陳超群，蔣濤

(南京中醫(yī)藥大學(xué)常州附屬醫(yī)院，江蘇 常州 213000)

骨性關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis，OA)是一種常見(jiàn)的關(guān)節(jié)炎，又稱(chēng)骨關(guān)節(jié)病、老年性關(guān)節(jié)炎、退行性關(guān)節(jié)炎，是老年人的常見(jiàn)疾病，主要以關(guān)節(jié)軟骨的退變、破壞以及關(guān)節(jié)邊緣和軟骨下骨反應(yīng)性增生為發(fā)病特點(diǎn)。隨著人口老齡化的程度越來(lái)越高，其發(fā)病率也越來(lái)越高，是目前老年人慢性殘疾的首要原因[1-2]。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為骨性關(guān)節(jié)炎是力學(xué)和生物力學(xué)因素共同作用下導(dǎo)致軟骨細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)以及軟骨下骨三者之間合成代謝和分解代謝的失衡，然而,目前研究發(fā)現(xiàn)骨性關(guān)節(jié)炎是一種綜合征，病變累及所有關(guān)節(jié)組織，包括軟骨、軟骨下骨、及滑膜組織等[3-4]。到目前為止還未完全澄清骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機(jī)制，臨床治療方面，如何運(yùn)用中醫(yī)中藥治療骨性關(guān)節(jié)炎已經(jīng)引起醫(yī)生的重點(diǎn)關(guān)注。相比于西藥，中醫(yī)中藥治療骨性關(guān)節(jié)炎具有豐富的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，其運(yùn)用歷史悠久，臨床治療方面效果較好并且毒副作用較少，因此從治療骨性關(guān)節(jié)炎的中藥中尋找有效的活性單體將成為研究熱點(diǎn)，其中黃酮類(lèi)中藥單體研究較為深入。到目前為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)近40余種中藥中黃酮類(lèi)成分進(jìn)行深入研究，近些年關(guān)于治療骨性關(guān)節(jié)炎的相關(guān)黃酮類(lèi)單體深入研究主要有8種，因此本文主要就從8種黃酮類(lèi)中藥單體治療骨關(guān)節(jié)炎的作用機(jī)制方面進(jìn)行總結(jié)與歸納，并進(jìn)一步為篩選治療骨關(guān)節(jié)炎的中藥單體提供相應(yīng)的理論依據(jù)。

1 治療骨性關(guān)節(jié)炎的黃酮類(lèi)中藥單體

黃酮類(lèi)單體化合物是一類(lèi)具有C6-C3-C6結(jié)構(gòu)的天然多酚類(lèi)化合物，根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)特征，分為黃酮、二氫黃酮、二氫黃酮醇、異黃酮、黃酮醇等，尤以薔薇科、蕓香科、禾本科等植物中含量較為豐富，目前大量的研究表明其具有抗氧化、抗炎、抗病毒、抗骨質(zhì)疏松等生理作用。至今為止從中藥中提取的黃酮類(lèi)單體較多，然而治療骨性關(guān)節(jié)炎的黃酮類(lèi)單體研究報(bào)道相對(duì)較少，我們歸納了臨床上常用于治療骨性關(guān)節(jié)炎的黃酮類(lèi)中藥單體(詳見(jiàn)表1)。中藥補(bǔ)骨脂提取的主要有效黃酮類(lèi)成分柚皮苷，具有抗炎、抗病毒、鎮(zhèn)痛等藥理活性；淫羊藿苷主要是從中藥淫羊藿莖葉中提取的主要活性成分，其具有增強(qiáng)免疫，抗腫瘤、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌等作用；黃芩素是從黃芩中提取的黃酮類(lèi)化合物，臨床上具有抑菌消炎及抗感染等作用；槲皮素主要存在于槐花、牡丹皮、菊花、銀杏葉等中藥中，具有祛痰、止咳、平喘等作用；葛根素是從中藥葛根中分離出黃酮類(lèi)衍生物，具有降血壓、抗心律失常、保護(hù)心肌等作用，現(xiàn)多用于心血管疾病的治療；木犀草素是一種從中藥里提取天然類(lèi)黃酮化合物，以野菊花、紫蘇、金銀花含量最高；金雀異黃酮又稱(chēng)染木料素，是一種存在于大豆和紅三葉草中的多酚類(lèi)化合物，具有抗氧化及對(duì)雌激素受體高度的親和性；從綠茶中提取的茶多酚成分表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(ECGG)，也具有抗氧化作用，它們對(duì)于治療骨性關(guān)節(jié)炎的作用機(jī)制復(fù)雜并且治療靶點(diǎn)較多(詳見(jiàn)表2)，下文就從對(duì)軟骨細(xì)胞的增殖與凋亡、軟骨細(xì)胞的代謝、對(duì)炎癥細(xì)胞的代謝及對(duì)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化等幾個(gè)方面來(lái)綜述黃酮類(lèi)中藥單體治療骨性關(guān)節(jié)炎的作用機(jī)制。

表1 治療OA的黃酮類(lèi)中藥單體

2 黃酮類(lèi)中藥單體治療骨性關(guān)節(jié)炎的機(jī)制

2.1 對(duì)軟骨細(xì)胞凋亡與增殖的影響

以往關(guān)于骨性關(guān)節(jié)炎的研究多側(cè)重于軟骨細(xì)胞外基質(zhì)的分解代謝與合成代謝的失衡，隨著近些年來(lái)的研究，逐漸認(rèn)識(shí)到正常的軟骨細(xì)胞也是維持細(xì)胞外基質(zhì)平衡的重要條件，其中軟骨細(xì)胞凋亡與增殖的失衡是骨性關(guān)節(jié)炎的重要發(fā)病機(jī)制[5]，黃酮類(lèi)中藥單體對(duì)于骨性關(guān)節(jié)炎的治療機(jī)制多靶向作用于軟骨細(xì)胞，吳素珍等人研究發(fā)現(xiàn)槲皮素能夠促進(jìn)變性的軟骨細(xì)胞增殖，并且與其作用濃度呈正相關(guān)[6]。LeiZhang 等人[7]研究發(fā)現(xiàn)一定濃度范圍的淫羊藿苷促進(jìn)軟骨細(xì)胞的增殖，Wang[8]等人也發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷能夠促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖，不僅如此，體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)它能夠促進(jìn)軟骨再生，而這些可能與淫羊藿苷激活缺氧誘導(dǎo)因子1α(HIF-1α)有關(guān)；張漢慶等人研究發(fā)現(xiàn)葛根的主要提取物葛根素能夠恢復(fù)退變軟骨細(xì)胞活性，并且能夠促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖[9]，在此作用基礎(chǔ)上，它還能夠抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的活性，減少一氧化氮的生成[10]，一氧化氮是軟骨細(xì)胞的凋亡誘導(dǎo)劑，這也說(shuō)明葛根素不僅能夠促進(jìn)軟骨細(xì)胞的代謝而且還能通過(guò)靶向抑制一氧化氮的生成來(lái)間接抑制軟骨細(xì)胞凋亡，這也為其臨床應(yīng)用與推廣提供了理論依據(jù)。肖漣波等人探究柚皮苷對(duì)人骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞凋亡的影響機(jī)制中，發(fā)現(xiàn)一定濃度的柚皮苷能夠顯著降低軟骨細(xì)胞凋亡比例，并進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)其可能通過(guò)阻斷一氧化氮的產(chǎn)生并且抑制半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶(Caspase)信號(hào)通路產(chǎn)生作用[11]，而且柚皮苷能夠通過(guò)抑制窖蛋白-p38MAPK (caveolin-p38MAPK)信號(hào)通路的激活而促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖[12]，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)口服柚皮苷也能夠修復(fù)兔的軟骨缺損[13]；國(guó)內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)天然的雌激素受體調(diào)節(jié)劑金雀異黃酮低濃度能夠逆轉(zhuǎn)炎癥環(huán)境下軟骨細(xì)胞增殖抑制作用，然而高濃度卻對(duì)軟骨細(xì)胞起到抑制增殖的作用[14]；研究表明黃芩素能夠促進(jìn)軟骨細(xì)胞的增殖以及抑制軟骨細(xì)胞的凋亡，這可能與下列機(jī)制有關(guān)，①抑制軟骨細(xì)胞一氧化氮合酶的表達(dá)并且進(jìn)一步減少一氧化氮的產(chǎn)生;②抑制Caspase3及Caspase8的激活[15];③促進(jìn)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)[16]。

2.2 對(duì)軟骨細(xì)胞代謝的影響

關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞的代謝異常導(dǎo)致其變性、退化、凋亡，進(jìn)而發(fā)生軟骨的破損、骨質(zhì)及滑膜病變繼而導(dǎo)致骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。通常認(rèn)為軟骨細(xì)胞的代謝與細(xì)胞外基質(zhì)(膠原、蛋白多糖)的合成、分解密切相關(guān)。基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPS)以及含血小板蛋白結(jié)合基序的解聚蛋白樣金屬蛋白酶-4(ADAMTS-4)和ADAMTS-5是導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞外基質(zhì)分解的重要因素，并在軟骨破損中發(fā)揮著重要作用，國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(ECGG)能夠通過(guò)抑制核轉(zhuǎn)錄因子NF-KB和AP-1/c-Jun的激活來(lái)下調(diào)白介素1β(IL-1β)誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞MMP1和MMP13的表達(dá)[17]，國(guó)內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了它能夠下調(diào)骨性關(guān)節(jié)炎模型小鼠關(guān)節(jié)軟骨MMP13的表達(dá)，不僅如此它還能促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨蛋白聚糖、Ⅱ型膠原、ADAMTS-5的表達(dá)[18]；國(guó)內(nèi)Wang等人研究發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷能夠促進(jìn)軟骨細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生，這可能與下列原因有關(guān)，①增強(qiáng)軟骨增生的基因表達(dá)，如Sox9，Col2α，aggrecan等;②抑制軟骨代謝相關(guān)基因，如Mmp2, Mmp9,Mmp13,Adamts4，Adamts5等，不僅如此，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在3D培養(yǎng)條件下，淫羊藿苷能夠起到相同的效果[8]；14年國(guó)內(nèi)研究黃芩素對(duì)白介素1β誘導(dǎo)人軟骨細(xì)胞退變的影響，發(fā)現(xiàn)其能夠抑制軟骨細(xì)胞Mmp-3，Mmp13的表達(dá)并且能夠促進(jìn)蛋白聚糖及Ⅱ型膠原的表達(dá)[15]，Wei-Ping Chen[19]對(duì)此進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)它保護(hù)軟骨的作用有可能與MAPK信號(hào)通路激活有關(guān)；張漢慶等[20]人探究葛根素治療兔膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎對(duì)關(guān)節(jié)軟骨的基質(zhì)金屬蛋白酶及其抑制劑的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)葛根素能夠抑制骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞MMP-1的表達(dá)，這也表明它具有一定的抑制細(xì)胞外基質(zhì)中膠原的降解作用，這也為它防治關(guān)節(jié)炎提供理論依據(jù)。體內(nèi)與體外實(shí)驗(yàn)[21]共同證實(shí)柚皮苷能夠通過(guò)抑制NF-KB信號(hào)通路的激活來(lái)下調(diào)MMP-13、ADAMTS-5、NOS-2的表達(dá)，這些基因的下調(diào)將防止OA的軟骨進(jìn)一步退變與破壞。袁小亮等人[22]研究槲皮素對(duì)軟骨MMP-13、TIMP-1表達(dá)的影響，分別從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)共同證實(shí)了它能夠抑制MMP-13的表達(dá)及上調(diào)TIMP-1的表達(dá)，降低MMP-13/TIMP-1的比例，進(jìn)而抑制細(xì)胞外基質(zhì)的降解，達(dá)到保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨的作用；與之矛盾的是，韓國(guó)學(xué)者Hyun Lim等[23]探究黃酮類(lèi)藥物對(duì)軟骨細(xì)胞的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)槲皮素不能抑制退變軟骨細(xì)胞MMP-13的表達(dá)，這種現(xiàn)象可能與槲皮素的作用濃度有關(guān)；不僅如此，它還能促進(jìn)軟骨細(xì)胞Ⅱ型膠原的表達(dá)[24]，而Ⅱ型膠原是關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞外基質(zhì)主要成分。研究發(fā)現(xiàn)木犀草素能夠抑制體外退變軟骨細(xì)胞MMP-1，MMP-3，MMP-13，ADAMTS-4，ADAMTS-5基因表達(dá)，同時(shí)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了高濃度的木犀草素能夠抑制關(guān)節(jié)軟骨MMP-3蛋白的分泌[25]。

2.3 對(duì)炎癥細(xì)胞及細(xì)胞因子的影響

骨性關(guān)節(jié)炎早期被認(rèn)為是一種非炎癥性疾病，其患者的滑膜組織經(jīng)常被作為類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎研究的正常對(duì)照組；可是，近些年來(lái)越來(lái)越多的證據(jù)表明骨性關(guān)節(jié)炎患者存在一定程度的滑膜炎癥，而且人體免疫系統(tǒng)也參與骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生與發(fā)展[26]。其中骨性關(guān)節(jié)炎患者滑膜及其巨噬細(xì)胞分泌的促炎細(xì)胞因子(TNF-α，IL-1β，MMPs)參與到軟骨退變機(jī)制中，尤以TNF-α，IL-1β最為主要。關(guān)于黃酮類(lèi)中藥單體對(duì)于OA的炎癥細(xì)胞及細(xì)胞因子的作用研究近些年也較多，施風(fēng)超等[27]通過(guò)運(yùn)用弗氏佐劑建立大鼠骨性關(guān)節(jié)炎疾病模型來(lái)評(píng)估木犀草素治療骨關(guān)節(jié)炎的作用，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)木犀草素能夠改善大鼠關(guān)節(jié)腫脹體積，關(guān)節(jié)炎指數(shù)，降低關(guān)節(jié)滑液中白細(xì)胞及中性粒細(xì)胞數(shù)量，體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步運(yùn)用炎癥細(xì)胞模型來(lái)評(píng)價(jià)它的抗炎作用，結(jié)果也表明它能夠抑制內(nèi)毒素(LPS)誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞激活，這抗炎機(jī)制有可能與下列有關(guān)，①下調(diào)IL-6，IL-1β，TNF-α，iNOS的表達(dá);②調(diào)節(jié)Th1/Th2和Th17/Treg平衡;③抑制P2X4及MAPK/NF-KB信號(hào)通路;張純武[28]也報(bào)道了相似的結(jié)果。柚皮苷能夠通過(guò)抑制NF-KB信號(hào)抑制軟骨細(xì)胞IL-1β，COX-2的表達(dá)[21]；黃芩素也通過(guò)抑制NF-KB信號(hào)通路來(lái)抑制COX-2的表達(dá)[16]；張城等人[29]通過(guò)研究金雀異黃酮對(duì)于LPS處理的兔軟骨細(xì)胞增殖拮抗及抗炎作用中，發(fā)現(xiàn)其能夠抑制LPS處理的軟骨細(xì)胞IL-1β的表達(dá)，相反，國(guó)外有研究發(fā)現(xiàn)金雀異黃酮也在一定程度上抑制IL-1β的表達(dá)，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這可能與金雀異黃酮的實(shí)驗(yàn)濃度差異或者與軟骨細(xì)胞不同種類(lèi)來(lái)源有關(guān)[30]；劉俊等人[31]探索槲皮素對(duì)兔骨關(guān)節(jié)炎模型中IL-1β、TNF-α的水平影響，結(jié)果表明槲皮素組關(guān)節(jié)液中促炎因子(IL-1β、TNF-α)顯著低于模型組，這也為臨床運(yùn)用槲皮素治療骨性關(guān)節(jié)炎提供理論依據(jù)，然而關(guān)于它對(duì)于體外軟骨細(xì)胞促炎因子作用以及具體機(jī)制研究仍未完全清楚。國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)ECGG能夠抑制IL-1β所誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞COX-2上調(diào)，并進(jìn)一步抑制PGE-2的產(chǎn)生而起到保護(hù)軟骨細(xì)胞的作用，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用轉(zhuǎn)染技術(shù)，發(fā)現(xiàn)ECGG是通過(guò)上調(diào)軟骨細(xì)胞miR-199a-3p的表達(dá)[32]，有研究表明miR-199a-3p與COX-2mRNA 的3’UTR的序列相匹配[33]，因此說(shuō)明了ECGG是通過(guò)上調(diào)miR-199a-3p的表達(dá)來(lái)使得COX-2基因沉默以達(dá)到保護(hù)軟骨細(xì)胞的作用；同時(shí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)[18]，經(jīng)過(guò)ECGG治療過(guò)的關(guān)節(jié)炎小鼠，其IL-1β、TNF-αmRNA、COX-2的表達(dá)下降，這也說(shuō)明了在體內(nèi)和體外ECGG均能夠較好的改善關(guān)節(jié)炎的炎癥因子的變化。

2.4 對(duì)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化的影響

骨髓基質(zhì)干細(xì)胞(骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞)是存在于骨髓中一種特殊的非造血干細(xì)胞，具有自我更新、高度增殖能力、多向分化潛能，在特定的誘導(dǎo)因子作用下將其誘導(dǎo)為軟骨細(xì)胞，因此在骨關(guān)節(jié)炎疾病治療中又被稱(chēng)為“種子細(xì)胞”，目前關(guān)于黃酮類(lèi)中藥單體是否促進(jìn)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞成軟骨分化的研究較少，王冠軍等人[34]研究柚皮苷對(duì)大鼠骨髓基質(zhì)干細(xì)胞增殖及其成軟骨細(xì)胞分化的影響中，發(fā)現(xiàn)低濃度的柚皮苷能夠促進(jìn)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的增殖，但是單純柚皮苷作用于骨髓基質(zhì)干細(xì)胞并不能誘導(dǎo)其成軟骨分化，然而柚皮苷加軟骨細(xì)胞誘導(dǎo)液卻能促進(jìn)其骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的成軟骨細(xì)胞的分化能力；在體外2D[35]及3D[36]軟骨細(xì)胞培養(yǎng)條件下，淫羊藿苷均能促進(jìn)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化，相反卻不促進(jìn)軟骨過(guò)度肥厚方向分化，這也為促進(jìn)軟骨組織修復(fù)提供潛在的藥物，然而關(guān)于其它黃酮類(lèi)中藥單體(葛根素、黃芩素、槲皮素、金雀異黃酮、ECGG、木犀草素)在骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的研究多集中于成骨方向的研究，相反在是否促進(jìn)其向軟骨方向的研究少之又少，以及這些單體是否在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也起到相同的作用仍需要我們進(jìn)一步研究、探索。

3 總結(jié)與展望

中醫(yī)中藥在臨床上治療骨性關(guān)節(jié)炎具有作用廣泛，療效明顯并且毒副作用較少等優(yōu)勢(shì)，其中運(yùn)用現(xiàn)代中藥的研究方法從傳統(tǒng)中藥中篩選出新的有效活性單體治療骨性關(guān)節(jié)炎將成為研究熱點(diǎn)，目前的研究發(fā)現(xiàn)中藥單體治療骨性關(guān)節(jié)炎具有多靶點(diǎn)、多環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，但是對(duì)于其基礎(chǔ)研究尚處于起步階段，有些活性成分及作用機(jī)制仍未完全明確；因此本文對(duì)黃酮類(lèi)中藥單體治療骨性關(guān)節(jié)炎的作用機(jī)制進(jìn)行初步探討與總結(jié)，以期為從傳統(tǒng)中藥中篩選出治療骨性關(guān)節(jié)炎的黃酮類(lèi)活性單體，探究新的治療靶點(diǎn)提供思路，但目前黃酮類(lèi)中藥單體治療骨性關(guān)節(jié)炎的研究偏少，多局限于療效及基礎(chǔ)研究等方面，因而運(yùn)用現(xiàn)代中醫(yī)藥新技術(shù)及方法探究其藥理活性、化學(xué)活性結(jié)構(gòu)，將成為開(kāi)發(fā)黃酮類(lèi)中藥單體治療骨性關(guān)節(jié)炎的有效途徑。

表2 黃酮類(lèi)中藥單體治療骨性關(guān)節(jié)炎的作用靶點(diǎn)

注：“↑” 表示增加或上調(diào)“↓”表示減少或下調(diào)