脂聯素在類風濕關節炎中的作用和進展

陳棲棲 綜述，劉 鋼 審校

(1.四川大學研究生院，四川 成都 610041；2.四川大學華西醫院風濕免疫科，四川 成都 610041)

脂聯素在類風濕關節炎中的作用和進展

陳棲棲1綜述，劉 鋼2審校

(1.四川大學研究生院，四川 成都 610041；2.四川大學華西醫院風濕免疫科，四川 成都 610041)

類風濕關節炎是一種慢性的炎癥性疾病，其特征是白細胞滲透入關節滑膜導致滑膜增生、軟骨破壞，最后引起軟骨下的骨質遭到侵蝕破壞。脂聯素是一種主要由脂肪細胞分泌的多聚體蛋白，具有多種生物學功能。目前已有許多關于脂聯素與類風濕關節炎的相關性的研究，本文回顧了脂聯素及其與類風濕關節炎相關研究的現狀及進展，以探究脂聯素在RA的診斷、預后判斷及治療中可能的作用。

類風濕關節炎；脂聯素

類風濕關節炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種慢性的炎癥性疾病，其特征是白細胞滲透入關節滑膜導致滑膜增生、軟骨破壞，最后引起軟骨下的骨質遭到侵蝕破壞[1]。迄今為止，RA確切的發病機制還未闡明，目前已經發現:促炎癥因子使滑膜成纖維細胞(synovial fibroblasts，SFs)和軟骨細胞產生細胞因子和脂肪因子，后二者具有促進炎癥反應和新生血管形成的作用，還可以通過基質降解酶如基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)降解軟骨。脂肪因子是由脂肪組織產生的大量生物活性肽[2]，包括脂聯素、瘦素、抵抗素、補體B因子、補體D因子等。這些脂肪因子參與大量的炎癥、代謝、免疫等的病理生理過程。很多證據顯示RA患者的滑液及血清中的脂聯素水平增高[3]，并且有研究發現脂聯素的激活是RA侵蝕性關節炎產生的重要環節[4]。此外，脂聯素被證明在RA的炎癥機制中既有正面的影響又有負面的影響。因此，對于脂聯素復雜的生物學特性以及不同信號肽在RA中的機制和作用的理解將有助于我們進一步闡明RA的發病機制。本文回顧了脂聯素及其與RA相關研究的現狀及進展，以探究脂聯素在RA的診斷、預后判斷及治療中可能的作用。

1 脂聯素的定義及生物學特點

脂聯素又名Acrp30、adipoQ、ApM1和GBP28，是一種主要由脂肪細胞分泌的多聚體蛋白，具有多種生物學功能。脂聯素是由Scherer等于1995年首次從鼠的脂肪細胞分離出來的，并被命名為Acrp30。Arita等在1999年將其命名為脂聯素。人體內的APN分子全長包含244個氨基酸，其功能區包括氨基末端的分泌信號序列、一小段非螺旋區、一段22個氨基酸組成的膠原重復序列以及羧基末端球形功能區。APN被胰蛋白酶裂解后可得到的一個比全長型APN生物學活性更強的球形結構域片段。APN主要存在于血液中，外周血APN水平的變化無明顯的晝夜節律。在人體血清中檢測到的脂聯素有三種形式:①三聚體低分子量(low-molecular-weight，LMW)；②六聚體中分子量(middle-molecular-weight，MMW)；③多聚體高分子量(high-molecular-weight，HWM)[5]。LMW脂聯素在循環中是主要的形式，HMW脂聯素在細胞內環境中是主要的形式。HWM脂聯素在循環中作為一種最具有生理學活性的形式出現[6]。2003年Yamauchi等從Ba/F3細胞中提取出抗糖尿病代謝的脂聯素特異性受體的cDNA，把它們編碼的兩種蛋白質分別命名為脂聯素受體1(adiponectin receptor1，AdipoR1)和脂聯素受體2(adiponectin receptor2，AdipoR2)。兩種受體在結構上有66.7%的同源性，其中AdipoR1可以在全身各組織中表達，以骨骼肌中最豐富，而AdipoR2則主要在肝臟中表達。脂聯素能夠通過AdipoR1/AdipoR2增加過氧化物酶增殖物激活受體α活性，以及增加腺苷單磷酸活化蛋白激酶活性，進而加速脂肪酸氧化劑葡萄糖攝取。

2 脂聯素與RA的關系

2.1 脂聯素可能作為RA的生物標志物 越來越多的證據顯示低水平的脂聯素與2型糖尿病、動脈粥樣硬化和代謝綜合征相關，因此盡管存在一些差異，血清脂聯素水平已被看作是作為2型糖尿病、動脈粥樣硬化和肥胖風險的生物標記物[7]。許多證據提示脂聯素加重RA患者的炎癥和關節侵蝕性破壞，因此認為脂聯素可以作為RA的生物學標志[8]。盡管RA患者主要產生脂聯素的內臟脂肪水平較低，但RA患者血清中的脂聯素濃度卻顯著增高。同時RA滑液中也存在高濃度的脂聯素，且與滑液中的白細胞水平正相關[9]。而且，RA患者血清脂聯素水平與RA病程長短呈負相關[7]。

2.2 預測RA影像學進展 脂聯素可以作為RA影像學進展的預測因素。Klein-Wieringa等做了關于脂聯素的血清學基線水平是否能預測早期RA患者的影像學進展的研究，研究持續了4年，結果表明脂聯素的基線水平可以預測影像學進展。盡管脂聯素、IL-6，TNF-α和內脂素都和影像學進展正相關，但經抗CCP抗體陽性校正后只有脂聯素仍和影像學進展正相關[10]。因此，脂聯素在早期RA中可能可以作為一個預示影像學關節破壞和疾病進展的有價值的生物學標志[10]。隨后有人關注不同分子量的脂聯素于RA的影像學進展的相關性。Klein-Wieringa等做了關于HWM脂聯素的研究，提示HWM脂聯素和RA的影像學進展沒有明顯相關性。盡管發現HWM脂聯素和RA進展有相關的傾向，但相關程度不如總的脂聯素，這一研究提示其他亞型脂聯素可能與RA進展有關或者因為局部環境因素的調節導致HWM脂聯素局部的影響超過全身的影響[11]。不同分子量的脂聯素對于RA的影像學進展影響可能不同，尚需進一步的研究證明。

3 脂聯素促進RA進展的可能發病機制

3.1 脂聯素刺激炎癥細胞因子的產生 RA患者滑膜成纖維細胞和軟骨細胞產生大量的炎癥細胞因子，包括白介素-6(IL-6)，白介素-8(IL8)，白介素-11(IL-11)，前列腺素E2(PGE2)，一氧化氮(NO)，調節活化蛋白(regulated on activation，normal T-cell expressed and secreted，RANTES)，單核細胞趨化蛋白(monocyte chemotactic protein，MCP-1)及血管細胞黏附分子1(vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)等，這些因子也是促進RA疾病持續進展及關節破壞的關鍵介質[12]。在人工培育的軟骨細胞中，脂連素可以增加一氧化氮合成酶II(NOS2/iNOS)、IL-6、RANTES、VCAM-1 和MCP-1的表達、分泌和/或生物學活性[13]。此外，從骨關節炎中分離出的原始軟骨細胞中，脂連素也可激活p38、細胞外信號調節激酶1/2(Erk1/2)和氨基末端激酶(Jun N-terminal kinase，JNK)；同時，脂聯素可以誘導產生NO、IL-6、MMP-1和MMP-3，這一過程受絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase，MAPKs)、腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)、磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidyl inositol 3-kinase，PI3K)和核轉錄因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)的調節[14]。NF-κB是轉錄的催化劑，在慢性炎癥性疾病包括RA的發病機制中發揮著重要作用[15]。PI3K抑制劑可導致脂聯素誘導的iNOS的表達和NO的生產的減少，PI3K抑制劑亦可導致參與了PI3K通路的IL-6的生成的減少。MAPK抑制劑可抑制IL-8的分泌。滑膜成纖維細胞被認為是RA中推動疾病持久性和破壞性的“領導細胞”，體外培養從RA患者中分離出的滑膜成纖維細胞，可以觀察到脂聯素促進IL-6，IL-8，IL-11，MCP-1及PGE-2的產生。研究發現，脂聯素誘導環氧化合酶-2(COX-2)和膜結合型前列素E合成酶-1(mPGES-1)的表達導致滑膜成纖維細胞中PGE2的產生增加，同時脂聯素通過NF-κB途徑刺激IL-6和IL-8的產生[12]。此外，脂聯素還能促進內皮細胞和成骨細胞產生IL-6和IL-8[16]。

3.2 脂聯素誘導MMP釋放 MMP家族包括超過20個成員，這些成員有差別地調整和降解各自細胞外基質的成分，包括MMP-1，MMP-3和MMP-13，這些基質金屬酶是家族中的主要酶類。研究發現這些酶類在RA患者中的滑液中的表達水平很高，且能加重關節的退化[17，18]。MMPs優先由RA患者的滑膜成纖維細胞和軟骨細胞產生[19，20]。已有研究發現脂聯素能刺激MMP-1和MMP-13的表達[20]，在滑膜成纖維細胞中氨基乙磺酸氯胺通過NF-κB途徑抑制這一過程[21]。把從RA患者提取的軟骨細胞進行體外培養，脂聯素能增加MMP-3的分泌，并且可以受AMPK、p38 和NF-κB抑制劑的抑制，提示脂聯素通過p38和AMPK起作用，導致NF-κB作用于MMP-3啟動子，從而啟動表達MMP-3[12]。脂聯素還能增加骨關節炎患者軟骨細胞表達MMP-1，MMP-3和MMP-13，而AMPK和JNK可以抵消這些影響[14]。此外，脂聯素能通過PI3-K通路增加MMP-1，MMP-3和MMP-9的產生[22]。PI3-K抑制劑可導致脂聯素誘導的高表達的MMP-3和MMP-9水平的顯著下降。有趣的是，PI3-K抑制劑只能部分削弱脂聯素誘導的MMP-3的產生，這意味著有其它的信號通路，在活性上超過PI3-K通路[12]。還有研究發現脂聯素可顯著刺激成骨細胞中MMP-1和MMP-13的產生，這些研究擴大了我們在RA患者關于脂聯素的觀察的范圍[12]。

3.3 脂聯素促進血管再生 新血管形成是RA主要病理特點之一。已經證明了脂聯素與腫瘤血管新生和肢體缺血后血管再生有關[12]。在RA患者中分離出的培養的滑膜成纖維細胞中，脂聯素可以刺激血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的產生[20，23]。而且，目前的研究表明脂聯素顯著刺激成骨細胞中VEGF的產生[16]。研究發現脂聯素刺激滑膜成纖維細胞表達內皮細胞特異分子-1，目前已知內皮細胞特異分子-1和血管瘤有關。當體外培養的滑膜成纖維細胞中的內皮細胞特異性分子-1被小干擾RNA轉染壓制時，滑膜成纖維細胞的遷徙和入侵減少，這現象提示脂聯素誘導滑膜成纖維細胞中內皮細胞特異分子-1的表達可能刺激細胞遷移和入侵以及關節炎的血管翳中的血管新生[24]。

3.4 脂聯素導致免疫系統的調節異常 RA是一種慢性的自身免疫性疾病，免疫系統的調節異常是導致這個疾病的主要發病機制。活化的B和T細胞通過強烈的新生血管形成過程被吸收進入RA的滑膜中[25]。正如之前提到的，脂聯素有促進血管再生的能力，脂聯素也能通過和VCAM-1相互作用引發RA患者的自身免疫活動。VCAM-1是一種屬于免疫球蛋白基因總科的誘導表面糖蛋白[12]。它可能有助于將T淋巴細胞粘附于軟骨細胞，而且將白細胞的粘合物和補充物引入炎癥關節，因此在炎癥關節(如RA或骨關節炎)中以及透明軟骨移植后，參與宿主防御機制[26]。重要的是，在RA患者提取培育的軟骨細胞中發現脂聯素可以增加VCAM-1的表達提示脂聯素通過白細胞和單核細胞浸潤炎性關節產生炎癥性因子使軟骨退化過程持續進行[13]。脂聯素另一個影響免疫系統的途徑是白介素-17(IL-17)/T輔助細胞17(Th17)途徑[27]。Th17是自身免疫性疾病和炎癥性疾病(如RA、克羅恩氏病、多發性硬化和自身免疫性腦脊髓炎)的主要病理性T細胞[12]。Th17是從幼稚的CD4+T細胞分化而來，它可以被一些結合介質調節，包括IL-6，TGF，IL-1和 IL-23。由Th17產生的IL-17是主要的促炎癥因子，但不僅僅是促炎癥因子[12]。在腫瘤壞死因子(TNF)缺陷和IL-1受體a敲除的RA的小鼠模型中觀察到，IL-17可以推動T細胞依賴的侵蝕性關節炎，使用中和IL-17的抗體治療這些小鼠可以有效地抑制軟骨的破壞[28]。脂聯素刺激的樹狀細胞可以誘導Th17在體內兩極分化，而通過抗IL-1β抗體聯合抗IL-23p19抗體或抗IL-6抗體可以抑制這一結果[29]。

4 脂聯素在RA中作用的爭議

目前的研究已經證明脂聯素是人體內一種全能的脂肪因子。研究發現脂連素不僅有促進RA進展的作用，同時也有有利的影響。有研究發現脂聯素可以通過抑制促炎癥細胞因子和粘附分子的表達以及誘導抗炎癥因子的表達以表現抗炎癥活動的功能[12]。在一些RA的研究中，血清脂聯素水平與疾病活動度不相關，甚至和疾病活動度負相關[30，31]，其原因并不清楚。還有些研究描述了血清脂聯素和RA患者中的白細胞計數和CRP負相關[3，32]，與促炎癥細胞因子IL-6正相關[33]。此外，關于滑膜成纖維細胞的體外實驗顯示:當在受IL-1β刺激的滑膜成纖維細胞中IL-6的表達增加時，脂聯素顯著地抑制IL-1誘導的滑膜成纖維細胞的增殖[34]。在DBA/1 小鼠的膠原誘導性關節炎模型中，脂聯素治療可顯著緩解關節炎的嚴重程度，同時可減少關節中TNF-α、IL-1和MMP-3的表達[35]。這些發現也提示在RA中脂聯素的抗炎作用超過促炎癥作用，這和之前提到的其作用是相矛盾的。此外，還有一些文獻報道使用TNF-α拮抗劑治療后的RA患者血清脂聯素水平增高[36]，這也間接提示脂聯素在RA中可能有有利的作用。

5 結論

脂聯素是循環中的重要的脂肪因子，它在RA中的作用是多面的，也存在爭議的。脂聯素復雜的和多樣的作用包括:可能作為RA的生物標志物、可以預測RA影像學進展；刺激炎性細胞因子的產生、誘導基質金屬蛋白酶釋放、促進血管再生、導致免疫系統的調節異常。目前需進一步明確脂聯素在RA發病中的細胞和分子基礎。還有待探索的是:循環中總的脂聯素和不同分子量的脂聯素的水平變化，滑液中的脂聯素水平變化，以及脂聯素在體內滑膜成纖維細胞和軟骨細胞上與受體結合的過程和相關的信號通路。尚需明確脂聯素和受體在RA中是抑制還是促進炎癥。未來無疑還需要更多關于脂聯素在炎癥和自身免疫中的作用的研究以解答這些問題。此外，盡管目前已有很多抗風濕藥物可以緩解疼痛和延緩疾病的進展，但是治愈RA仍然遙不可及。因此，我們還需要更多更好的針對RA的治療方法。目前很多研究都提示脂聯素在RA中是個重要的異常因素，因此，將脂聯素作為RA新的治療靶點進行研究還是有價值的。

[1] Kontny E，Plebanczyk M，Lisowska B，et al.Comparison of rheumatoid articular adipose and synovial tissue reactivity to proinflammatory stimuli:contribution to adipocytokine network[J].Ann Rheum Dis，2012，71(2):262-267.

[2] Gómez R，Conde J，Scotece M，et al.What’s new in our understanding of the role of adipokines in rheumatic diseases[J].Nat Rev Rheumatol，2011，7(9):528-536.

[3] Senolt L，Pavelka K，Housa D，et al.Increased adiponectin is negatively linked to the local inflammatory process in patients with rheumatoid arthritis[J].Cytokine，2006，35(5-6):247-252.

[4] Ehling A，Sch？ffler A，Herfarth H，et al.The potential of adiponectin in driving arthritis[J]，J Immunol，2006，176(7):4468-4478.

[5] Klein-Wieringa IR，Andersen SN，Herb-van Toorn L，et al.Are baseline high molecular weight adiponectin levels associated with radiographic progression in rheumatoid arthritis and osteoarthritis[J].J Rheumatol，2014，41(5):853-857.

[6] Kalisz M，Baranowska B，Wolinska-Witort E，et al.Total and high molecular weight adiponectin levels and risk of cardiovascular disease in individuals with high blood glucose levels[J].Atherosclerosis，2013，229(1):222-227.

[7] Pyrzak B，Ruminska M，Popko K，et al.Adiponectin as a biomarker of the metabolic syndrome in children and adolescents[J].Eur J Med Res，2010，15(Suppl 2):147-151.

[8] Chen X，Lu J，Bao J，Guo J，et al.Adiponectin:A biomarker for rheumatoid arthritis[J]？CCytokine Growth Factor Rev，2013，24:83-89.

[9] Pemberton PW，Ahmad Y，Bodill H，et al.Biomarkers of oxidant stress，insulin sensitivity and endothelial activation in rheumatoid arthritis: a cross-sectional study of their association with accelerated atherosclerosis[J].BMC Res Notes，2009，2:83.

[10] Klein-Wieringa IR，van der Linden MP，Knevel R，et al.Baseline serum adipokine levels predict radiographic progression in early rheumatoid arthritis[J].Arthritis Rheum，2011，63(9):2567-2554.

[11] Klein-Wieringa IR，Andersen SN，Herb-van Toorn L，et al.Are baseline high molecular weight adiponectin levels associated with radiographic progression in rheumatoid arthritis and osteoarthritis[J].J Rheumatol，2014，41(5):853-857.

[12]Liu D，Luo S，Li ZY，et al.Multifaceted roles of adiponectin in rheumatoid arthritis，Int Immunopharmacol[J].Int Immunopharmacol，2015，28(2):1084-1090.

[13] Kim KS，Choi HM，Oh da H，Kim C，et al.Effect of taurine chloramine on the production of matrix metalloproteinases (MMPs)in adiponectin- or IL-1beta-stimulated fibroblast-like synoviocytes[J].J Biomed Sci，2010，17(Suppl 1):S27.

[14] Tong KM，Chen CP，Huang KC，et al.Adiponectin increases MMP-3 expression in human chondrocytes through AdipoR1 signaling pathway[J].J Cell Biochem，2011，112(5):1431-1440.

[15] Kang EH，Lee YJ，Kim TK，et al.Adiponectin is a potential catabolic mediator in osteoarthritis cartilage[J].Arthritis Res Ther，2010，12(6):R231.

[16] Lee YA，Ji HI，Lee SH，et al.The role of adiponectin in the production of IL-6，IL-8，VEGF and MMPs in human endothelial cells and osteoblasts:implications for arthritic joints[J].Exp Mol Med，2014，46:e72.

[17]Tan W，Wang F，Zhang M，et al.High adiponectin and adiponectin receptor 1 expression in synovial fluids and synovial tissues of patients with rheumatoid arthritis[J].Arthritis Rheum，2009，38(6):420-427.

[18] Kitahara K，Kusunoki N，Kakiuchi T，et al.Adiponectin stimulates IL-8 production by rheumatoid synovial fibroblasts[J].Biochem Biophys Res Commun，2009，378(2):218-223.

[19] Kusunoki N，Kitahara K，Kojima F，et al.Adiponectin stimulates prostaglandin E(2)production in rheumatoid arthritis synovial fibroblasts[J].Arthritis Rheum，2010，62(6):1641-1649.

[20] Choi HM，Lee YA，Lee SH，et al.Adiponectin may contribute to synovitis and joint destruction in rheumatoid arthritis by stimulating vascularendothelial growth factor，matrix metalloproteinase-1，and matrix metalloproteinase-13 expression in fibroblast-like synoviocytes more than proinflammatory mediators[J].Arthritis？Res Ther，2009，11(6):R161.

[21] Zuo W，Wu ZH，Wu N，et al.Adiponectin receptor 1 mediates the difference in adiponectin-induced prostaglandin E2 production inrheumatoid arthritis and osteoarthritis synovial fibroblasts[J].Chin Med J (Engl)，2011，124(23):3919-3924.

[22] Lago R，Gomez R，Otero M，et al.A new player in cartilage homeostasis: adiponectin induces nitric oxide synthase type II and pro-inflammatory cytokines in chondrocytes[J].Osteoarthritis Cartilage，2008，16(9):1101-1109.

[23]Lee YA，Choi HM，Lee SH，et al.Synergy between adiponectin and interleukin-1βon the expression of interleukin-6，interleukin-8，and cyclooxygenase-2 in fibroblast-like synoviocytes[J].Exp Mol Med，2012，44(7):440-447.

[24] Kim KS，Lee YA，Ji HI，et al.Increased expression of endocan in arthritic synovial tissues: effects of adiponectin on the expression ofendocan in fibroblast-like synoviocytes[J].Mol Med Rep，2015，11(4):2695-2702.

[25] Klareskog L，Amara K，Malmstr？m V.Adaptive immunity in rheumatoid arthritis: anticitrulline and other antibodies in the pathogenesis of rheumatoidarthritis[J].Curr Opin Rheumatol，2014，26(1):72-79.

[26]Sommaggio R，Má？ez R，Costa C.TNF，pig CD86，and VCAM-1 identified as potential targets for intervention in xenotransplantation of pigchondrocytes[J].Cell Transplant，2009，18(12):1381-1393.

[27]Gullick NJ，Abozaid HS，Jayaraj DM，et al.Enhanced and persistent levels of interleukin (IL)-17+CD4+ T cells and serum IL-17 in patients with early inflammatory arthritis[J].Clin Exp Immunol，2013，174(2):292-301.

[28]Jung MY，Kim HS，Hong HJ，et al.Adiponectin induces dendritic cell activation via PLCgamma/JNK/NF-kappaB pathways，leading to Th1 and Th17 polarization[J].J Immunol，2012，188(6):2592-2601.

[29]Smolen JS，Beaulieu A，Rubbert-Roth A，et al.Effect of interleukin-6 receptor inhibition with tocilizumab in patients with rheumatoid arthritis(OPTION study):a double-blind，placebo-controlled，randomised trial[J].Lancet，2008，371(9617):987-997.

[30]Rho YH，Solus J，Sokka T，et al.Adipocytokines are associated with radiographic joint damage in rheumatoid arthritis[J].Arthritis？Rheum，2009，60(7):1906-1914.

[31] Pavlova AB，Akhverdian IuR，Simakova ES，et al.Detecting adiponectin in industrial workers having inflammatory diseases of joints[J].Med Tr Prom Ekol，2013，(1):38-41.

[32] Yoshino T，Kusunoki N，Tanaka N，et al.Elevated serum levels of resistin，leptin，and adiponectin are associated with C-reactive protein and also other clinical conditions in rheumatoid arthritis[J].Intern Med，2011，50(4):269-275.

[33] Ozgen M，Koca SS，Dagli N，et al.Serum adiponectin and vaspin levels in rheumatoid arthritis[J].Arch Med Res，2010，41(6):457-463.

[34] Kayakabe K1，Kuroiwa T，Sakurai N，et al.Interleukin-6 promotes destabilized angiogenesis by modulating angiopoietin expression in rheumatoid arthritis[J].Rheumatology (Oxford)，2012，51(9):1571-1579.

[35]Lee SW，Kim JH，Park MC，et al.Adiponectin mitigates the severity of arthritis in mice with collagen-induced arthritis[J].Scand J Rheumatol，2008，37(4):260-268.

[36] Serelis J，Kontogianni MD，Katsiougiannis S，et al.Effect of anti-TNF treatment on body composition and serum adiponectin levels of women with rheumatoid arthritis[J].Clin Rheumatol，2008，27(6):795-797.

Functions and advances of adiponectin in rheumatoid arthritis

CHEN Xi-xi，LIU Gang

四川省衛計委科研基金資助項目(編號:120071)

R593.22

B

1672-6170(2016)02-0174-04

2016-01-20；

2016-02-05)