紅茴香及其活性成分治療骨關節炎研究概況

范興達，何冬梅

1 上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院，上海市口腔醫學重點實驗室/上海市口腔醫學研究所，國家口腔疾病臨床醫學研究中心 上海 200011

2 青島大學口腔醫學院 山東青島 266003

骨性關節炎（osteoarthritis，OA）是一種常見的以進行性軟骨退化、軟骨下骨改建、滑膜炎和慢性疼痛為特征的退行性疾病[1]，可累及一個或多個關節，主要癥狀可表現為疼痛、一過性晨僵、捻發音等，最終可能引起運動障礙甚至肢體殘疾，對受影響的個人、保健系統和社會經濟成本都有顯著的負面影響。膝蓋、髖關節部位發生的骨關節炎與衰老、肥胖和超負荷密切相關[2]。顳下頜關節（Temporomandibular joint，TMJ）是執行人體最復雜運動的滑膜關節。顳下頜關節骨關節炎（Temporomandibular joint osteoarthritis，TMJOA）屬于顳下頜關節紊亂病的重要亞型，其病理特點是滑膜組織的慢性炎癥、軟骨緩慢退化及軟骨下骨重建等[3]。該病在美國影響約300萬人，多發生于女性和老年人[4]，臨床常表現為頭痛、關節疼痛及張口受限，或伴有前牙逐漸開合[5]。目前，世界衛生組織已將骨關節炎與癌癥和心血管疾病列為三大嚴重影響健康的疾病。如何有效防治、干預甚至逆轉骨關節炎的發展是迫切需要解決的問題。

迄今為止，骨關節炎的治療以藥物治療為主，目前推薦的藥物治療手段包括口服非甾體抗炎鎮痛藥以及關節內注射皮質類固醇。但是，這些治療手段的局限性在于只能暫時緩解癥狀，并可引起一系列不良反應，如刺激消化系統和增加心血管疾病的患病率[6]，長期、多次的關節腔注射激素會引起軟骨退變，引發骨關節炎[7]。

中醫藥作為中華民族的瑰寶，具有有效成分不易散失、副作用小，治療慢性疾病具有顯著優勢的優點成為臨床上有效的治療方式并引起了研究人員的重視。此外，與多為單一組分的西藥相比，中藥為多種化合物組合的復合制劑，因此其藥理作用更加復雜，值得進一步探索。中醫多將OA稱為“痹證”，自《黃帝內經》開始就有大量關于痹證的文獻記載，故從中醫藥中挖掘治療OA的藥物具有重要意義。

紅茴香（Illicium henryi Diels）又名紅毒茴，系木蘭科八角屬植物，為中國所特有，生于海拔300-2200m的丘陵或山地溝谷、溪邊濕潤常綠闊葉林中或林緣[8]，主產于甘肅、云南、陜西、廣西等地。紅茴香的葉和果實含有芳香油，可作為香料以及藥材，具備行氣止嘔、健胃之功效，可治胃寒和嘔吐[9]；其根及根皮可以入藥，具有性溫，味辛，有毒的特點，可祛風除濕、活血止痛[8]。也用于骨折勞損、外傷出血等[10]。

本文通過對已發表的中英文文獻的篩選，對紅茴香治療的研究及其活性成分槲皮素和山柰酚治療骨性關節炎的研究進行綜述，以期對日后有關的研究提供參考。

紅茴香的治療研究概況

臨床上以紅茴香為原料開發的制劑主要是紅茴香注射液，為紅茴香根皮經現代工藝提取精制而成的滅菌水溶液[10]。臨床上已廣泛應用于肩周炎、坐骨神經痛、慢性腰腿痛等[11]。此外，已有較多臨床研究報道證實紅茴香注射液對腰肌勞損，腰間盤突出，風濕、類風濕性關節炎、多種傷痛，軟組織損傷，肩周炎，梨狀肌損傷綜合征等存在治療作用。陳俊杰[12]等用穴位注射紅茴香注射液治療100 例腰肌勞損患者，并以當歸注射液穴位注射治療 30 例患者作為對照觀察，結果表明，紅茴香注射液治療腰肌勞損有較好效果，總有效率和總顯效率分別為90. 0%和66. 7%。樸光男[13]使用紅茴香注射液穴位注射治療風濕性關節炎患者30 例，取得良好療效。另外，吳章振[14]采用紅茴香注射液痛點注射治療頸椎病引起的腰肌急慢性損傷、肩背痛、肩關節肌腱損傷等引起的各種疼痛患者 23 例，取得較好療效，總有效率達到 91. 3%。龍碧波[15]采用紅茴香注射液局部注射治療軟組織損傷 48 例，總有效率為 100%，結果顯示，該藥療效顯著，簡單方便，且無毒副作用，尤其對急性損傷療效最滿意。此外，祈昌喜[16]運用紅茴香加地塞米松痛點注射法治療20 余例肩周炎患者，結果顯示療效滿意。楊躍忠[17]采用紅茴香注射液局部注射配合推拿治療46 例梨狀肌損傷綜合征緩則，取得較好療效，總有效率為 97. 8%。

除此之外，目前報道的紅茴香在細胞與動物水平的研究集中在治療神經退行性疾病[18]、抗病毒感染性疾病[19]、治療組織損傷如肝腎組織損傷[20][21]和軟組織損傷[22]。趙氚[18]等在實驗中使用紅茴香根皮提取液作用于腎上腺來源的神經細胞系PC12細胞，結果顯示其具有明顯促PC12細胞生長的作用，提示紅茴香根皮提取液可能是神經營養因子樣物質，對神經退行性疾病存在治療潛能。Liu[19]等通過實驗發現紅茴香具有抗HBV和抗HIV的功能。Md Sodrul[20][21]分別用紅茴香乙醇提取物治療小鼠急性腎損傷和急性肝損傷模型，結果證實紅茴香可通過調節炎癥和氧化應激等作用，起到治療小鼠急性腎損傷和急性肝損傷的作用。另外，Wang[22]使用紅茴香乙醇提取物治療小鼠急性軟組織損傷模型，結果證實了其可通過抗炎和抗氧化作用治療急性軟組織損傷。

在紅茴香的聯合用藥研究中，王曙東[23]通過實驗觀察了紅茴香和徐長卿（徐長卿為植物徐長卿的干燥根及根莖，具有祛風化濕，止痛止癢等功效，常用于治療風濕痹痛、牙痛、腰痛、跌打損傷等）合用后的鎮痛抗炎效果，結果顯示紅茴香與徐長卿聯合用藥可以在增強鎮痛、抗炎協同作用的同時降低兩藥的使用劑量。

盡管紅茴香已存在大量針對不同疾病的研究并已廣泛應用在臨床治療當中，但是目前尚無紅茴香治療OA的報道。值得注意的是，已存在大量研究報道了紅茴香活性成分槲皮素及山柰酚對OA的治療作用。

紅茴香活性成分對OA治療作用研究進展

柳繼峰[24]等對紅茴香根莖進行分離純化，首次從中分離得到包括槲皮素和山柰酚在內的12個化合物。在此些成分中，Wang 等證實了黃酮類化合物槲皮素及槲皮素苷類是紅茴香的主要活性成分[22][25]。關于紅茴香活性成分槲皮素和山柰酚對OA的治療作用已有較多報道。

1 槲皮素對OA的治療作用及機制

槲皮素（3，3′，4′，5，7-pentahydroxyflavone）屬于黃酮類化合物，根據目前的報道，其對OA的治療作用途徑包括抑制關節炎癥、抑制細胞凋亡、抑制細胞外基質降解和誘導巨噬細胞向M2型極化。

1.1 抑制關節炎癥 Hu[26]分別使用 2，4，8μM 槲皮素作用于白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）誘導的軟骨細胞，實驗發現槲皮素可以通過抑制絲蘇氨酸激酶/ 核轉錄因子-κB（serine / threonine protein kinase / nuclear transcription factor-κB ，Akt/ NF-κB）信號通路的激活抑制前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）、一氧化氮（Nitric Oxide，NO）、一氧化氮合酶（induced nitric oxide synthase，iNOS）、環氧化酶-2（cyclooxygenase 2，COX-2）等炎性細胞因子的表達進而產生抗炎效果，延緩OA的進程，且8μM槲皮素產生的效果最為顯著。茅華杰[27]在膝關節腔注射木瓜蛋白酶誘導的OA動物模型中，向大鼠灌胃不同濃度的槲皮素懸液，結果提示一定濃度的槲皮素可減輕關節軟骨損傷，緩解關節腫脹，抑制血清中炎性因子腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor α，TNF-α）和IL-1β的表達，從而起到治療骨關節炎的作用。Zhang[28]在膝關節腔內注射木瓜蛋白酶建立OA大鼠模型，槲皮素給藥方式采用灌胃給藥，結果顯示槲皮素通過Toll樣受體-4/核轉錄因子-κB（toll-like receptors-4/ nuclear transcription factorκB ，TLR4/NF-κB）途徑抑制炎性因子IL-1β和TNF-α的產生，從而治療OA。

1.2 抑制細胞凋亡 茅華杰[27]通過體外培養大鼠軟骨細胞，加入IL-1β引起細胞凋亡，發現槲皮素可以通過增加抗凋亡B淋巴細胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）及Bcl-2蛋白的表達，抑制促凋亡Bax基因及Bax蛋白、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水 解 酶 -9（cysteinyl aspartate specific proteinase 9，Caspase-9）和Caspase-3蛋白的表達起到保護軟骨的作用。 Feng[29]等使用叔丁基氫過氧化物（TBHP）誘導大鼠軟骨細胞凋亡和內側半月板切除建立OA大鼠模型，結果證實槲皮素可以通過激活NAD-依賴性去乙酰化酶Sirtuin-1/腺苷酸激活蛋白激酶（NAD-dependent deacetylase sirtuin-1/Adenosine 5'-monophosphate （AMP）-activated protein kinase ，SIRT1/AMPK）信號通路來抑制內質網應激，從而延緩細胞凋亡，減輕膝關節軟骨的退化。Qiu[30]等使用槲皮素灌胃OA模型大鼠，發現槲皮素可以通過降低活性氧（ROS）水平，逆轉線粒體功能障礙，還可抑制IL-1β誘導的NO、基質金屬蛋白酶-3（matrix metalloproteinase 3，MMP-3）和基質金屬蛋白酶-13（matrix metalloproteinase 13，MMP-13）的聚集，從而延緩細胞凋亡，保持關節軟骨細胞外基質的完整性來減輕OA的發生，其機制可能與調節SIRT1/AMPK信號通路有關。

1.3 抑制細胞外基質降解 Hu[26]使用槲皮素作用于IL-1β誘導的軟骨細胞，發現槲皮素可抑制MMP-13、Ⅰ型血小板結合蛋白基序的解聚蛋白樣金屬蛋白酶 -4（A disintegrin-like and metalloproteinase with thrombospondin type-1 motifs-4，ADAMTS-4）的表達，促進聚蛋白多糖（aggrecan）和Ⅱ型膠原a（col2a）的沉積，除此之外，Hu對OA模型大鼠采用關節腔注射槲皮素，在體內驗證了槲皮素可抑制MMP-13的表達，促進aggrecan和col2a的沉積，從而抑制細胞外基質的降解，起到保護軟骨、治療OA的作用。Wei[31]的研究中以兔OA模型灌胃非甾體抗炎藥塞來昔布作為陽性對照組，兔OA模型灌胃槲皮素作為實驗組發現槲皮素可通過上調超氧化物歧化酶（SOD）、組織金屬蛋白酶抑制劑2（TIMP2），下調MMP-13，從而抑制軟骨細胞外基質降解，改善OA退變。

1.4 調控巨噬細胞極化 Hu[26]為探究槲皮素對巨噬細胞極化的調控作用，采用8μM槲皮素刺激RAW 264.7（小鼠單核巨噬細胞白血病細胞），PCR結果顯示M1型巨噬細胞相關基因無明顯變化，M2型巨噬細胞相關基因mRNA表達量明顯升高，巨噬細胞出軟骨相關基因mRNA表達量明顯增多，提示槲皮素可促進M0型巨噬細胞向M2型巨噬細胞極化，并為軟骨細胞提供一個良好的成軟骨環境。此外，Hu使用槲皮素作用于軟骨細胞-巨噬細胞共培養體系，結果表明槲皮素可增加軟骨細胞糖胺聚糖的合成，最終促進軟骨修復。

山柰酚對OA的治療作用及機制

山奈酚 [3，5，7-trihydroxy-2-（4-hydroxyphenyl）-4H-1-benzopyran-4-one]是一種黃酮類化合物，它因其抗腫瘤、抗氧化、抗菌和抗炎等特性而受到廣泛關注[32]。目前山柰酚治療OA的研究已有以下報道。

Jiang[33]在體外實驗中山柰酚作用于脂多糖（LPS）誘導的小鼠胚胎癌細胞（ATDC5）軟骨細胞，在體內實驗中用山柰酚灌胃OA模型大鼠，發現山奈酚可預防細胞凋亡和炎癥反應。其作用機制可能與其下調miR-146a，從而抑制核心蛋白聚糖的表達有關。Huang[32]通過使用山萘酚作用于IL-1β誘導的大鼠軟骨細胞，結果顯示其可抑制炎癥因子 iNOS-2、COX-2、基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）和Ⅰ型血小板結合蛋白基序的解聚蛋白樣金屬蛋白酶-5（A disintegrin-like and metalloproteinase with thrombospondin type-1 motifs-5，ADAMTS-5）的表達，逆轉軟骨退變，同時證明了山萘酚對MMPs的下調可能是由細胞外調節蛋白激酶/p38絲裂原活化蛋白激酶（extracellular signal-regulated protein kinase/p38 mitogen-activated protein kinase，ERK/p38MAPK）介導的。Zhuang[34]用 IL-使用 IL-1β與山奈酚共同作用于大鼠關節軟骨細胞，發現山奈酚可以通過抑制NF-κB信號通路，顯著減少IL-1β刺激的OA大鼠軟骨細胞中的促炎介質。

小結與展望

綜上，紅茴香注射液在臨床中已存在廣泛應用，且大量研究報道證實其對多種疾病的療效，但是紅茴香在OA治療中尚無研究報道。然而，值得注意的是，紅茴香活性成分槲皮素及山柰酚已經有足夠的細胞或動物實驗支持二者對OA具有治療作用，即通過抑制關節炎癥、抑制細胞凋亡、抑制細胞外基質降解和誘導巨噬細胞向M2型極化從而對軟骨起到保護作用而治療OA。另外，紅茴香作為一種含有多種單體化合物成分的復合制劑，其所含單體化合物成分之間的協同作用尚無研究報道。綜上，紅茴香對OA或TMJOA的治療作用和機制，以及紅茴香活性成分之間的協同作用仍有待進一步探究。