抗類風濕關節炎天然產物研究進展

金文淵，劉育辰，張安英，劉 剛

（貴州中醫藥大學，貴州貴陽 550025）

類風濕關節炎（rheumatoid arthritis，RA） 是一種以滑膜特發性炎癥并伴隨軟組織腫脹和流失為特征的疾病，其中單核細胞和漿細胞浸潤的血管內皮增生尤為明顯，疾病早期關節翳的形成進一步導致軟骨和骨侵蝕。盡管進行了廣泛的研究，但病因尚不清楚，免疫遺傳易感性和外部環境誘發被認為是導致滑膜炎癥反應的必要條件［1］。

動物實驗是新藥研發必不可少的一部分，只有在保證足夠動物實驗數據的前提下才可以進行下一步的臨床實驗；而對照動物模型是動物實驗數據可靠的必然要求。膠原誘導的關節炎（collagen-induced arthritis，CIA） 模型是研究RA 最常用的自身免疫模型，與RA 有著多種共同的病理特征。CIA 模型已廣泛用于確定自身免疫潛在的致病機制，包括單個細胞類型在疾病發生和發展中的作用，以及新的治療方法的設計和實驗［2］。本文系統地查閱了Pubmed、Web of Science、Wiley 和Springer Link 英文數據庫中2015年至2019 年5 年內以CIA 模型為研究對象，確定具有抗RA 作用的天然產物，共整理得到54 個單體化合物，其中黃酮類13 個、萜類13 個、生物堿類6 個、苯丙素類5 個、醌類3 個、甾體類4 個、其他類型10 個。天然產物研究一直是人類從自然界獲取新藥的重要途徑，本文從化合物結構類型，植物來源和作用機制方面綜述基于CIA 模型的抗RA 天然產物，以期為抗RA 實驗方案設計，藥物設計和新藥發現提供思路和依據。

1 抗RA 黃酮類

naringenin 抑制TLR 配體激活的DCs 分泌促炎細胞因子TNF-α、IL-6 和IL-12 以及趨化因子MCP-1 和MIP-1α，抑制LPS 誘導的BMDCs NF-κB 和MAPK （ERK、p38、JNK） 激活；減輕膠原誘導的雄性DBA／1 小鼠關節炎程度，保護關節組織，體內外抑制LPS 誘導的DCs 成熟，選擇性抑制CIA 小鼠脾CD4＋T 細胞抗原（CII） -特異性T 細胞增殖以及Th1 （IFN-γ） -和Th17 （IL-17） -特異性細胞因子產生，證明naringenin 干預DC 功能。

astragalin 減輕膠原誘導的雄性DBA／1 J 小鼠滑膜炎癥，滑膜增生，血管翳形成，軟骨破壞和骨侵蝕，下調CIA 小鼠滑膜和軟骨組織MMP-1、MMP-3、MMP-13 表達水平，同時也抑制TNF-α 誘導的MH7A 細胞分泌MMP-1、MMP-3、MMP-13，抑制c-Jun 激活（但并不能抑制c-Fos 激活），抑制TNF-α 誘導的RA-FLSs MAPK 磷酸化，包括p38 和JNK （除ERK），推斷astragalin 通過下調MMPs 表達以及干預AP-1 和MAPK 通路激活，起到保護關節的作用。

silibinin 減少膠原誘導的雌性Wistar 大鼠關節炎評分，減少血清中TNF-α、IL-1β 和IL-6 水平，改善關節組織關節翳形成，炎性細胞浸潤和骨侵蝕，抑制TNF-α 誘導的RA-FLS 分泌IL-1β 和IL-6，通過減少IκBα 和NF-κB p65 磷酸化抑制TNF-α 誘導的RA-FLS NF-κB 通路激活，誘導RAW264.7 細胞中M2 巨噬細胞的極化，體外抑制Th17 細胞分化，通過下調SIRT1 抑制RA-FLS 存活并誘導其凋亡，抑制RA-FLS 自噬。具體見表1、圖1。

表1 抗RA 黃酮類化合物

圖1 抗RA 黃酮類化合物結構

2 抗RA 萜類

geniposide 減少膠原誘導的雌性Wistar 大鼠足腫脹和關節炎評分，減輕CIA 大鼠腸系膜淋巴結（MLN） 病理改變，抑制MLN 淋巴細胞分泌IL-6 和IL-17，提高IL-4 和TGF-β1，與此同時MLN 淋巴細胞增殖能力加強；減少MLN 淋巴細胞P-Raf、P-MEK 和P-Erk1／2 表達。

andrographolide （AD） 減輕膠原誘導的雄性DBA／1 小鼠關節損傷和關節炎嚴重程度，減少血清中anti-CII Abs、TNF-α、IL-1β 和IL-6 的含有量；減少TNF-α 刺激的RA-SFs分泌IL-1β 和IL-6，減少TNF-α 誘導的p38 MAPK和ERK1／2磷酸化，因此AD 通過抑制MAPK 信號通路對自身免疫關節炎起到保護作用。

anhuienoside C （AC） 減少膠原誘導的雄性DBA／1 J 小鼠足腫脹，關節炎評分，脾臟指數和體重損失，減少滑膜組織CD68-陽性巨噬細胞分化，抑制關節組織分泌TNF-α；體外抑制TNF-α 刺激的RAW264.7 細胞中iNOS、COX-2、TNF-α，IL-1β和IL-6 mRNA 表達水平；抑制LPS 刺激的RAW264.7 細胞p38 和JNK 磷酸化，減少IκB 磷酸化和降解以及p65 核轉運，減少TLR4 表達水平。具體見表2、圖2。

表2 抗RA 萜類化合物

圖2 抗RA 萜類化合物結構

3 抗RA 生物堿類

boldine［29］減輕膠原誘導的SD 大鼠踝關節腫脹和病理性損傷，并防止進一步的骨破壞；降低CIA 大鼠血清中TRACP5b 水平，減少CIA 大鼠踝關節部位破骨細胞數量；網絡藥理學分析表明，boldine 治療的CIA 大鼠OPG 表達的增加以及RANKL、RANKL 和RANKL／OPG 表達的減少充分證明破骨細胞的RANK 信號通路與boldine 網絡分子和CIA 基因有著密切聯系；體外研究進一步證明boldine 通過抑制RANKL／RANK 信號通路起到抑制破骨細胞生成的作用。

jatrorrhizine hydrochloride［30］（JH） 通過抗炎和抑制骨破壞阻止膠原誘導的雌性Wistar 大鼠的RA 進程，分別降低CIA 大鼠血清中抗-CⅡ抗體濃度和關節組織中TNF-α 和IL-1β 促炎細胞因子水平；抑制TNF-α 刺激的人滑膜成纖維細胞系MH7A 細胞增殖和遷移，且證明并不是細胞毒性或細胞凋亡引起的，抑制TNF-α 刺激的MH7A 細胞分泌IL-1β、IL-6、IL-8、MMP-2 和MMP-3 細胞因子以及各自的蛋白表達；進一步機制分析表明，JH 抑制TNF-α 刺激的MH7A 細胞中NF-κB 和MAPKs （ERK 和p38） 信號通路激活。

tetrandrine 減輕膠原誘導的雄性DBA／1 小鼠關節炎程度，下調CIA 小鼠血清中IL-1β、TNF-α、IL-6、IgG、IgG2a、IFN-γ 和IL-17 A 水平，上調IL-10 水平；抑制激活的na?ve CD4＋T 細胞向Th17 細胞分化并減少RORγt、IL-17A和IL-21 的mRNA 表達，促進激活的na?ve CD4＋T 細胞向Treg 細胞分化并提高Foxp3 和IL-10 表達；減少CIA 小鼠MLNs 中CD4＋IL-17A＋T 細胞數量，增加CD4＋CD25＋Foxp3＋T 細胞數量；促進arylhydrocarbon receptor （AhR） 靶基因cytochrome P450 1A1 （CYP1A1） 蛋白和mRNA 表達，誘導AhR 激活，恢復Th17／Treg 平衡。具體見表3、圖3。

表3 抗RA 生物堿類化合物

4 抗RA 苯丙素類

allylpyrocatechol 減少膠原誘導的SD 大鼠足腫脹以及軟骨和骨侵蝕，減少促炎細胞因子TNF-α 和IL-6 水平，減少炎癥組織MPO 活性，抑制ROS 產生，抑制LPO 生成減少氧化損傷；抑制RAW264.7 細胞分泌NO、TNF-α、IL-6 和IL-12p40，抑制LPS 誘導的ERK1／2 和SAPK／JNK 激活，但并不能影響p38 磷酸化；可能激活STAT3 信號來抑制LPS誘導的STAT1 激活，起到抗炎作用；升高非酶抗氧化劑GSH，升高Nrf2 編碼的細胞保護酶HO-1 表達。

ethyl caffeate （ECF） 體外抑制ConA 誘導的鼠脾細胞和LPS 誘導的B 細胞增殖，展現出顯著的免疫抑制作用；減少膠原誘導的DBA／1 小鼠關節炎臨床評分，減輕CIA 小鼠軟骨和骨侵蝕以及關節、滑膜組織和組織液的細胞浸潤；抑制CII 誘導的CIA 小鼠脾細胞分泌IFN-γ 和IL-6，但并不影響TNF-α 和IL-4 分泌；減少CIA 小鼠脾臟CD11b＋Gr-1＋中性粒細胞數量，不影響CD4＋、CD8＋和B220＋細胞數量；抑制CIA 小鼠CD4＋T 細胞的IFN-γ 表達，但這并不影響Th17 和Treg 細胞發育，抑制鼠初始T 細胞向Th1 細胞分化；下調IFN-γ、T-bet、STAT1 和STAT4 的轉錄表達，揭示了IFN-γ 相關通路很可能參與ECF 對T 細胞激活的免疫抑制作用。

licochalcone A （LCA） 體外促進RASFs 凋亡，從而抑制RASFs 增殖，抑制TNF-α 誘導的RASFs 中促炎細胞因子IL-6、IL-1β、IL-25 和IL-33 mRNA 表達，上調RASFs 的Nrf2 抗氧化通路，增加抗氧化酶HO-1、NQO1、UGT1A1 和GSTA1 mRNA 表達，減少ROS 生成，提高RASFs 中p62 表達和Keap1 降解；LCA 減少膠原誘導的雄性DBA／1 小鼠關節炎評分和足腫脹，改善關節破壞、炎性細胞浸潤、滑膜增生和關節翳形成，減少CIA 小鼠血清中IL-6、IL-1β 和TNF-α 含有量，增加CIA 小鼠膝關節和踝關節中p62 和Nrf2 的mRNA 和蛋白表達，而減少Keap1 mRNA 表達，表明LCA 很可能是通過激活p62／Nrf2 信號起到抗關節炎作用。具體見表4、圖4。

圖3 抗RA 生物堿類化合物結構

表4 抗RA 苯丙素類化合物

圖4 抗RA 苯丙素類化合物結構

5 抗RA 醌類

cryptotanshinone （CTS） 減輕膠原誘導的雌性Wistar大鼠炎癥和關節損傷，體內外抑制促炎細胞因子IL-1β、TNF-α 和IL-17α 產生，下調MMP-9 激活和產生，抑制NF-κB 配體受體激活劑誘導骨髓巨噬細胞向破骨細胞分化，體內外抑制NF-κB （IκB） α 抑制劑降解，阻止LPS 誘導的NF-κB p65 核轉運，抑制NF-κB DNA 結合活性，以上表明CTS 對CIA 治療作用與抑制NF-κB 信號有關。

physcion 8-O-β-glucopyranoside （POGD） 抑制MH7A 細胞生長，抑制TNF-α 誘導的MH7A 細胞分泌炎性細胞因子IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12 和IL-17 A，抑制TNF-α誘導的MH7A 細胞MMP-2、MMP-3、MMP-9、VEGF和COX-2 mRNA 表達，下調TNF-α 誘導的MH7A 細胞TGFβ1、Smad4、P-JNK、JNK、P-P38、P38、P-ERK1／2、ERK1／2 和 NF-κB P65 （N） 蛋白表達，上調 Smad7、NF-κB P65 （C） 和IκB 蛋白表達；減少CIA 大鼠的足腫脹和關節炎指數，減少CIA 大鼠血清中TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-17 A 含有量。具體見表5、圖5。

表5 抗RA 醌類化合物

圖5 抗RA 醌類化合物結構

6 抗RA 甾體類

periplocoside A （PSA） 減輕膠原誘導的雄性DBA／1 小鼠關節炎程度，關節炎指數和關節病理損傷，關節CT 掃描顯示PSA 減少CIA 小鼠骨質溶解，骨密度損失和骨變形，減少Th17 細胞比例，提高Treg 細胞分化，表明PSA可能通過調節Th17 和Treg 平衡改善CIA 小鼠關節炎；減少CIA 小鼠血清IL-17、IL-6 和TNF-α 水平，抑制CIA 小鼠脾B 細胞SOCS1 表達。

digoxin 抑制膠原誘導的雄性DBA／1 J 小鼠關節炎癥，減少關節促炎細胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α，IL-17 和IL-21表達，減少CIA 小鼠脾中Th17 和CD4＋pSTAT3＋細胞，增加Treg 細胞，但體外并不能直接增強Treg 細胞分化，抑制dLNs 和脾細胞中IL-17 和RORγtmRNA 表達；體外抑制Th17 分化和LPS 刺激的IgG 生成，不能直接體外抑制破骨細胞生成，但能減少CIA 小鼠炎癥關節破骨細胞數。

polyphyllin I （PPI） 抑制LPS／IFN-γ 激活的巨噬細胞IL-1β、IL-6、TNF-α和iNOSmRNA 表達，抑制LPS／IFN-γ誘導的BMMs 生成IL-1β、IL-6、TNF-α 和NO，抑制LPS／IFN-γ 誘導的BMMs 進行IKKα／β 和p65 的磷酸化，但不影響JNK 1／2、p38 MAPK 和ERK 1／2 的磷酸化；抑制人TNF-α 刺激的293T 細胞NF-κB 熒光素酶激活，當293T 細胞中MYD88、IRAK1、TRAF6 和TAK1 過度表達時，PPI能抑制NF-κB 轉錄，但當293T 細胞中p65 過度表達時，PPI 不能抑制NF-κB 激活；減輕膠原誘導的雌性DBA／1 J小鼠踝關節的滑膜炎癥以及軟骨和骨損傷，減少踝關節破骨細胞數。具體見表6、圖6。

表6 抗RA 甾體類化合物

圖6 抗RA 甾體類化合物結構

7 抗RA 其他類化合物

anacardic acid［47］抑制膠原誘導的雄性DBA／1 J 小鼠足腫脹，關節破壞和關節炎評分，減少血清TNF-α 和IL-1β 細胞因子水平；增加RA-FLSs miR-633 表達，抑制Akt 蛋白表達和磷酸化 （但并不能抑制AktmRNA 水平），從而抑制TNF-α 或IL-1β 誘導的RA-FLSs 增殖和侵襲能力。

kinsenoside［48］減輕膠原誘導的雄性DBA／1 J 小鼠足腫脹，關節炎評分，炎性細胞浸潤和滑膜增生，減輕膝關節軟骨和骨的侵蝕，損傷和變形，抑制CIA 小鼠炎癥關節TNF-α、IL-1β、MMP-9 和MCP-1 基因表達，增加IL-10 基因表達，減少血清IgG1 和IgG2a 水平，抑制Con A 刺激的CIA 小鼠脾細胞TNF-α、IFN-γ 和IL-17 水平，增加IL-10水平，增加CD4＋CD25＋細胞數，減少CD19＋CD45＋和CD4＋Tim-3＋細胞數，由此抑制Th1 和B 細胞數。

paeonol［49］抑制IL-1β 刺激的HFLS-RA 分泌IL-6 和TNF-α 以及MMP-1／-3 和TLR-4 表達，抑制IKKβ 磷酸化和IκBα 降解以及NF-κB p65 核轉運，表明paeonol 干預早期細胞質IKK 信號，下調參與TLR-4-NF-κB 信號通路的促炎細胞因子；paeonol 減輕膠原誘導的雄性DBA／1 小鼠炎性細胞浸潤，滑膜增生和軟骨破壞，減少臨床關節炎評分，抑制血清和關節組織TNF-α 和IL-1β 細胞因子水平，抑制滑膜組織MMP-1／-3 基因水平以及TLR-4 和p65 信號通路蛋白水平。具體見表7、圖7。

8 討論

雖然RA 的發病機制尚未完全闡明，但已經有大量的研究揭示了RA 潛在的致病機理。細胞因子在慢性炎癥性疾病發病機制中的作用已被廣泛證明，例如IL-6 通過誘導血管翳形成促進滑膜炎導致炎性細胞浸潤和滑膜增生，在滑膜細胞和軟骨細胞誘導破骨細胞造成骨吸收和軟骨破壞，TNF-α 目前被認為介導多種與RA 發病相關的效應功能，包括內皮細胞激活和趨化因子擴增導致白細胞積累，破骨細胞和軟骨細胞激活促進關節破壞［57］。在RA 患者中能發現大量的活性氧簇（ROS），而ROS 的過度表達會導致各種損傷。ROS 能降解分離的蛋白多糖和HOCl 膠原碎片抑制軟骨蛋白多糖的合成，激活潛在的金屬蛋白酶，抑制TIMPs，降低滑膜液抗壞血酸鹽水平，促進軟骨細胞凋亡，最終導致軟骨和骨破壞［58］。越來越多的證據表明Treg 和Th17 細胞在自身免疫性關節炎中起拮抗作用。Th17 細胞是Th 細胞家族中最近發現的成員，在自身免疫和過敏反應的發展中能產生特異性細胞因子，Treg 表達的Foxp3 具有抗炎作用并且對自身抗原具有耐受性。因此，Th17／Treg 平衡失調可能是RA 的發病機制之一［59］。多種促炎細胞因子如TNF-α、IL-6、血管內皮生長因子（VEGF） 和基本的成纖維細胞生長因子（bFGF） 與RA 滑膜血管新生有著密切聯系，其中VEGF 起著主導作用［60］。

表7 抗RA 其他類化合物

圖7 抗RA 其他類化合物結構

臨床上推薦非甾體類抗炎藥物（NSAIDs）、糖皮質激素類藥物和改善病情的抗風濕藥物（DMARDs） 治療RA，雖然這些藥物都能減輕患者的急性炎癥和疼痛，但不能阻止病程，長期使用會增加胃腸道紊亂、心血管并發癥、惡性腫瘤的風險［15］。中藥及民族藥臨床應用歷史悠久，并且具有資源豐富、療效顯著、經濟負擔小、不良反應少、多成分多靶點的優點，但因其植物來源繁多、化學成分復雜、作用機制不明確而飽受爭議。本文概述中藥及民族藥天然活性成分作用機制研究進展，有望為它們在以西藥為主的醫學格局中占有一席之地。