楊 萍

白藜蘆醇通過調(diào)控信號通路治療膝骨關(guān)節(jié)炎的研究進(jìn)展

楊 萍

甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050

膝骨關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis，KOA）為一種慢性退行性病變，可導(dǎo)致關(guān)節(jié)功能減退、喪失，嚴(yán)重影響人類生活質(zhì)量。白藜蘆醇是一種天然多酚類植物抗毒素，是虎杖等藥用植物中的主要活性成分，具有保護(hù)血管、抗炎、抗癌、抗氧化等作用，可通過調(diào)控核因子E2相關(guān)因子2/血紅素氧合酶-1/醌氧化還原酶1信號通路、Toll樣受體4/髓樣分化因子88信號通路、磷酯酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信號通路、核因子-κB信號通路、酪氨酸激酶2/轉(zhuǎn)錄激活因子3信號通路、分泌型糖蛋白/β-連環(huán)蛋白信號通路等發(fā)揮抗KOA作用。通過對白藜蘆醇調(diào)控信號通路治療KOA的分子機(jī)制進(jìn)行綜述，為合理應(yīng)用及藥物開發(fā)提供依據(jù)。

白藜蘆醇；膝骨關(guān)節(jié)炎；信號通路；分子機(jī)制；氧化應(yīng)激；細(xì)胞凋亡

膝骨關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis，KOA）是一種以膝關(guān)節(jié)疼痛、活動受限、僵硬甚至畸形為主要癥狀的慢性退行性骨關(guān)節(jié)疾病[1]，多發(fā)于中老年人群，是臨床中發(fā)病率較高的一種退行性膝關(guān)節(jié)疾患，以膝關(guān)節(jié)軟骨的變性、破壞及骨贅形成為主要臨床特征[2]。據(jù)統(tǒng)計，60歲以上的老年人中，約有30%～50%的人受KOA的影響[3]。隨著老齡化進(jìn)程的日趨嚴(yán)峻，如何防治KOA成為目前研究的熱點[4]。關(guān)于KOA的治療方法臨床主要是以減少關(guān)節(jié)疼痛、延緩其進(jìn)展為主。化學(xué)藥雖能緩解KOA癥狀，但長期使用常伴有一定的不良反應(yīng)。近年來，越來越多的天然化合物表現(xiàn)出明顯的抗炎作用和較少的不良反應(yīng)而逐漸引起人們的關(guān)注。

白藜蘆醇是一種生物活性很強(qiáng)的天然多酚類物質(zhì)，又稱為茋三酚，化學(xué)名稱為3,4,5-三羥基-1,2-二苯基乙烯，純品外觀為白至淡黃色粉末，無味，難溶于水，易溶于乙醚、三氯甲烷、甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯等有機(jī)溶劑[5]，化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1。其來源廣泛，在葡萄、虎杖、花生等藥用植物中的含量較高[6]。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，白藜蘆醇具有抗癌、抗氧化、抗心血管疾病、保肝、抗菌、抗炎、抗衰老及雌激素樣活性等作用[7]，在藥品、食品及保健品方面具有較高的應(yīng)用價值。最新研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇對KOA具有顯著的治療作用，可保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞，調(diào)控軟骨細(xì)胞中炎癥因子表達(dá)，抑制軟骨細(xì)胞凋亡，維持軟骨下骨微環(huán)境平衡，抑制軟骨細(xì)胞外基質(zhì)降解。因此，本文旨在對白藜蘆醇通過調(diào)控信號通路防治KOA的分子機(jī)制進(jìn)行歸納總結(jié)，為其臨床應(yīng)用及新藥開發(fā)提供參考。

圖1 白藜蘆醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)

1 白藜蘆醇通過調(diào)控核因子E2相關(guān)因子2（nuclear factor erythroid-2-related factor2，Nrf2）/血紅素氧合酶-1（hemeoxygennase-1，HO-1）/醌氧化還原酶1（NADPH qunineoidoreductase 1，NQO1）信號通路防治KOA

Nrf2是調(diào)節(jié)細(xì)胞氧化應(yīng)激的重要轉(zhuǎn)錄因子，有利于改善氧化應(yīng)激，促進(jìn)細(xì)胞存活，維持細(xì)胞內(nèi)氧化還原動態(tài)平衡[8]。Nrf2可促進(jìn)血HO-1的轉(zhuǎn)錄，對細(xì)胞有保護(hù)作用[9]，在體內(nèi)被有毒、有害物質(zhì)激活后轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核并識別結(jié)合核酸序列上的抗氧化反應(yīng)元件（anti-oxidantresponseelement，ARE），從而啟動下游II相解毒酶、抗氧化蛋白、抗氧化酶系等保護(hù)性基因轉(zhuǎn)錄，如HO-1、NQO1、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）等，從而提高細(xì)胞應(yīng)對氧化應(yīng)激的抵抗能力進(jìn)而產(chǎn)生細(xì)胞保護(hù)作用，抵抗各種刺激對機(jī)體產(chǎn)生的氧化應(yīng)激損傷[10]。相關(guān)研究已證實，氧化應(yīng)激反應(yīng)在KOA病理生理學(xué)中起重要作用，如活性氧可能導(dǎo)致軟骨降解、關(guān)節(jié)炎癥、軟骨細(xì)胞凋亡和氧化還原的改變[11]。

白藜蘆醇能夠改善過氧化氫（H2O2）誘導(dǎo)的原代軟骨細(xì)胞凋亡，增加細(xì)胞增殖活性；上調(diào)Nrf2-HO-1/NQO-1信號因子和SOD-2、谷胱甘肽過氧化酶4（glutathione peroxidase 4，GPx4）和CAT的表達(dá)，降低H2O2誘導(dǎo)的活性氧和脂質(zhì)氧化水平；降低H2O2誘導(dǎo)的炎癥信號因子核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）、環(huán)氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（induced nitric oxide synthase，iNOS）的表達(dá)水平，降低炎癥因子白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、IL-8、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的釋放[12]。通過激活Nrf2和沉默信息調(diào)節(jié)因子1（silent information regulator 1，SIRT1）表達(dá)上調(diào)抗氧化防御基因，抑制活性氧過量產(chǎn)生，減輕氧化損傷和炎癥反應(yīng)[13]。研究表明，老年小鼠經(jīng)白藜蘆醇治療后，膠原、骨基質(zhì)形成和SIRT1表達(dá)顯著增加，其可能是通過抑制細(xì)胞增殖、降低活性氧活性、提高SOD酶活性、提高谷胱甘肽濃度，上調(diào)SOD1、胱氨酸/谷氨酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)體、Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2（Runt-related transcription factor 2，RUNX2）和骨鈣素以及SIRT1/Nrf2的基因表達(dá)，發(fā)揮抗氧化應(yīng)激和成骨能力[14]。通過Nrf2介導(dǎo)的信號通路上調(diào)HO-1表達(dá)，白藜蘆醇5 mg/kg可減少大鼠炎癥相關(guān)蛋白的產(chǎn)生、破骨細(xì)胞的形成和循環(huán)活性氧的產(chǎn)生[15]，從而保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨，延緩KOA病理進(jìn)程，見圖2。

2 白藜蘆醇通過抑制Toll樣受體4（Toll like receptor 4，TLR4）/髓樣分化因子88（myeloid differentiation factor 88，MyD88）信號通路防治KOA

TLR4作為先天免疫應(yīng)答的模式識別受體，廣泛分布于人體中，如成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞、破骨前體細(xì)胞、骨巨噬細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞等，TLR4能夠介導(dǎo)骨髓細(xì)胞產(chǎn)生炎癥因子作用于骨代謝[16]。MyD88是TLR4信號通路中重要的銜接蛋白[17]，TLR4信號傳導(dǎo)主要依賴于MyD88，并可介導(dǎo)TLR4信號通路下游NF-κB活化，NF-κB是炎癥反應(yīng)中主要的轉(zhuǎn)錄因子，可以同時調(diào)控成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞，在維持骨穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著重要的作用[18]。

白藜蘆醇可能在體外通過抑制TLR4/MyD88依賴性信號通路發(fā)揮抗IL-1β誘導(dǎo)的人骨肉瘤SW1353細(xì)胞骨關(guān)節(jié)炎效應(yīng)，顯著下調(diào)培養(yǎng)基上清液中IL-6水平以及SW1353細(xì)胞中TLR4和MyD88蛋白的表達(dá)[19]。白藜蘆醇通過抑制TLR4/MyD88/ NF-κB信號通路下調(diào)IL-1β誘導(dǎo)的人關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞炎癥因子表達(dá)，TLR4及其下游靶分子MyD88和TNF受體相關(guān)蛋白6（TNF receptor-associated factor 6，TRAF6）表達(dá)減少，阻止NF-κB核移位[20]。白藜蘆醇2、4、8 μmol/L可將M1型巨噬細(xì)胞極化為M2型巨噬細(xì)胞，并通過TLR4/MyD88受體途徑進(jìn)行調(diào)控，下調(diào)一氧化氮、IL-6、TNF-α水平，從而減輕炎癥反應(yīng)[21]，干預(yù)KOA發(fā)生。白藜蘆醇可改善高脂小鼠關(guān)節(jié)軟骨骨關(guān)節(jié)炎早期樣改變，抑制軟骨組織TLR4及自噬標(biāo)記蛋白（beclin 1）、自噬相關(guān)蛋白微管相關(guān)蛋白輕鏈3II（microtubule-associated protein light chain 3II，LC3II）/LC3I表達(dá)，表明白藜蘆醇的抗骨關(guān)節(jié)炎作用可能與調(diào)節(jié)TLR4和自噬有關(guān)[22]。白藜蘆醇50 μmol/L可顯著降低IL-1β誘導(dǎo)的SW1353細(xì)胞培養(yǎng)基上清IL-6水平及軟骨細(xì)胞TLR4、MyD88、β干擾素TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白（TIR-domain-containing adaptor inducing interferon-β，TRIF）和NF-κB蛋白表達(dá)，激活PI3K/Akt失活叉頭框轉(zhuǎn)錄因子O亞族1（forkhead box transcription factor O1，F(xiàn)oxO1）抑制TLR4/MyD88依賴性和非依賴性信號通路，通過TLR4/Akt/FoxO1軸抑制TLR4/NF-κB信號通路發(fā)揮抗IL-1β誘導(dǎo)的SW1353細(xì)胞骨關(guān)節(jié)炎效應(yīng)[23]。白藜蘆醇45 mg/kg連續(xù)ig 12周可以改善高脂飲食誘導(dǎo)的C57BL/6J小鼠骨關(guān)節(jié)炎癥狀，且在體內(nèi)膝關(guān)節(jié)軟骨中TLR4的表達(dá)顯著降低[24]，見圖3。

圖2 白藜蘆醇通過調(diào)控Nrf2/HO-1/NQO1信號通路干預(yù)KOA的分子機(jī)制

3 白藜蘆醇通過調(diào)控磷酯酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）信號通路防治KOA

關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞過度凋亡是KOA發(fā)病機(jī)制的重要特征，會導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨損傷。PI3K/Akt信號通路是KOA中與軟骨細(xì)胞凋亡相關(guān)的經(jīng)典抗凋亡信號通路，可影響多個下游效應(yīng)因子如B淋巴細(xì)胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）、Bcl-2相關(guān)X蛋白（Bcl-2 associated X protein，Bax）的激活，并在抑制細(xì)胞凋亡和促進(jìn)細(xì)胞增殖中發(fā)揮關(guān)鍵作用[25]。PI3K是由1個催化亞基和1個調(diào)節(jié)亞基組成的異源二聚體蛋白，其下游靶蛋白Akt是一種絲/蘇氨酸蛋白激酶，激活后可通過磷酸化作用于多種相關(guān)下游靶分子如促凋亡蛋白（Bcl-2/Bcl-xL-associated death promoter，Bad）、NF-κB、雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（cystein-asparate protease-3，Caspase-3）等調(diào)節(jié)軟骨細(xì)胞存活、自噬與凋亡，介導(dǎo)軟骨組織損傷過程[26]。研究表明，位于炎癥滑膜中的成纖維細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞（fibroblast-like synoviocytes，F(xiàn)LSs）可以產(chǎn)生大量的炎癥細(xì)胞因子、趨化因子和基質(zhì)降解分子7、9，PI3K/Akt的激活與滑膜炎的發(fā)展、軟骨的退行性變和KOA的易感性密切相關(guān)[27]。

圖3 白藜蘆醇通過抑制TLR4/MyD88信號通路減緩KOA的分子機(jī)制

白藜蘆醇100 μmol/L可通過激活PI3K/Akt信號通路，增加體外培養(yǎng)的小鼠膝關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞細(xì)胞外基質(zhì)二型膠原、蛋白聚糖、Akt1合成，起到保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨的作用[28]。TLR4和PI3K/Akt信號通路均在關(guān)節(jié)軟骨中被激活，白藜蘆醇可下調(diào)TLR4表達(dá)以及上調(diào)PI3K/Akt信號傳導(dǎo)，而TLR4抑制劑CLI-095可減弱白藜蘆醇對PI3K/Akt的活化作用；用PI3K抑制劑LY294002預(yù)處理的IL-1β誘導(dǎo)關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇未能下調(diào)TLR4表達(dá)，表明白藜蘆醇可通過激活PI3K/Akt信號通路抑制關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞TLR4表達(dá)，發(fā)揮抗KOA作用[29]。用TLR4 siRNA、PI3K抑制劑LY294002或FoxO1 siRNA處理IL-1β（10 ng/mL）誘導(dǎo)的SW1353細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇50 μmol/L可顯著上調(diào)PI3K/Akt磷酸化水平，并下調(diào)FoxO1表達(dá)，表明其通過激活關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞PI3K/Akt信號傳導(dǎo)來抑制TLR4和炎癥因子表達(dá)[30]，見圖4。

4 白藜蘆醇通過抑制NF-κB信號通路防治KOA

NF-κB是一種誘導(dǎo)型轉(zhuǎn)錄因子，在免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞分化以及正常和惡性細(xì)胞的存活中起核心作用，參與軟骨退化、滑膜炎癥、軟骨下硬化等骨關(guān)節(jié)炎重要病理過程，與骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生和發(fā)展關(guān)系密切[31]。NF-κB通過位于基質(zhì)金屬蛋白酶1（matrix metalloproteinase 1，MMP1）、MMP9、MMP3和整合素樣金屬蛋白酶與凝血酶抗體5（integrin-like metalloproteinase and thrombin antibody 5，ADAMTS5）基因啟動子中的NF-κB反應(yīng)元件誘導(dǎo)分解代謝基因表達(dá)，促進(jìn)主要促炎和抗炎介質(zhì)的表達(dá)，包括COX-2、前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）和iNOS[32]。NF-κB的激活可導(dǎo)致一系列下游靶基因的轉(zhuǎn)錄，從而產(chǎn)生相關(guān)的生物學(xué)效應(yīng)，如炎癥因子的產(chǎn)生和軟骨細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)，最終導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)損傷的發(fā)展[33]。在培養(yǎng)的軟骨細(xì)胞中，用NF-κB抑制劑治療可降低IL-1β誘導(dǎo)的分解代謝基因表達(dá)；在動物模型中，通過動脈注射特異性siRNA，膝關(guān)節(jié)中NF-κB p65的敲低可減輕軟骨損傷，骨關(guān)節(jié)炎滑液中IL-1β和TNF-α的濃度降低，IκB激酶（inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase，IKK）作為NF-κB激活機(jī)制的上游調(diào)節(jié)劑，也與軟骨細(xì)胞分解代謝和軟骨退化有關(guān)[34]。NF-κB信號通路在調(diào)節(jié)促炎因子、黏附分子和趨化因子的表達(dá)中發(fā)揮重要作用，在炎癥、細(xì)胞增殖、分化和凋亡中發(fā)揮核心作用。

圖4 白藜蘆醇通過調(diào)控PI3K/Akt信號通路干預(yù)KOA的分子機(jī)制

白藜蘆醇可通過NF-κB信號通路影響軟骨細(xì)胞、mRNA的表達(dá)，進(jìn)而降低軟骨細(xì)胞炎癥反應(yīng)，延緩關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞退變[35]。用過表達(dá)SIRT1的腺病毒轉(zhuǎn)染小鼠胚胎成骨MC3T3-E1細(xì)胞，以TNF-α誘導(dǎo)MC3T3-E1細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)SIRT1在細(xì)胞中的過表達(dá)通過抑制細(xì)胞凋亡、增加堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）活性、增加和骨鈣素mRNA表達(dá)，顯著減輕TNF-α誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷及抑制NF-κB活化，降低iNOS表達(dá)和一氧化氮形成，白藜蘆醇10 μmol/L對TNF-α誘導(dǎo)的SIRT1過表達(dá)細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用[36]。白藜蘆醇激活SIRT1并誘導(dǎo)SIRT1與組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶p300在骨源性細(xì)胞和前成骨細(xì)胞中結(jié)合形成復(fù)合物，導(dǎo)致NF-κB受體激活劑配體誘導(dǎo)的NF-κB去乙?；?，抑制NF-κB轉(zhuǎn)錄激活和破骨細(xì)胞生成[37]。白藜蘆醇抑制參與炎癥的NF-κB調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物（COX-2、MMP3、MMP9、血管內(nèi)皮生長因子）、細(xì)胞凋亡（Bcl-2、Bcl-xL和TNF-α受體相關(guān)因子1）及Caspase-3的激活，并通過抑制蛋白酶體來調(diào)節(jié)NF-κB途徑[38]，見圖5。

圖5 白藜蘆醇通過抑制NF-κB信號通路防治KOA的分子機(jī)制

5 白藜蘆醇通過調(diào)控酪氨酸激酶2（Janus kinase 2，JAK2）/轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）信號通路防治KOA

JAK2/STAT3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與細(xì)胞增殖與凋亡的調(diào)控，在骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞增殖與凋亡過程中發(fā)揮著重要調(diào)控作用[39]。其構(gòu)成較單一，主要包含激酶受體、JAK及STAT 3個要件。在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中，細(xì)胞外配體與細(xì)胞膜上的受體相結(jié)合，激活下游因子，諸多受體由于本身無激酶活性，因此只能依賴于細(xì)胞內(nèi)的結(jié)合位點去激活相關(guān)酶活性；JAK2作為JAK 4種亞型之一，主要功能是參與并介導(dǎo)細(xì)胞外配體和細(xì)胞膜上相關(guān)受體間的信號傳導(dǎo)；STAT3則為其家族中7個成員之一，是JAK的下游激活蛋白[40]。JAK2/STAT3由細(xì)胞因子刺激信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，其主要作用是將來自細(xì)胞外的化學(xué)信號經(jīng)一系列反應(yīng)傳遞給細(xì)胞核，導(dǎo)致與細(xì)胞增殖、分化、損傷、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、凋亡及免疫調(diào)節(jié)等許多相關(guān)重要基因DNA的轉(zhuǎn)錄和生物學(xué)表達(dá)[41]。JAK2/STAT3信號通路的激活受骨關(guān)節(jié)炎中炎性細(xì)胞因子刺激的調(diào)節(jié)，抑制JAK2/STAT3通路可改善受損軟骨細(xì)胞凋亡，在炎癥過程中起重要作用[42]。

給予雄性C57BL/6J小鼠喂食標(biāo)準(zhǔn)食物、高脂肪飲食或含白藜蘆醇45 mg/kg的高脂肪飲食22周，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可抑制肥胖相關(guān)的骨關(guān)節(jié)炎并阻止其進(jìn)展，下調(diào)軟骨中JAK2、STAT3、MMP13和細(xì)胞因子信號通路抑制因子3（suppressor of cytokine signaling，SOCS3）表達(dá)，顯著抑制軟骨中JAK2/STAT3信號通路，白藜蘆醇在體外瘦素刺激SW1353細(xì)胞中表現(xiàn)出相同的效果，表明白藜蘆醇通過抑制軟骨中JAK2/STAT3信號通路活化發(fā)揮抗肥胖相關(guān)骨關(guān)節(jié)炎的作用[43]。白藜蘆醇改善炎癥性關(guān)節(jié)軟骨和骨破壞，下調(diào)、酪氨酸激酶3（mitogen-activated protein kinase，MAPK3）、Src酪氨酸激酶和mRNA表達(dá)，表明白藜蘆醇通過抑制Src激酶，STAT3通路改善炎癥性關(guān)節(jié)炎[44]。研究表明，在軟骨細(xì)胞/巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)模型中軟骨細(xì)胞和巨噬細(xì)胞之間的串?dāng)_機(jī)制揭示了白藜蘆醇的抗炎特性，白藜蘆醇顯著抑制IL-1β激活軟骨細(xì)胞中NF-κB誘導(dǎo)的IL-6分泌，進(jìn)而抑制巨噬細(xì)胞中的STAT3蛋白激活，且STAT3能夠正向調(diào)節(jié)IL-6的分泌[45]，見圖6。

圖6 白藜蘆醇通過調(diào)控JAK2/STAT3信號通路干預(yù)KOA的分子機(jī)制

6 白藜蘆醇通過調(diào)控分泌型糖蛋白/β-連環(huán)蛋白（Wnt/β-catenin）信號通路防治KOA

Wnt/β-catenin信號通路是通過調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化，產(chǎn)生蛋白酶，參與KOA發(fā)病的經(jīng)典途徑[46]。典型的Wnt通路通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)β-catenin水平和亞細(xì)胞定位來觸發(fā)其在細(xì)胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)，在缺乏Wnt蛋白的情況下，β-catenin水平保持在穩(wěn)定狀態(tài)。過量的β-catenin被糖原合成酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β）與軸抑制蛋白1（Axin1）/Axin2、腺瘤性息肉病大腸桿菌（adenomatous polyposis Coli，APC）、蓬亂蛋白和酪蛋白激酶1（casein kinase 1，CK1）以磷酸化的方式在“破壞復(fù)合物”中降解，該蛋白復(fù)合物磷酸化β-catenin蛋白羧基末端的特定氨基酸殘基，該氨基酸殘基由β-catenin基因的外顯子3編碼；當(dāng)Wnt配體與其受體卷曲蛋白、低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白（low density lipoprotein receptor related protein，LRP）5或6結(jié)合時，卷曲蛋白、LRP5和LRP6受體的胞內(nèi)部分與蓬亂蛋白、APC和Axin1/Axin2蛋白相互作用，導(dǎo)致β-catenin從破壞復(fù)合體釋放出來并易位到細(xì)胞核中，β-catenin蛋白與轉(zhuǎn)錄因子/淋巴增強(qiáng)因子結(jié)合，并激活細(xì)胞核中Wnt下游靶基因的表達(dá)，調(diào)控相關(guān)細(xì)胞凋亡和代謝[47]。

白藜蘆醇顯著增加骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）堿性磷酸酶活性和鈣結(jié)節(jié)，抑制GSK-3β的功能，增加β-catenin的穩(wěn)定性和核積累，上調(diào)成骨細(xì)胞相關(guān)標(biāo)記基因表達(dá)，并引起細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶的快速活化，表明白藜蘆醇可通過激活Wnt/β-catenin信號通路促進(jìn)犬BMSCs的成骨細(xì)胞分化[48]。用白藜蘆醇處理的骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞中，SIRT1表達(dá)上調(diào)導(dǎo)致Bax、Caspase-3/9酶原、MMP1、MMP3、MMP13、Wnt3a、Wnt5a、Wnt7a和β-catenin的表達(dá)水平降低以及Bcl-2水平增加，其中MMP13是Wnt/β-catenin信號通路下游的靶蛋白，Wnt3a、Wnt5a和Wnt7a 3種Wnt蛋白是與骨關(guān)節(jié)炎發(fā)育有關(guān)的主要效應(yīng)因子，表明白藜蘆醇可能通過Wnt/β-catenin信號通路調(diào)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞凋亡和細(xì)胞外基質(zhì)降解[49]。白藜蘆醇在聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）顆粒誘導(dǎo)的骨溶解小鼠模型中上調(diào)β-catenin和長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）KCNQ1重疊轉(zhuǎn)錄物1（KCNQ1 overlapping transcript 1，KCNQ1OT1），在體外PMMA顆粒刺激的小鼠間充質(zhì)干細(xì)胞（mouse mesenchymal stem cells，mMSCs）實驗中以劑量相關(guān)性促進(jìn)mMSCs的成骨分化，表明白藜蘆醇通過Wnt/β-catenin激活上調(diào)lncRNA KCNQ1OT1表達(dá)促進(jìn)成骨細(xì)胞分化來緩解骨質(zhì)溶解[50]，見圖7。

圖7 白藜蘆醇通過調(diào)控Wnt/β-catenin信號通路干預(yù)KOA的分子機(jī)制

7 結(jié)語

KOA是骨關(guān)節(jié)炎中最常見的類型，具有發(fā)病率高、致殘率高等特點，極大損害患者的生活質(zhì)量[51]。其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，目前臨床尚無有效的控制措施，主要以延緩病情進(jìn)展為主。中藥具有多成分、多靶點、多通路、臨床療效好等特點，使其受到廣泛學(xué)者的關(guān)注。白藜蘆醇是一種天然活性成分，是決明子、藜蘆、虎杖、桑椹、何首烏等中藥的主要藥效成分，藥理作用廣泛[52-53]。在KOA的體外實驗和動物模型中，白藜蘆醇表現(xiàn)出良好的軟骨保護(hù)作用，目前關(guān)于白藜蘆醇在治療KOA患者中均顯示出良好的療效[54-55]。關(guān)于白藜蘆醇治療KOA的分子機(jī)制研究已較為深入，見表1。主要包括以下幾點：（1）通過調(diào)控Nrf2/HO-1/NQO1信號通路減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)，減少活性氧過量產(chǎn)生，提高SOD酶活性，抑制關(guān)節(jié)軟骨降解及關(guān)節(jié)炎癥因子表達(dá)；（2）通過抑制TLR4/MyD88信號通路下調(diào)軟骨細(xì)胞中炎癥因子及一氧化氮水平，減輕KOA關(guān)節(jié)軟骨炎癥反應(yīng)，抑制破骨細(xì)胞形成；（3）通過調(diào)控PI3K/Akt信號通路減少下游效應(yīng)因子如Bcl-2、Bax的表達(dá)，抑制軟骨細(xì)胞凋亡，保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨；（4）通過抑制NF-κB信號通路下調(diào)軟骨細(xì)胞炎癥因子表達(dá)，降低軟骨細(xì)胞炎癥反應(yīng)，抑制破骨細(xì)胞生成及軟骨細(xì)胞凋亡，延緩關(guān)節(jié)軟骨退變；（5）通過調(diào)控JAK2/STAT3信號進(jìn)通路促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖，抑制其凋亡，改善炎癥性關(guān)節(jié)軟骨和骨破壞；（6）通過調(diào)控Wnt/β-catenin信號通路促進(jìn)成骨細(xì)胞分化，抑制軟骨細(xì)胞凋亡及細(xì)胞外基質(zhì)降解，維持關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，保護(hù)KOA軟骨與骨破壞。

表1 白藜蘆醇通過調(diào)控信號通路干預(yù)KOA的分子機(jī)制

由于白藜蘆醇獨特的生物活性和重要的治療作用，在醫(yī)藥行業(yè)和化妝品工業(yè)中被用作口服和/或局部外用藥物，但由于其溶解度和生物滲透性較差[56]，嚴(yán)重影響其在臨床上的開發(fā)應(yīng)用，因此，借助現(xiàn)代制藥技術(shù)對白藜蘆醇進(jìn)行結(jié)構(gòu)改良具有重要意義。隨著科學(xué)家們對白藜蘆醇研究的不斷深入，越來越多的新的藥理作用及分子機(jī)制將會被發(fā)現(xiàn)，為其新藥開發(fā)及臨床應(yīng)用提供更加有力的依據(jù)。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Research progress on resveratrol in treatment of knee osteoarthritis by regulating signaling pathway

YANG Ping

Gansu Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine, Lanzhou 730050, China

Knee osteoarthritis is a chronic degenerative diseases, which can lead to joint dysfunction and loss, and seriously affect the quality of human life. Resveratrol is a natural polyphenol plant antitoxin, and is the main active ingredient of Huzhang (Sieb. et Zucc), which has vascular protection, anti-inflammatory, anti-cancer and antioxidant effects. Anti-knee osteoarthritis can be induced by regulating nuclear factor erythroid-2-related factor 2/hemeoxygennase-1/NADPH qunineoidoreductase 1 signaling pathway, Toll like receptor 4/myeloid differentiation factor 88 signaling pathway, phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B signaling pathway, nuclear factor-κB signaling pathway, Janus kinase 2/signal transducer and activator of transcription 3 signaling pathway, Wnt/β-catenin signaling pathway. This paper reviews the molecular mechanism of resveratrol regulating signaling pathway in the treatment of knee osteoarthritis, and provides the basis for its rational application and drug development.

resveratrol; knee osteoarthritis; signaling pathway; molecular mechanism; oxidative stress; apoptosis

R285

A

0253 - 2670(2023)04 - 1311 - 10

10.7501/j.issn.0253-2670.2023.04.032

2022-08-15

楊 萍（1989—），女，碩士，主管中藥師，從事中藥復(fù)方及配伍藥效機(jī)制研究。E-mail: yangping151@126.com

[責(zé)任編輯 趙慧亮]