骨橋蛋白在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中的研究進(jìn)展

江鳳林，王友蓮

(江西省人民醫(yī)院風(fēng)濕免疫科，南昌 330006)

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種病因不明的慢性自身免疫性炎性疾病，其特征是滑膜的炎癥和增生導(dǎo)致軟骨和骨的進(jìn)行性破壞，進(jìn)而導(dǎo)致關(guān)節(jié)畸形和功能喪失，甚至累及心、肺、腎及血管等多個(gè)器官。RA的病因及發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，與遺傳、感染及環(huán)境等多種因素相關(guān)，其中自身免疫反應(yīng)導(dǎo)致的免疫損傷是其發(fā)病基礎(chǔ)。有研究[1]表明T細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)在RA發(fā)病中占有重要地位，尤其是Th1細(xì)胞及炎癥因子與RA的炎癥反應(yīng)和組織損傷關(guān)系密切[2]。骨橋蛋白(Osteopontin，OPN)，是一種分泌型磷蛋白，是炎性細(xì)胞因子中潛在的啟動(dòng)子[3]，OPN可調(diào)節(jié)T細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中細(xì)胞因子的分泌，被歸類為Th1細(xì)胞因子。RA患者血清及滑膜中OPN的表達(dá)明顯上調(diào)，且無論是全長(zhǎng)OPN，還是OPN片斷及其受體均在RA疾病發(fā)生及進(jìn)展中起著重要的作用。滑膜細(xì)胞表達(dá)的OPN表面受體與OPN結(jié)合，誘導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)并影響滑膜細(xì)胞的黏附和增殖[4]。本文就OPN及其在RA作用中的研究進(jìn)展作一綜述，旨在為RA的發(fā)病機(jī)制及治療的研究提供參考。

1 OPN的結(jié)構(gòu)及生物學(xué)特點(diǎn)

1.1 OPN的基因結(jié)構(gòu)

OPN是一種分布廣泛的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，又被稱為分泌性磷蛋白1(Eta-1)。人的OPN基因位于4號(hào)染色體上[5]，該基因有7個(gè)外顯子和6個(gè)內(nèi)含子，其中6個(gè)外顯子被翻譯成全長(zhǎng)同種型(OPN-a)[6]，包括N末端富含天冬氨酸的序列(RGD序列)、C末端鈣結(jié)合位點(diǎn)(SLAYGLY序列)和肝素結(jié)合域[7]。有研究[8-9]表明，OPN的RGD序列與其配體相互作用可上調(diào)滑膜成纖維細(xì)胞(Fibroblast-like synoviocytes，F(xiàn)LS)和軟骨細(xì)胞中膠原酶的合成，與全長(zhǎng)同種型OPN相比，血漿和乳汁中存在的OPN水解切割產(chǎn)生的N和C末端片段可能具有不同的生理學(xué)作用[10]。

1.2 OPN在細(xì)胞和組織中的表達(dá)

OPN在正常細(xì)胞和組織中的表達(dá)受到抑制，只有在炎癥或組織損傷時(shí)其表達(dá)才增強(qiáng)。OPN不僅可以在免疫細(xì)胞中表達(dá)，還可以在如上皮、腎、骨和牙齒等各種組織中表達(dá)，可由破骨細(xì)胞、滑膜細(xì)胞、軟骨細(xì)胞等非免疫細(xì)胞產(chǎn)生[11]，也可以在關(guān)節(jié)液、滑膜組織中檢測(cè)到。有證據(jù)[12]表明血液中也可以檢測(cè)到OPN，且血漿中檢測(cè)的OPN比血清中的更穩(wěn)定可靠。

1.3 OPN的生物學(xué)作用

OPN是一種多效性細(xì)胞因子，通過與不同細(xì)胞表達(dá)的受體相互結(jié)合具有不同的生物學(xué)功能。而OPN信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的結(jié)果由多種不同的條件共同決定，如細(xì)胞類型、受體結(jié)合類型、決定OPN和受體表達(dá)水平的正常或病理環(huán)境等。整合素和CD44亞型被認(rèn)為是OPN受體，由包括樹突狀細(xì)胞在內(nèi)的多種非免疫細(xì)胞和免疫細(xì)胞表達(dá)[7]，OPN與不同受體相互作用促進(jìn)T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等的遷移、黏附和激活，參與疾病的炎癥反應(yīng)。

促炎作用是OPN的主要功能，因OPN可促進(jìn)巨噬細(xì)胞釋放INF-γ和IL-12、抑制IL-10的作用[13]，CD4+T細(xì)胞分泌的OPN，還可通過IL-18促進(jìn)Th1細(xì)胞因子的在局部炎癥中的作用，因此把它們歸屬于Th1細(xì)胞因子[14]，而Th1細(xì)胞是引起RA發(fā)病的重要T細(xì)胞亞群[15]。有報(bào)道[16]指出，OPN在疾病中的作用與其促進(jìn)T淋巴細(xì)胞中的IFN-γ、IL-12、IL-17、IL-18等和單核細(xì)胞中的IL-6的分泌增加，參與淋巴細(xì)胞的黏附和遷移，促進(jìn)TFH細(xì)胞的分化等有關(guān)。

OPN結(jié)構(gòu)上存在2個(gè)結(jié)構(gòu)域和1個(gè)凝血酶切割位點(diǎn)，被凝血酶切割的OPN片斷(SLAYGLR序列)可存在于FLS的表面，并與整合素結(jié)合參與滑膜關(guān)節(jié)炎性細(xì)胞的產(chǎn)生、黏附、遷移和存活等過程，OPN片斷與纖維粘連蛋白結(jié)合，使FLS與B淋巴細(xì)胞連接，刺激B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子及免疫球蛋白的產(chǎn)生及增殖，參與自身免疫疾病的發(fā)生。另外，OPN還參與神經(jīng)發(fā)育[17]、維持血腦屏障穩(wěn)定性[18]及腫瘤轉(zhuǎn)移[19]等多種病理生理過程。

2 OPN在RA發(fā)生發(fā)展中的作用

2.1 OPN參與RA炎癥反應(yīng)及滑膜炎的發(fā)展

目前RA的確切發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚，但OPN被普遍認(rèn)為是參與RA發(fā)病中的一種重要促炎因子，參與白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞聚集、遷移的過程[20-21]，分泌相關(guān)炎癥因子參與滑膜炎的發(fā)展，且大量OPN受體可由滑膜細(xì)胞產(chǎn)生[22]。有研究[23-24]表明，RA患者滑膜和滑液中OPN的表達(dá)量增高，抑制OPN表達(dá)可改善CIA小鼠炎癥反應(yīng)和骨破壞，提示OPN在RA發(fā)病中具有重要作用。

有研究[25]表明，RA患者滑膜組織中OPN的大量表達(dá)還可能與IL-10相關(guān)，而IL-10與RA自身抗體的產(chǎn)生和B細(xì)胞的活化均有關(guān)，并參與了疾病的發(fā)展。另外，OPN還可以調(diào)控炎性滑膜組織中多種細(xì)胞因子，參與RA的炎癥反應(yīng)過程。KOBORI等[26]報(bào)道，敲除OPN基因能改善CIA小鼠的病情，其可能機(jī)制是抑制了血管翳的形成，但具體機(jī)制不完全清楚。

SHAKER等[27]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)RA患者血清OPN的水平與晨僵時(shí)間、ESR、DAS28等顯著相關(guān)，認(rèn)為OPN水平與RA疾病活動(dòng)度有關(guān)，在高水平的OPN情況下，RA的關(guān)節(jié)炎病情明顯加重[28]。

2.2 OPN參與RA的骨和軟骨破壞

在RA的病理變化中，滑膜組織侵襲性生長(zhǎng)入軟骨及軟骨下骨，同時(shí)，炎癥反應(yīng)可誘導(dǎo)血管生成和促進(jìn)FLS增殖導(dǎo)致關(guān)節(jié)損傷及關(guān)節(jié)畸形。既往研究[13]表明OPN與骨代謝過程密切相關(guān)，其促進(jìn)毛細(xì)血管生成、誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞凋亡而參與RA骨和軟骨的破壞，會(huì)對(duì)關(guān)節(jié)造成不可逆性損害。YAMAMOTO等[29]研究指出OPN的SLAYGLR序列參與RA發(fā)病機(jī)制，OPN位于RANK/RANKL下游，其SLAYGLR序列與α9β1結(jié)合通過RANK/RANKL途徑參與破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨吸收。OPN通過調(diào)節(jié)低分子量蛋白酪氨酸激酶(LMWPTP)的表達(dá)介導(dǎo)黏著斑激酶(FAK)去磷酸化的途徑，抑制成骨細(xì)胞的反應(yīng)性，使破骨細(xì)胞占優(yōu)勢(shì)[30]。

OPN通過與T細(xì)胞表明受體結(jié)合促進(jìn)Th1細(xì)胞分化、增強(qiáng)細(xì)胞免疫，同時(shí)可抑制Th2細(xì)胞的免疫功能，導(dǎo)致Th1/Th2細(xì)胞失衡進(jìn)而誘導(dǎo)IL-17細(xì)胞分化，可通過Syk/PI3K/Akt信號(hào)通路和NF-κB信號(hào)通路激活破骨細(xì)胞，從而破壞軟骨基質(zhì)[22]。

DKK-1是Wnt/β-catenin通路的一種天然拮抗劑，其作用是阻斷成骨細(xì)胞分化和促進(jìn)破骨細(xì)胞的形成。SKALSKA等[31]通過ELISA方法測(cè)定RA患者血清中OPN及DKK-1濃度，并于含TNF-α抑制劑的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)TNF-α抑制劑干預(yù)后DKK-1及OPN下調(diào)，而骨保護(hù)素(OPG)的表達(dá)升高，使成骨細(xì)胞占優(yōu)勢(shì)。同時(shí)有研究[32]表明Wnt/β-catenin通路通過調(diào)控OPG的表達(dá)來抑制破骨細(xì)胞的產(chǎn)生及活化。

3 OPN在RA治療中的潛在價(jià)值

既往RA的治療主要是以藥物及理療方式減輕關(guān)節(jié)炎癥反應(yīng)、抑制疾病發(fā)展及不可逆性骨質(zhì)破壞，但其病情緩解率并不高。以細(xì)胞因子為治療靶點(diǎn)的生物制劑雖在一定程度上改善了RA患者的預(yù)后，但對(duì)少部分患者仍無明顯緩解效果，且存在誘發(fā)結(jié)核、肝炎等疾病的風(fēng)險(xiǎn)，所以目前RA的治療仍然有諸多問題尚待解決。

OPN參與RA的發(fā)病過程，可能成為RA治療的新靶點(diǎn)。有研究[21]表明小干擾RNA(siRNA)、OPN抗原表位中和抗體和整合素抗體等抑制OPN的作用可能是治療RA的有效手段。TAKANASHI等[33]提出：當(dāng)使用含有siRNA的乳膏配方治療CIA小鼠，經(jīng)OPN-siRNA乳膏治療明顯抑制了小鼠滑膜增生、白細(xì)胞浸潤(rùn)和關(guān)節(jié)軟骨的損傷。另有研究[22]發(fā)現(xiàn)，慢病毒敲除OPN基因可明顯抑制CIA小鼠的骨損傷及單核細(xì)胞向關(guān)節(jié)浸潤(rùn)。另外，MEHTA等[8]通過噬菌體抗體庫(kù)中篩選出與OPN片斷同源的單鏈抗體31，其可減少纖維黏連蛋白的聚合、減少B細(xì)胞產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子的作用，進(jìn)而減輕RA的滑膜炎。

抗OPN抗體可促進(jìn)T細(xì)胞凋亡，從而減輕T細(xì)胞介導(dǎo)的相關(guān)炎癥反應(yīng)。JüRETS等[34]通過制備抗OPN的小鼠單克隆抗體發(fā)現(xiàn)，抗體可以特異性阻斷基質(zhì)金屬蛋白酶裂解的OPN片斷介導(dǎo)的細(xì)胞黏附，抑制OPN的SLAYGLR域促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖、抑制破骨細(xì)胞的生成，提示人OPN的SVVYGLR域與小鼠的SLAYGLR域?qū)PN單克隆抗體的結(jié)合存在較大差異，故抗OPN抗體種類、濃度及來源的不同可能是影響OPN作為RA治療靶點(diǎn)的關(guān)鍵因素。

4 結(jié)語

OP在RA的滑膜炎、骨與軟骨破壞的發(fā)生發(fā)展過程中起著作用。OPN可作為促炎因子促進(jìn)炎癥細(xì)胞分泌炎癥因子或調(diào)控滑膜組織中細(xì)胞因子的分泌，從而參與RA滑膜炎的形成。同時(shí)，OPN通過一系列信號(hào)通路激活破骨細(xì)胞、抑制成骨細(xì)胞，參與RA的骨與軟骨破壞進(jìn)程。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已證實(shí)抑制OPN的生成、結(jié)合或作用途徑等措施可有效抑制CIA小鼠的炎癥反應(yīng)、骨與軟骨破壞的進(jìn)程。因此，隨著分子技術(shù)的不斷發(fā)展及OPN在RA發(fā)病過程中研究的深入，OPN可能成為未來治療RA的新靶點(diǎn)。