烏頭湯在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中的抗炎機(jī)制研究進(jìn)展

楊靜 王海東 蘇小軍 寧義菲 田雪梅

1甘肅中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)臨床學(xué)院 甘肅蘭州 730000;2甘肅省中醫(yī)院風(fēng)濕骨病中心

烏頭湯(WuTou decoction, WTD)首載于醫(yī)圣張仲景所著《金匱要略》中,全方由烏頭、麻黃、芍藥、黃芪、炙甘草五味藥物組成。方中烏頭、麻黃相使為君,辛溫散寒,宣痹止痛,效在溫通;臣以黃芪益氣固表、炙甘草緩急益氣,兩藥相須配伍,發(fā)揮益氣固本之效;佐以芍藥補(bǔ)血活血,緩急止痛。WTD全方藥少力專,互為助用。烏頭、麻黃辛溫散寒,宣痹止痛以治標(biāo),芪、芍、草三藥益氣補(bǔ)血,調(diào)和營衛(wèi)以治本,標(biāo)本兼顧,全方共奏溫經(jīng)益氣、散寒宣痹之功[1]。該方適用于風(fēng)寒濕邪侵犯人體所致痹證而寒濕偏勝者,是治療寒濕痹阻型類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid Arthritis, RA)的基礎(chǔ)方劑。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)有關(guān)RA發(fā)病核心機(jī)制仍不明確,目前認(rèn)為RA的發(fā)生主要與免疫細(xì)胞、炎癥因子、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)、氧化應(yīng)激異常、遺傳、環(huán)境等因素相關(guān)[2],而炎癥作為RA發(fā)病的核心病理環(huán)節(jié)和關(guān)鍵預(yù)后環(huán)節(jié),影響著疾病的發(fā)展與轉(zhuǎn)歸。若滑膜炎癥持續(xù)存在,會(huì)使自身抗體產(chǎn)生和促炎細(xì)胞因子的持續(xù)釋放,導(dǎo)致滑膜細(xì)胞增生,破骨細(xì)胞活化、引起骨與軟骨的破壞,最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)僵硬、變形、骨質(zhì)破壞和關(guān)節(jié)功能喪失。研究證明,WTD發(fā)揮溫經(jīng)益氣、散寒宣痹的功效,可減輕RA患者的臨床癥狀(關(guān)節(jié)VAS評(píng)分、晨僵時(shí)間、關(guān)節(jié)壓痛指數(shù)、DAS28評(píng)分、HAQ評(píng)分),降低實(shí)驗(yàn)室相關(guān)指標(biāo)(血沉、CRP、RF、炎癥因子等)[3-4]。近年來,越來越多的WTD治療RA的臨床案例與相關(guān)研究被文獻(xiàn)報(bào)道,但其抗炎機(jī)制研究尚缺乏較為系統(tǒng)總結(jié)。為了進(jìn)一步明確WTD對(duì)RA的抗炎作用機(jī)制,本文通過閱讀近年相關(guān)文獻(xiàn),綜述如下,以期為WTD抗炎機(jī)制深入研究提供思路借鑒。

1 烏頭湯中單味藥物的抗炎機(jī)制

烏頭中抗炎藥理活性最為活躍成分是二萜類生物堿,其中最具有代表性的是高烏甲素(lappaconitine,LA),其能通過抑制核轉(zhuǎn)錄因子κB(nuclear factor-kappaB, NF-κB)以及絲裂原激活蛋白激酶(mitogen activation protein kinase, MAPK)而抑制炎癥信號(hào)通路的激活,下調(diào)炎癥因子、趨化因子以及其他炎癥介質(zhì)的表達(dá)[5-6]。麻黃抗炎活性與偽麻黃堿含量密切相關(guān),通過間接刺激α-腎上腺素能受體,使內(nèi)源性去甲腎上腺素從神經(jīng)元釋放,直接刺激β-腎上腺素能受體,下調(diào)前列腺素E2(prostaglandin E2, PGE2)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor, TNF-α)、白介素(interleukin, IL)-1β和IL-6的表達(dá),上調(diào)IL-4和IL-10表達(dá)水平,既可抑制滲出性炎癥,又抑制增殖性炎癥[7-8]。黃芪發(fā)揮抗炎作用的主要成分是黃芪多糖和黃芪甲苷,目前在炎癥性疾病中被廣泛使用,二者呈劑量依賴性抑制IL-1β誘導(dǎo)的相關(guān)炎癥因子的產(chǎn)生以及NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活,以控制機(jī)體的炎癥反應(yīng)[9-10]。芍藥有赤白之分,二者化學(xué)成分基本一致,僅是所含成分量的區(qū)別,均有抗炎作用,但白芍優(yōu)于赤芍。徐佳新等[11-12]認(rèn)為白芍通過抑制PGE2、環(huán)氧化酶-2(cyclooxygenase-2, COX-2)、白三烯B4(leukotrieneB4,LTB4)、活性氧(Reactive oxygen species, ROS)、一氧化氮(nitric oxide, NO)等致炎因子的表達(dá)發(fā)揮抗炎作用,其抗炎作用主要與芍藥苷、芍藥內(nèi)酯苷、苯甲酰芍藥苷以及丹皮酚等活性成分有關(guān)。甘草總黃酮中的異甘草素是甘草抗炎活性成分之一,通過抑制MAPK通路、PPARγ通路,降低細(xì)胞NF-κB、白介素、COX-2、TNF等多種因子的表達(dá),以及產(chǎn)生抗氧化活性。同時(shí),甘草水提液能作用于樹突狀細(xì)胞表面Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4),而影響下游MAPK和NF-κB信號(hào)通路,促進(jìn)樹突狀細(xì)胞成熟,調(diào)節(jié)炎性細(xì)胞因子分泌,增強(qiáng)免疫細(xì)胞活性、調(diào)節(jié)免疫功能而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)和抗炎作用[13-14]。

綜上可知,WTD所含五味藥物都有其特殊的抗炎活性成分,通過不同的途徑調(diào)節(jié)炎癥因子與炎癥介質(zhì)的表達(dá),從而發(fā)揮抗炎作用。

2 烏頭湯方對(duì)RA的抗炎藥理機(jī)制

炎癥損傷的過程有大量細(xì)胞因子及炎癥介質(zhì)的參與,包括白細(xì)胞介素、TNF、干擾素(Interferon, IFN)等,而信號(hào)通路通過受體、配體、和轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控著這些細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)的表達(dá),共同參與機(jī)體炎癥反應(yīng)、介導(dǎo)免疫組織損傷。WTD可調(diào)控多條炎癥相關(guān)通路,通過多靶點(diǎn)、多層次調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能,抑制多種炎癥因子的表達(dá),發(fā)揮抗炎作用。

2.1抑制NF-κB信號(hào)通路 NF-κB是一種多效調(diào)節(jié)免疫的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,在體內(nèi)主要以p50和p65結(jié)合構(gòu)成的異二聚體形式存在。促炎因子等細(xì)胞外刺激信號(hào)可激活轉(zhuǎn)化生長因子-β激活激酶1(transforming growth factor-β-activated kinase 1, TAK1),使核轉(zhuǎn)錄因子抑制蛋白κB(Nuclear factor inhibitory protein,IκB)磷酸化而發(fā)生降解,活化后的異二聚體內(nèi)移到細(xì)胞核內(nèi)介導(dǎo)炎癥因子的轉(zhuǎn)錄。NF-κB信號(hào)通路參與多種炎癥的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),其激活與否影響炎癥基因的表達(dá)[15-16],與炎癥因子、趨化因子、氧化應(yīng)激、感染、微生物等密切相關(guān),在免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)等方面發(fā)揮重要的作用。多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)傳統(tǒng)名方WTD能通過限制上游蛋白含量的表達(dá)與抑制NF-κB的磷酸化使NF-κB信號(hào)通路被抑制,減輕RA模型的炎癥反應(yīng)。如當(dāng)上游Iκκ激酶(Iκκ)、IκB激酶(IκB)、p65等蛋白的過度表達(dá),NF-κB通路激活,使炎性細(xì)胞進(jìn)入滑膜組織發(fā)生炎癥[17],但WTD可降低NF-κB通路上游蛋白如IL-1β、IL-6、TNF-α和MMP-3等的表達(dá),抑制NF-κB信號(hào)通路的活化,發(fā)揮抑制炎癥的作用[18]。

IκB是NF-κB的抑制蛋白,通常情況與NF-κB呈二聚體形式存在于體內(nèi),可抑制NF-κB通路活化。但當(dāng)細(xì)胞因子、蛋白等刺激細(xì)胞時(shí),IκB蛋白發(fā)生磷酸化,NF-κB核定位信號(hào)區(qū)暴露,促使NF-κB完成磷酸化,激活NF-κB通路,產(chǎn)生炎癥反應(yīng);而IκB蛋白的磷酸化可被WTD抑制,進(jìn)而發(fā)揮抑制NF-κB磷酸化的作用,減輕NF-κB信號(hào)通路介導(dǎo)的炎癥反應(yīng),同時(shí)還可以通過增加核因子E2相關(guān)因子2(Nuclear factor E2-related factor 2 ,Nrf2)的表達(dá),強(qiáng)化其介導(dǎo)的抗氧化途徑產(chǎn)生協(xié)同抗炎作用[19-20]。

2.2調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路 3-磷酸肌醇激酶(phosphoinositide-3-kinase, PI3K)是脂質(zhì)激酶家族成員,是由一個(gè)催化亞基(p110)和一個(gè)調(diào)節(jié)亞基(p85)組成的二聚體復(fù)合物蛋白,分為3種同工酶亞型(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。PI3K激活后使一系列下游底物如絲氨酸(Serine/protein kinase B,Akt)磷酸化而介導(dǎo)細(xì)胞增殖、凋亡、促進(jìn)血管生成、細(xì)胞癌性轉(zhuǎn)化、調(diào)控滑膜炎,導(dǎo)致軟骨損傷等[21-22]。研究表明,WTD可通過調(diào)節(jié)AKT-MAP激酶的激酶4(MAP kinase kinase 4, MKK4)-終端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)-轉(zhuǎn)錄因子AP-1(JUN)炎癥信號(hào)軸,增加AKT磷酸化蛋白的表達(dá),減少M(fèi)KK4、JNK和JUN磷酸化蛋白的表達(dá)量,從而起到抗炎止痛作用[23]。研究表明,WTD通過PI3K/AKT信號(hào)通路干預(yù)RA所致滑膜炎癥及后續(xù)骨與軟骨破壞進(jìn)程,其中WTD中麻黃總生物堿可以增加AKT磷酸化水平,下調(diào)磷酸化NF-κB蛋白表達(dá),從而降低關(guān)節(jié)中TNF-α、IL-1β等炎癥因子的表達(dá)、抑制滑膜細(xì)胞增殖,發(fā)揮抗炎作用[24]。

2.3調(diào)控其他炎癥信號(hào)通路 核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)炎癥小體是人體免疫應(yīng)答的重要組成部分。NLRP3炎性信號(hào)通路在RA的炎癥病理發(fā)展過程中意義重大,可以識(shí)別或被多種危險(xiǎn)信號(hào)主動(dòng)激活,介導(dǎo)促炎細(xì)胞因子如IL-1β、TNF-α等表達(dá)而導(dǎo)致炎癥發(fā)生[25-26]。研究發(fā)現(xiàn),WTD能抑制NLRP3炎性體的異常活化,進(jìn)而抑制滑膜組織中NLRP3、天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶-1(caspase-1)蛋白的表達(dá)、減少炎性細(xì)胞因子IL-1β、IL-18釋放,緩解風(fēng)寒濕痹型膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎(collagen induced arthritis,CIA)模型大鼠關(guān)節(jié)腫痛等炎性表現(xiàn)[27]。

此外,芳香烴受體(Aryl hydrocarbon receptor, Ahr)存在于人體的多種組織與細(xì)胞中,由805個(gè)氨基酸構(gòu)成,屬于堿性螺旋-環(huán)-螺旋轉(zhuǎn)錄因子家族,可以被許多內(nèi)源性或外源性配體激活,Ahr信號(hào)通路調(diào)節(jié)人正常生物學(xué)功能,與調(diào)控炎癥、免疫、氧化應(yīng)激、皮膚癌變、能量調(diào)節(jié)等有關(guān)[28-29]。交叉點(diǎn)接合蛋白1(src homology 2 domain containing transforming protein1,SHC1)基因與細(xì)胞凋亡、炎癥和ROS產(chǎn)生有關(guān),Ahr作為一種轉(zhuǎn)錄因子,激活后便從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)入到細(xì)胞核,從而刺激LOC101928120基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá),進(jìn)而抑制SHC1基因表達(dá),下調(diào)IL-1β等促炎因子的表達(dá),而WTD可通過充當(dāng)Ahr轉(zhuǎn)錄配體,調(diào)控Ahr/LOC101928120/SHC1信號(hào)通路,產(chǎn)生炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng),逆轉(zhuǎn)IL-1β、ROS的產(chǎn)生,從而減輕RA大鼠關(guān)節(jié)炎癥反應(yīng)[30]。

單核細(xì)胞趨化蛋白1(monocyte chemotactic protein 1, MCP-1)可以與受體CC趨化因子受體2(CC Chemokine receptor 2 ,CCR2)結(jié)合,將細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2(extracellular-signal-regulationed kinases 1/2,ERK1/2)磷酸化,激活NF-κB等炎癥因子產(chǎn)生。研究者發(fā)現(xiàn)WTD能夠抑制MCP-1/CCR2/ERK1/2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),通過降低CIA大鼠血清及踝關(guān)節(jié)局部MCP-1的含量,減少踝關(guān)節(jié)中CCR2和ERK1/2磷酸化形式的表達(dá)水平,發(fā)揮減輕關(guān)節(jié)炎癥的作用[31]。

上述研究表明,WTD可通過多種抗炎活性成分之間的協(xié)同作用調(diào)控NF-κB與PI3K/AKT等多條炎癥相關(guān)信號(hào)通路,多靶點(diǎn)、多層次、多途徑實(shí)現(xiàn)其對(duì)RA的抗炎作用。

3 小結(jié)與展望

綜上所述,炎癥是RA病程的核心環(huán)節(jié),一方面,炎癥導(dǎo)致關(guān)節(jié)疼痛與腫脹,另一方面,炎癥的持續(xù)狀態(tài)最終會(huì)導(dǎo)致骨質(zhì)破壞和關(guān)節(jié)功能喪失。WTD具有良好的抑制炎癥反應(yīng)、改善炎性癥狀的作用。在對(duì)其作用機(jī)制的研究中發(fā)現(xiàn)WTD所含豐富的藥物活性成分之間協(xié)同作用,調(diào)控多條炎癥相關(guān)信號(hào)通路,多靶點(diǎn)、多層次、多途徑實(shí)現(xiàn)其抗炎作用。但是,目前WTD對(duì)RA抗炎機(jī)制的研究仍存在不足之處:(1)與RA炎癥相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有許多,涉及NF-κB信號(hào)通路、PI3K/AKT信號(hào)通路、MAPK信號(hào)通路等多條不同的信號(hào)通路[32],但目前只涉及了NF-κB、PI3K/AKT兩條信號(hào)通路,尚不能深刻揭示W(wǎng)TD治療RA的抗炎機(jī)制,也無法體現(xiàn)中醫(yī)藥的多靶點(diǎn)治療的優(yōu)勢(shì)。(2)WTD復(fù)方所產(chǎn)生的協(xié)同抗炎機(jī)制、抗炎力量的強(qiáng)弱與劑量、配伍之間的關(guān)系缺乏深入研究,使其難以在臨床藥物加減中實(shí)際運(yùn)用。(3)目前RA炎癥的研究已經(jīng)涉及到細(xì)胞自噬、miRNA等領(lǐng)域,如炎癥可激活細(xì)胞自噬,而過度自噬又可以使滑膜細(xì)胞增殖、產(chǎn)生炎癥介質(zhì),最終破壞患者的關(guān)節(jié)和軟骨[33];miRNA的過度表達(dá)提升炎癥通路信號(hào)傳導(dǎo)水平,使促炎細(xì)胞因子分泌增加而導(dǎo)致炎癥加重[34],而運(yùn)用中醫(yī)藥治療RA炎癥機(jī)制的相關(guān)研究較少。故在以上研究的基礎(chǔ)上,今后應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行深入挖掘:(1)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及計(jì)算機(jī)技術(shù)篩選有關(guān)抗炎信號(hào)通路和生物學(xué)介質(zhì)并進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究,以完善WTD抗炎機(jī)制理論。(2)通過拆方研究WTD中藥物配伍比例與抗炎效應(yīng)之間的關(guān)系。(3)可從調(diào)控自噬和miRNA等角度展開研究,以期深刻揭示烏頭湯抗RA炎癥的作用機(jī)制。