榮,周玲玲.TNF-α誘導類風濕關節炎化膜細胞NF-κB信號通路活化的探討[J].免疫學雜志,2012,28(4):321-323.

[19] Moreno C,Prieto P,Valenzuela C,etal.Modulation of voltage-dependent and inward rectifier potassium channels by 15-epi-lipoxin-A4 in activated murine macrophages:implications in innate immunity[J].J Immunol,2013,191(12):6136-6146.

[20] 沈 暉,魯 靜,方秀斌,等.有絲分裂原激活蛋白激酶P38在佐劑關節炎大鼠滑膜及肺組織的表達[J].解剖科學進展,2006,12(3):219-220,223.

[21] Choe JY,Lee SJ,Park SH,etal.Tacrolimus (FK506) inhibits interleukin-1β-induced angiopoietin-1,Tie-2 receptor,and vascular endothelial growth factor through down-regulation of JNK and p38 pathway in human rheumatoid fibroblast-like synoviocytes[J].Joint Bone Spine，2012,79(2):137-143.

[22] Kamphuis S,Hrafnkelsdottir K,Klein MR,etal.Novel selfepitopes derived from aggrecan,fibrillin,and matrix metalloproteinase-3 drive distinct autoreactive T-cell responses in juvenile idiopathic arthritis and in health[J].Arthritis Res Ther,2006,8(6):R178.

[23] 米存東,張素潔,趙 鋮,等.血清基質金屬蛋白酶-3檢測在類風濕性關節炎中的臨床意義[J].廣西醫學,2011,33(7):793-797.

[24] Sodin-Semrl S,Taddeo B,Tseng D,etal.Lipoxin A4 inhibits IL-1 beta-induced IL-6,IL-8,and matrix metalloproteinase-3 production in human synovial fibroblasts and enhances synthesis of tissue inhibitors of metalloproteinases[J].J Immunol,2000,164(5):2660-2666.

[25] Romano M,Cianci E,Simiele F,etal.Lipoxins and aspirin-triggered lipoxins in resolution of inflammation [J].Eur J Pharmacol,2015,760:49-63.

[收稿2015-11-16 修回2016-01-03]

(編輯 許四平)

10.3969/j.issn.1000-484X.2016.11.034

程露露(1990年-),女,在讀碩士,主要從事中醫藥防治筋傷疾病研究，E-mail:chenglulu958@163.com。

及指導教師：陳朝暉(1968年-),男,博士,副教授,碩士生導師,主要從事中醫藥防治筋傷疾病研究，E-mail:czhn007@163.com。

R593.22

A

1000-484X(2016)11-1721-04

①淮南師范學院，淮南232038。