核因子κB與過氧化物酶體增殖物激活受體γ在類風濕性關節炎發病機制中的研究進展

董建斌 李金田 張毅

[摘要]類風濕性關節炎（RA）是一種慢性、進行性、侵襲性、系統性、炎癥性以累及周圍關節為主的自身免疫病，特點是發病率高、致殘率高。目前認為炎癥反應是其發病的核心環節。在疾病過程中，炎癥參與疾病每個階段，導致血管異生進而血管翳增生、骨侵蝕和軟骨破壞。過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPAR-γ）和核因子κB（NF-κB）抗炎、促炎機制的發現，PPAR-γ可通過抑制NF-κB途徑誘導巨噬細胞的凋亡及NF-κB和PPAR-γ密切的關系為RA的研究提供了新的方向。本文針對PPAR-γ和NF-κB的情況作一綜述。

[關鍵詞]類風濕性關節炎;過氧化物酶體增殖物激活受體γ;核因子κB;炎癥

[中圖分類號] R259.932.2? ? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1674-4721（2020）4（a）-0024-04

[Abstract] Rheumatoid arthritis （RA） is a chronic， progressive， invasive， systematic and inflammatory autoimmune disease which mainly involves the surrounding joints. It is characterized by high incidence and high disability rate. At present， it is considered that inflammatory reaction is the core link of its pathogenesis. In the course of the disease， inflammation participates in every stage of the disease， leading to heterophysis and pannus proliferation， bone erosion and cartilage destruction. The discovery of anti-inflammatory and pro-inflammatory mechanisms of peroxisome proliferator-activated receptor-γ （PPAR-γ） and nuclear factor-κB （NF-κB）， the pathway that PPAR-γ can induce apoptosis of macrophages by inhibiting NF-κB， and the close relationship between NF-κB and PPAR-γ provides a new direction for the study of RA. In this paper， the situation of PPAR-γ and NF-κB is reviewed.

[Key words] Rheumatoid arthritis; Peroxisome proliferator-activated receptor-γ; Nuclear factor-κB; Inflammation

類風濕性關節炎（rheumatoid arthritis，RA）是一種常見的慢性、進行性關節破壞為特征的自身免疫性疾病，特點是累及周圍關節軟骨和滑膜，表現為關節滑膜增殖、水腫、血管翳的異常增生，軟骨及骨組織的侵蝕和關節結構的破壞等[1-2]，具有侵襲性、對稱性和高致殘性。干預不及時，最終會導致關節畸形、功能喪失，嚴重影響患者生活質量。全球發病率為0.5%～1.0%[1]，在國內，RA的發病分布廣、年齡跨度大，據中華醫學會風濕病學分會統計，在2018年，國內RA的發病率達到0.34%～0.36%，約500萬人，10年以來RA發病率呈逐年上升趨勢，RA成為國內殘疾患者的重要病因[1-2]。其病因、發病機制錯綜復雜，給治療帶來了一定困難，早期診斷、早期治療至關重要，且預后較差，嚴重影響患者生活質量。現代醫學治療RA的模式已經從非甾體抗炎藥逐漸轉變為改善臨床癥狀的抗風濕藥、生物制劑以及各種生物仿制藥，如甲氨蝶呤、英夫利昔、糖皮質激素以及針灸和中藥，然而大多生物制劑的使用多會引起免疫抑制，從而增加傳染病和癌癥的風險[1-3]。目前，新方法著眼于抑制炎癥，延緩病情進展，達到臨床緩解，進而改善患者生活質量。近些年，隨著對核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）激活的促炎作用和過氧化物酶體增殖物激活受體γ（peroxisome proliferator-activated receptor-γ，PPAR-γ）激活的抗炎作用研究的不斷深入，越來越多的研究者對于NF-κB、PPAR-γ與RA發病機制的密切關系引起了重視，以期為RA臨床早期防治和延緩病情提供理論依據。以NF-κB和PPAR-γ作為研究出發點，進一步推動RA發病機制的研究步伐，成為現階段研究的一個熱點。本文針對PPAR-γ和NF-κB的情況作一綜述。

1 RA與炎癥的關系

促炎細胞因子促進自身免疫性炎癥和組織損傷，而抗炎細胞因子幫助解決炎癥和促進組織修復[4]。通過對RA的病理機制研究發現[5-6]，促炎細胞因子如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、干擾素-γ（IFN-γ）和白介素-17（IL-17）在該疾病的發病過程中扮演著重要角色，是造成滑膜組織慢性炎癥、關節功能障礙和關節組織損傷的重要因素。①TNF-α作用于巨噬細胞，增強其吞噬作用以及產生其他促炎細胞因子和前列腺素E2（PGE2）[7]。它也作為一個中性粒細胞化學引誘物，誘發內皮細胞趨化因子表達，促進跨內皮中性粒細胞遷移。另外TNF-α作用于成纖維樣滑膜細胞（fibroblast-like synoviocytes，FLS）誘導其增殖和形成血管翳，同時上調膠原酶和基質金屬蛋白酶（MMPs），參與軟骨損傷[8]。②IFN-γ主要來源于自然殺傷（NK）細胞、Th1細胞、CD8+T細胞、NKT細胞和先天淋巴細胞1（ILC1）等[9]。通過內皮細胞層的傳輸，IFN-γ能提高白細胞聚集的趨化因子表達，激活巨噬細胞和FLS，進而增強抗原表達，促使Th1分化，導致炎癥。③IL-17在RA患者[10-11]和動物模型[12]致病過程發揮重要作用，Th17細胞是自身免疫性關節炎IL-17的來源之一。IL-17誘導T細胞、巨噬細胞、中性粒細胞和其他細胞進入關節，新生血管和破骨細胞MMPs導致關節損傷[13]。

RA關節滑膜是炎癥最易侵襲的位點，進而引起血管翳增殖、骨侵蝕與軟骨破壞[14]。血管異生是血管翳發生的重要條件，滑膜細胞呈增生性肥厚，此過程伴隨著缺氧誘導因子（HIF）的轉錄，滑膜內膜下層血管密度增加，使得炎性細胞因子（TNF-α、IFN-γ、IL-17）從血液到滑膜，分泌MMPs和激活NF-κB受體活化因子（receptor activator of NF-κB，RANK）/NF-κB受體活化因子配體（receptor activator of NF-κB ligand，RANKL）通路誘導骨和軟骨損傷[14]。總的來說，這些細胞因子促進關節白細胞生成，引發慢性炎癥，誘發滑膜成纖維細胞的增殖，導致血管異生、血管翳形成以及引發軟骨和骨骼的退化[4，7]。

2 NF-κB在RA發病過程中的作用

Sen等[15]在1986年首次提出了“核因子-κB（NF-κB）”的概念，是從B細胞核提取物中發現的一種能與免疫球蛋白K輕鏈基因的增強子κB序列（GGGACTlyl，CC）特異結合的核蛋白。它是體內各組織細胞中普遍存在的轉錄因子，廣泛存在并參與細胞內信號傳遞，調控眾多炎癥介質和細胞因子的基因表達，具有很強的促炎癥作用。NF-κB/Rel家族[16]p50、p52、p65、Rel B及c-Rel以同源或異源二聚體形式存在，構成NF-κB活性分子。NF-κB主要以p50/p65異二聚體與其抑制蛋白IκB結合形成三聚復合體。在平靜細胞中形成無活性的復合體，在細胞胞漿內p65亞基與IκB蛋白結合，當細胞受到外界信號刺激時，誘導激活IκB激酶（IKKS），降解IκB，Rel蛋白核易位信號暴露，IκB被激活并快速易位進入細胞核內啟動基因轉錄，調節細胞因子和炎癥介質（如TNF-α、IL-17等）多種蛋白質表達，從而參與調節組織細胞的生理、病理反應[17]。

越來越多的證據表明，NF-κB通路在RA病程發展中發揮重要作用。相比于正常人，RA滑膜襯里層中NF-κB信號高度活化，受到活化的NF-κB通路可以促進FLS增殖、T細胞免疫應答、破骨細胞的分化、誘發各種炎癥因子分泌，釋放細胞存活信號[18-19]。因此當阻斷NF-κB信號通路可以抑制RA炎癥因子和效應因子的分泌。

①NF-κB信號通路在介導RA-FLS增殖起到重要作用。在白介素-1β（IL-1β）的誘導下，NF-κB表達量提高。在RA發病過程中，TNF-α及IL-1β等促炎因子能激活NF-κB，促進NF-κB亞基向細胞核轉移。正常FLS細胞炎性因子表達量較少，當RA-FLS釋放大量的促炎癥細胞因子刺激時，炎癥表達量增多，這些炎癥因子可誘導FLS過度增殖和活化，進而分泌降解酶等，最終導致關節內炎癥細胞聚集，滑膜組織增厚，關節結構破壞。②NF-κB使T細胞產生應答與激活，加速了RA關節損傷。Min等[20]發現NF-κB必需調節蛋白結合域肽（NF-κB essential modulator-binding domain peptide，NBD）注射能夠減少關節炎評分，對骨的破壞有所改善，促炎因子IL-17水平減少，破壞RANKL與骨保護素（osteoprotegerin，OPG）平衡，破骨增加而成骨減少，據此推測通過抑制NF-κB信號通路能有效地阻礙T細胞免疫應答。③研究發現，破骨細胞增殖加速了骨損傷程度，該過程與NF-κB通路活化有關。NF-κB受體激活蛋白配體RANKL誘導的NF-κB通路得到抑制，抑制破骨細胞的分化，從而起到治療RA的作用[21]。另外，Mediero等[22]研究激活腺苷酸A受體可以通過抑制NF-κB的核轉位來減少破骨細胞的形成，另一方面也能夠通過抑制RANKL介導IκBα的磷酸化抑制破骨細胞的生成。

3 PPAR-γ在RA發病過程中的作用

過氧化物酶體增殖物激活受體（eroxisome proliferator-activated receptors，PPARS）的概念早在1990年由Issemann等[23]提出，γ為其亞型。PPAR-γ被過氧化物酶增殖物激活而表達，與配體結合激活后，常與視黃酸受體或糖皮質激素受體結合形成異二聚體，共同與其上游的靶基因特異性序列結合，即過氧化物酶增殖物反應元件結合，使靶基因活化，發揮轉錄后的調控作用[24]。它對機體骨穩態、生熱效用、糖脂代謝以及調節炎癥方面有重要作用[25]。

①PPAR-γ激動劑表現出較強的抗炎作用，尤其是對關節炎有潛在的治療作用，可減輕小鼠膠原誘導的關節炎，并抑制多種炎癥因子生成[26]，可通過誘導抗原特異性Treg細胞來改善膠原誘導性關節炎（collagen-induced arthritis，CIA）[27]。另外Giles等[28]研究表明胰島素抵抗、血管功能障礙促進炎癥，炎癥也促進胰島素抵抗與血管功能障礙，而PPAR-γ激動劑對胰島素抵抗與血管功能障礙有很好的治療作用，進而產生抗炎作用。②證據顯示，PPAR-γ是骨重建的一個關鍵調制器，在維持骨穩態方面具有雙向調節作用[29]。Wan等[30]研究表明，PPAR-γ激活抑制造骨新生、成骨細胞分化但促進骨髓生成。PPAR-γ激活抑制成骨細胞的分化主要是通過改變間葉干細胞的平衡[31]。另外，間葉干細胞促進造血干細胞（HSC）分化為破骨細胞，增加骨吸收，激活PPAR-γ與RXRa形成異質二聚體，招募轉錄活化因子和增強c-fos表達，刺激破骨細胞形成[31]。另一方面，PPAR-γ的激活抑制間葉干細胞（MSC）分化為成骨細胞，從而抑制骨形成，支持MSC分化為脂肪細胞，從而刺激骨髓脂肪形成[31]。③PPAR-γ激動劑羅格列酮調節能量代謝障礙[32]，具有生熱作用。在RA中產熱6大靶點為PPAR-γ、NCOA1、NCOA2、MED1、RXRA和CREBBP，PPAR-γ在棕色脂肪組織中激活主要取決Src-1（NCOA1），在刺激生熱作用時Src-1（NCOA1）是不可缺少的激活劑[25]。研究證實[32]羅格列酮能通過活化PPAR-γ，增加滑膜能量代謝相關酶表達，線粒體呼吸活性改變，促進線粒體內產能及能量的周轉，改善了滑膜能量代謝情況。

4 NF-κB與PPAR-γ的關系

Nencioni等[33]研究表明，PPAR-γ通過與NF-κB蛋白間相互作用，阻止NF-κB與炎癥因子基因啟動子區的同源順式組件結合，活化的PPAR-γ抑制單核細胞炎癥因子（TNF-α）的生成，產生抗炎作用。研究發現[34]，PPAR-γ可通過多條信號途徑抑制炎癥反應，其中一條是NF-κB炎癥途徑，其作用機制：①直接與NF-κB的亞基p50/p65結合形成轉錄抑制復合物，降低NF-κB與DNA的結合概率，抑制NF-κB/DNA的合成。②與NF-κB亞單位Rel A結合成二聚體，從而有效抑制NF-κB核轉位及其對炎癥反應的激活。PPAR-γ還可通過抑制NF-κB途徑，誘導巨噬細胞的凋亡。因此，筆者認為炎癥發生過程中PPAR-γ、NF-κB在維持細胞促炎與抗炎反應動態平衡中起到了重要的作用。

5小結

綜上所述，以PPAR-γ及NF-κB為靶點研究RA越來越受到人們的關注，但大多數研究者對作用機制只是作出了可能的推斷，因參與RA的還有家族遺傳易感性以及性激素、社會、環境、心理、生理等各種復雜因素[35]，找到更準確的治療通路和途徑還要進一步努力，從動物實驗到臨床應用還需要一個漫長的過程，還有待于人們更深的研究，為有效治療打下基礎。

[參考文獻]

[1]曹芝艷，于泓.類風濕關節炎治療研究進展[J].山東醫藥，2019，59（21）：108-111.

[2]于宗良，閆則宇，宋英，等.基于CiteSpace中藥治療類風濕關節炎的知識圖譜分析[J].河南中醫，2019，39（9）：1366-1371.

[3]Koenders MI，Van den Berg WB.Novel therapeutic targets in rheumatoid arthritis[J].Trends Pharmacol Sci，2015，36（4）：189-195.

[4]Kim EY，Moudgil KD.Immunomodulation of autoimmune arthritis by pro-inflammatory cytokines[J].Cytokine，2017， 98：87-96.

[5]Adamopoulos IE，Chao CC，Geissler R，et al.Interleukin-17A upregulates receptor activator of NF-κB on osteoclast precursors[J].Arthritis Res Ther，2010，12（1）：R29.

[6]Gizinski AM，Fox DA.T cell subsets and their role in the pathogenesis of rheumatic disease[J].Curr Opin Rheumatol，2014，26（2）：204-210.

[7]Alunno A，Carubbi F，Giacomelli R，et al.Cytokines in the pathogenesis of rheumatoid arthritis：new players and therapeutic targets[J].BMC Rheumatol，2017，1：3.

[8]Oliver J，Plant D，Orozco G，et al.OP0236 whole transcriptome investigation of response to anti-TNF treatment in rheumatoid arthritis[J].Ann Rheum Dis，2016，75（Suppl 2）：147.

[9]Mckenzie AJ，Spits H，Eberl G.Innate lymphoid cells in inflammation and immunity[J].Immunity，2014，41（3）：366-374.

[10]Park JK，Han BK，Park JA，et al.CD70-expressing CD4 T cells produce IFN-γ and IL-17 in rheumatoid arthritis[J].Rheumatology（Oxford），2014，53（10）：1896-1900.

[11]Kato H，Endres J，Fox DA，et al.The roles of IFN-γ versus IL-17 in pathogenic effects of human Th17 cells on synovial fibroblasts[J].Mod Rheumatol，2013，23（6）：1140-1150.

[12]Akitsu A，Ishigame H，Kakuta S，et al.IL-1 receptor antagonist-deficient mice develop autoimmune arthritis due to intrinsic activation of IL-17-producing CCR2（+）Vγ6（+）γδ T cells[J].Nat Commun，2015，6：7464.

[13]Noort AR，van Zoest KP，van Baarsen LG，et al.Tertiary lymphoid structures in rheumatoid arthritis：NF-κB-inducing kinase-positive endothelial cells as central players[J].Am J Pathol，2015，185（7）：1935-1943.

[14]Leblond A，Allanore Y，Avouac J.Targeting synovial neoangiogenesis in rheumatoid arthritis[J].Autoimmun Rev，2017， 16（6）：594-601.

[15]Sen R，Baltimore D.Multiple nuclear factors interact with the immunoglobulin enhancer sequences[J].Cell，1986，46（5）：705-716.

[16]Hayden MS，Ghosh S.Signaling to NF-κB[J].Genes Dev，2004，18（18）：2195-2224.

[17]Sun B，Karin M.NF-κB signaling，liver disease and hepatoprotective agents[J].Oncogene，2008，27（48）：6228-6244.

[18]Sun HQ，Yan D，Wang QN，et al.1，25-dihydroxyvitamin D3 attenuates disease severity and induces synoviocyte apoptosis in a concentration-dependent manner in rats with adjuvant-induced arthritis by inactivating the NF-κB signaling pathway[J].J Bone Miner Metab，2019，37（3）：430-440.

[19]Iwai K.Diverse roles of the ubiquitin system in NF-κB activation[J].Biochim Biophys Acta，2014，1843（1）：129-136.

[20]Min SY，Yan M，Du Y，et al.Intra-articular nuclear factor-κB blockade ameliorates collagen-induced arthritis in mice by elicitingregulatory T cells and macrophages[J].Clin Exp Immunol，2013，172（2）：217-227.

[21]Maurizi A，Rucci N.The osteoclast in bone metastasis：player and target[J].Cancers（Basel），2018，10（7）：pii：E218.

[22]Mediero A，Perez-Aso M，Cronstein BN.Activation of adenosine A（2A）receptor reduces osteo-clast formation via PKA and ER K1/2-mediated suppression of NF-κB nuclear translocateion[J].Brit J Pharmacol，2013，169（6）：1372-1388.

[23]Issemann I，Green S.Activation of anumber of the steroid receptor superfamily by peroxisome proliferators[J].Nature，1990，347（6294）：645-650.

[24]Li Y，Jin D，Xie W，et al.PPAR-γ and Wnt regulate the differentiation of MSCs into adipocytes and osteoblasts respectively[J].Curr Stem Cell Res Ther，2018，13（3）：185-192.

[25]Zhang Y，Mao X，Guo Q，et al.Pathway of PPAR-gamma coactivators in thermogenesis：A pivotal traditional Chinese medicine-associated target for individualized treatment of rheumatoid arthritis[J].Oncotarget，2016，7（13）：15 885-15 900.

[26]Byun SH，Lee JH，Jung NC，et al.Rosiglitazone-mediated dendritic cells ameliorate collagen-induced arthritis in mice[J].Biochem Pharmacol，2016，115：85-93.

[27]Ormseth MJ，Oeser AM，Cunningham A，et al.Reversing vascular dysfunction in rheumatoid arthritis：improved augmentation index but not endothelial function with peroxisome proliferator-activated receptor γ agonist therapy[J].Arthritis Rheumatol，2014，66（9）：2331-2338.

[28]Giles JT，Danielides S，Szklo M，et al.Insulin resistance in rheumatoid arthritis：disease-related indicators and associations with the presence and progression of subclinical atherosclerosis[J].Arthritis Rheumatol，2015，67（3）：626-636.

[29]Akune T，Ohba S，Kamekura S，et al.PPAR-γ insufficiency enhances osteogenesis through osteoblast formation from bone marrow progenitors[J].J Clin Invest，2004，113（6）：846-855.

[30]Wan Y，Evans RM，Chong LW.PPAR-gamma regulates osteoclastogenesis in mice[J].Nat Med，2007，13（12）：1496-1503.

[31]Zou W，Rohatgi N，Chen TH，et al.PPAR-γ regulates pharmacological but not physiological or pathological osteoclast formation[J].Nat Med，2016，22（11）：1203-1205.

[32]Zhuang H，Zhang X，Zhu C，et al.Molecular mechanisms of PPAR-γ governing MSC osteogenic and adipogenic differentiation[J].Curr Stem Cell Res Ther，2016，11（3）：255-264.

[33]Nencioni A，Wesselborg S，Brossart P.Role of peroxisome proliferator-activated receptor gamma and its ligands in the control of immune responses[J].Crit Rev Immunol，2003， 23（1-2）：1-13.

[34]Bhat OM，Kumar PU，Rao KR，et al.Terminalia arjuna prevents interleukin-18-induced atherosclerosis via modulation of NF-κB/PPAR-γ mediated pathway in Apo E-mice[J].Inflammopharmacology，2017，26（2）：583-589.

[35]賈偉偉，劉春景.類風濕關節炎臨床研究進展[J].新疆中醫藥，2017，35（5）：145-149.

（收稿日期：2019-08-15? 本文編輯：任秀蘭）