楊宇航 ，陳嘉明，王世坤 ，張乃金，李遠棟，王平*

1.天津中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院，天津 300193

2.國家中醫(yī)針灸臨床醫(yī)學研究中心，天津 300193

3.天津中醫(yī)藥大學，天津 301617

4.University of Manchester,Manchester M13 9PL

骨關節(jié)炎是一種全球常見炎癥性疾病，以軟骨損傷變性、軟骨下骨骼硬化、關節(jié)囊攣縮變形等病理改變?yōu)橹饕卣?。近年來骨關節(jié)炎的全球患病率不斷增高，為社會帶來巨大的健康、經(jīng)濟負擔[1-2]。我國骨關節(jié)炎人群數(shù)量巨大，1 項橫斷面研究顯示，我國膝骨關節(jié)炎單病患病率高達13.7%[3]。1 項研究表明我國農(nóng)村人群各類骨關節(jié)炎總患病率約為24.3%[4]，其中3.9%的為重度骨關節(jié)炎患者[5]。目前臨床治療骨關節(jié)炎的方法以緩解骨關節(jié)炎疼痛、抑制炎癥的對癥治療方案為主，包括口服非甾體類抗炎藥、關節(jié)內(nèi)注射皮質(zhì)類固醇激素等，關節(jié)內(nèi)注射間充質(zhì)干細胞等再生療法也在嘗試。然而這些臨床治療方法都無法阻止骨關節(jié)炎的不斷發(fā)展，中遠期療效欠佳[6-8]。近年來，天然產(chǎn)物因其顯著的療效、高安全性而被廣泛用于骨關節(jié)炎的治療中，在多個國家被接受作為補充和替代療法。漆黃素廣泛存在于草莓、黃瓜等天然植物中[9]，主要從黃櫨木材中提取[10]。漆黃素屬于黃酮類物質(zhì)，具有多種生理活性作用，既往研究證明漆黃素在抗氧化、抗炎、抗衰老等方面有良好的作用[11]。骨關節(jié)炎的發(fā)生與關節(jié)內(nèi)炎癥環(huán)境、氧梯度紊亂、衰老細胞積累等因素有著密切的關系，針對以上多種致病因素，漆黃素可以通過不同作用途徑起到阻止骨關節(jié)炎發(fā)展的目的。漆黃素可以促進衰老細胞凋亡，抑制血管新生，阻斷軟骨下骨與軟骨的異常串擾，調(diào)節(jié)炎性因子，保護軟骨細胞免受氧化應激。本文綜述了漆黃素治療骨關節(jié)炎的作用機制，為深入開展漆黃素治療骨關節(jié)炎的基礎研究以及新型藥物的開發(fā)提供依據(jù)。

1 促進衰老細胞凋亡

研究發(fā)現(xiàn)骨關節(jié)炎患者的關節(jié)組織內(nèi)衰老軟骨細胞、衰老滑膜細胞、衰老軟骨干細胞和衰老骨細胞數(shù)量會顯著增加[12-13]。早期觀點認為關節(jié)組織中衰老細胞積累僅是骨關節(jié)炎表型之一，直至Jeon團隊將衰老細胞移植到小鼠膝關節(jié)后成功誘導了骨關節(jié)炎的產(chǎn)生，才明確了衰老細胞與骨關節(jié)炎的前后關系[14]。除此之外，Jeon 團隊觀察到前交叉韌帶切斷術后小鼠關節(jié)軟骨表層衰老細胞附著增多，這也證明了衰老細胞對骨關節(jié)炎的發(fā)生有著促進作用[15]。衰老細胞可以通過多種途徑抵抗細胞凋亡，保證個體長時間存活，再通過旁分泌等方式不斷影響周邊正常細胞轉化為衰老細胞，積累的衰老細胞通過不斷釋放衰老細胞分泌表型，導致關節(jié)內(nèi)軟骨退化、軟骨下骨鈣化、血管新生和痛覺超敏等病理改變[16-18]，從而導致骨關節(jié)炎程度逐漸加劇。既往研究證明，漆黃素可以靶向激活衰老細胞的凋亡途徑。Zhang 等[19]發(fā)現(xiàn)漆黃素（10、20、30 μmol/L）可以調(diào)節(jié)PI3K/Akt/NF-κB 促進癌細胞凋亡，但不會對正常細胞產(chǎn)生毒性，證明了漆黃素具有靶向癌細胞誘導凋亡的能力。Liu 等[20]發(fā)現(xiàn)漆黃素（20 μmol/L）干預后的Zmpste24-/-小鼠肌肉中衰老的纖維脂肪祖細胞數(shù)量明顯減少，肌肉祖細胞/干細胞數(shù)量增加，證明了漆黃素對衰老細胞具有同樣的靶向誘導凋亡能力。Afroze 等[21]發(fā)現(xiàn)漆黃素（1～70 μmol/L）可以同時激活外部凋亡途徑和內(nèi)部線粒體途徑，并抑制Bcl-2、Bcl-w等抗凋亡基因表達，Wang等[22]也證明了漆黃素（30、100 μmol/L）可以破壞線粒體跨膜電位，并抑制Bcl-2 抗凋亡蛋白活性，與此同時，還發(fā)現(xiàn)漆黃素可以提高各類半胱天冬酶水平，從而激活細胞凋亡途徑。除了可以抑制抗凋亡基因表達，Su 等[23]證明漆黃素（30、40、50、60、70 μmol/L）也可以增加Bak、Bax 等促凋亡蛋白的表達。Shih 等[24]發(fā)現(xiàn)漆黃素（40 μmol/L）促進促凋亡蛋白表達的同時也會持續(xù)促進細胞色素C 的釋放。總之，漆黃素可以雙向調(diào)節(jié)衰老細胞促凋亡基因與抗凋亡基因的表達，激活外部凋亡途徑和內(nèi)部線粒體途徑，提高各型半胱天冬酶的表達，從而靶向清除衰老細胞，減少基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）、白細胞介素（IL）-6 等分泌表型的釋放，從而達到阻斷甚至逆轉骨關節(jié)炎進程的目的。

2 抑制血管新生

血管新生是骨關節(jié)炎的典型病理改變之一，既往研究證明血管新生會改變滑膜、軟骨和軟骨下骨缺氧環(huán)境，促進軟骨變性、加重滑膜炎癥[25-26]。除此之外，血管新生可以通過促進炎癥細胞的侵襲和局部疼痛受體的生長，加重關節(jié)損傷和疼痛[27]。骨關節(jié)炎的血管新生與血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）直接相關[28]。VEGF 是一種非常特異性的血管生成因子，其在血管的形成和生長過程中起著重要作用。既往研究證明漆黃素是血管新生的有效抑制劑[29]。Wang 等[30]通過對Y79 細胞使用100 μg/mL VEGF和0、25、50、100 μmol/L 漆黃素進行干預，證明了漆黃素通過抑制VEGF/血管內(nèi)皮生長因子受體（VEGFR）通路抑制血管新生，并呈現(xiàn)劑量相關性。Lai 等[31]使用漆黃素（25、50、100 μmol/L）干預視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細胞也發(fā)現(xiàn)了相似的結果，并發(fā)現(xiàn)模擬物OE-VEGF 可以恢復漆黃素抑制的VEGF/VEGFR 通路，證明漆黃素可能影響的是VEGF 與VEGFR 的結合過程。除此之外，Bhat 等[32]證明漆黃素（10～50 μmol/L）可以抑制內(nèi)皮細胞一氧化氮合酶（eNOS）的表達，從而抑制了內(nèi)皮細胞的毛細管樣管形成過程。總之，漆黃素可以通過抑制VEGF與VEGFR 受體結合、eNOS 表達進而抑制內(nèi)皮細胞的遷移與管樣形成過程，阻斷血管新生進程，達到治療骨關節(jié)炎目的。

3 阻斷軟骨下骨與軟骨的異常串擾

軟骨下骨是指透明軟骨和黏合質(zhì)下方的骨層，可分為軟骨下骨板和軟骨下骨小梁兩部分，它們分別為軟骨提供機械和營養(yǎng)支持，當軟骨下骨感受到異常機械應力，會激活核因子κB 受體活化因子（RANK）/RANK 配體（RANKL）信號通路誘導破骨細胞成熟，引發(fā)間充質(zhì)干細胞的遷移，并形成異常骨島，破壞軟骨下方的機械穩(wěn)態(tài)，從而促進軟骨的降解，加速骨關節(jié)炎的進展[33-34]。除此之外，骨關節(jié)炎進程中軟骨下骨自下而上的血管新生會通過誘導MMP-2、MMP-7 和膜1 型基質(zhì)金屬蛋白酶（MT1-MMP）侵蝕軟骨，從而獲得生長空間，MMP又會刺激VEGF 的釋放，加速血管新生，逐漸形成軟骨下骨–血管–軟骨正反饋環(huán)路，進一步加速骨關節(jié)炎進程[35]。因此，阻斷或抑制RANK 與RANKL誘導的破骨細胞成熟，并且抑制軟骨下骨血管新生，便有可能阻斷軟骨下骨與軟骨異常串擾，從而減輕骨關節(jié)炎的發(fā)展進程。Kim 等[36]發(fā)現(xiàn)漆黃素（1～10 μmol/L）可以延緩由RANK/RANKL 促進的破骨細胞肌動蛋白環(huán)等細胞骨架形成，從而抑制破骨細胞成熟。Léotoing 等[37]也證明了漆黃素（5、10 mg/kg，連續(xù)給藥7 d）可以抑制RANKL 誘導的破骨細胞前體形成破骨細胞過程。除此之外，漆黃素可以通過多種途徑抑制血管生成。因此，漆黃素通過抑制破骨細胞成熟和血管新生兩方面阻斷了軟骨下骨與軟骨的機械應力異常串擾和軟骨下骨–血管–軟骨正反饋環(huán)路，延緩軟骨被侵蝕進程，抑制骨關節(jié)炎進一步發(fā)展。

4 調(diào)節(jié)炎性因子

炎癥在骨關節(jié)炎的發(fā)病機制中起到關鍵作用，多項研究證明骨關節(jié)炎患者的關節(jié)組織與滑液中具有多種炎性介質(zhì)，包括IL-1、TNF-β 和NO 等[38-39]。臨床研究表明骨關節(jié)炎進程中的發(fā)熱、疼痛、關節(jié)積液等炎癥表現(xiàn)都與滑膜炎密切相關[40]。影像學研究和組織病理學研究也證明，滑膜炎與軟骨降解、關節(jié)功能下降、影像學分級上升密切相關[41]。同時，研究發(fā)現(xiàn)滑膜炎的出現(xiàn)通常早于骨關節(jié)炎影像學特征出現(xiàn)[42]。這些都證明了滑膜的炎性改變在骨關節(jié)炎的發(fā)展過程中起到了重要的推動作用，隨著骨關節(jié)炎的進一步發(fā)展，滑膜中浸潤的炎性細胞會加速釋放IL-1、IL-6 等細胞因子，進一步促進MMP-3、MMP-13 的表達作用于軟骨細胞的細胞外基質(zhì)（ECM）[43-44]。受損的軟骨組織會刺激周圍滑膜產(chǎn)生更多炎性因子，形成不斷加強的滑膜炎–軟骨降解環(huán)路。漆黃素可以通過影響多個信號通路緩解骨關節(jié)炎炎癥，一方面漆黃素可以通過抑制NFκB、MAPK 信號通路表達抑制IL-6 等促炎細胞因子和CXCL 家族趨化因子表達，從而抑制下游包括IL-6/JAK2/STAT3 等信號通路以及巨噬細胞募集，從而降低炎性反應[45-46]。另一方面漆黃素可以雙向調(diào)節(jié)炎癥小體相關信號通路來抑制其激活，從而降低炎癥反應。炎癥小體是一種蛋白質(zhì)復合體，人體免疫系統(tǒng)的重要組成部分，炎癥反應的啟動開關之一，多項研究已經(jīng)證明炎癥小體在骨關節(jié)炎的發(fā)生、發(fā)展中起到重要作用[47-48]。Huang 等[49]證明漆黃素（10、40 mg/kg，每周給藥3 次，連續(xù)3 周）可以通過抑制FGFR1/TLR4 信號通路參與抑制NLRP3 炎癥小體的激活。Pu 等[50]證明漆黃素（5、10、20 mg/kg，術前0.5 h）也可以通過上調(diào)GSK3β/AMPK 信號傳導抑制NLRP3、NLRP7 炎癥小體的激活?？傊?，漆黃素在治療骨關節(jié)炎炎癥中體現(xiàn)出多方向、多途徑的特點。Zheng 等[51]在體內(nèi)和體外實驗中均證明了漆黃素對骨關節(jié)炎炎癥的治療作用，漆黃素（1、5、10、25、50 μmol/L）處理過的軟骨細胞中NO、PGE2、TNF-α、IL-6、COX-2、iNOS、MMPs、ADAMTS-5 均降低，同時發(fā)現(xiàn)漆黃素（20 mg/kg，連續(xù)給藥8 周）干預后的骨關節(jié)炎小鼠表現(xiàn)出較少的軟骨破壞與較低的OARSI 評分，除此之外，骨關節(jié)炎小鼠中滑膜炎與軟骨下骨硬化都得到一定程度的緩解。

5 保護軟骨細胞免受氧化應激

軟骨細胞中的氧化應激會加速軟骨細胞死亡或軟骨降解，從而導致關節(jié)軟骨結構穩(wěn)態(tài)失衡，加快骨關節(jié)炎的發(fā)展?；钚匝酰≧OS）的增多是軟骨細胞氧化還原平衡被破壞的主要原因，研究發(fā)現(xiàn)軟骨細胞產(chǎn)生的ROS 包括H2O2、NO 和HNO3等，這些ROS 的增加會導致超氧化物歧化酶（SOD2）活性降低，軟骨細胞線粒體功能下降，進一步加重骨關節(jié)炎發(fā)展[52]。漆黃素一方面可以直接抑制ROS 的生成，降低細胞氧化應激水平，也可以通過增加谷胱甘肽（GSH）水平，消耗過多的ROS；另一方面漆黃素可以促進線粒體自噬去除功能缺失的線粒體，減少ROS 的生成[53]。除此之外，Li 等[54]、Ding等[55]研究證明漆黃素抑制ROS 生成的能力還有助于抑制NLRP2 炎癥小體的激活和細胞鐵死亡的激活?？傊狳S素通過多種途徑減少細胞內(nèi)ROS 水平，保護軟骨細胞免受氧化應激損傷，減緩骨關節(jié)炎的進展。

6 結語與展望

骨關節(jié)炎在多種危險因素共同作用下產(chǎn)生，包括創(chuàng)傷、長期負重、關節(jié)周圍肌群退化和衰老等，出現(xiàn)包括滑膜炎、軟骨下骨硬化、血管新生、軟骨退化等多種關節(jié)內(nèi)組織改變，各組織改變之間相互促進、彼此串擾，不斷推動骨關節(jié)炎的發(fā)生、發(fā)展，因此，骨關節(jié)炎在臨床中具有遷延難愈、反復加重的特點。天然產(chǎn)物因其在長期的進化過程中通過選擇和優(yōu)化得到了更復雜且豐富的化學結構，獨特的化學結構賦予了它們更優(yōu)秀的生物活性，在骨關節(jié)炎治療中顯示出巨大的潛力。其中漆黃素對骨關節(jié)炎的治療是多靶點、多途徑的，無論是通過消除衰老細胞、減少ROS 等方式降低骨關節(jié)炎的發(fā)生風險，還是延緩軟骨下骨硬化、關節(jié)內(nèi)血管新生、滑膜炎性浸潤等促進骨關節(jié)炎發(fā)展的病理改變都具有不錯的效果。

漆黃素早期多被用作癌癥治療的補充療法，隨著衰老細胞、分泌表型致病機制的提出，同時由于漆黃素在癌癥治療中表現(xiàn)出優(yōu)秀的靶向誘導細胞凋亡能力，因此，漆黃素被納入senolytics 藥物范疇而被廣泛應用于多種衰老相關疾病，包括視神經(jīng)老化、阿茲海默病和骨關節(jié)炎等。盡管漆黃素治療骨關節(jié)炎的研究不斷深入，但是仍局限于細胞實驗或動物實驗，目前為止僅開展了1 項涉及100 名參與者的前瞻性隨機對照臨床試驗，預計于2025 年1 月完成[56]。然而另一款同樣通過靶向誘導衰老細胞凋亡的senolytics 藥物UBX0101 治療骨關節(jié)炎的隨機對照試驗在II 期臨床試驗中宣告失敗，這提示除了靶向消除衰老細胞這個發(fā)病源頭，還應重視骨關節(jié)炎患者關節(jié)內(nèi)既往存在的炎性環(huán)境、氧化應激等其他病理改變的影響。因此，具有多途徑、多方向治療特點的漆黃素治療骨關節(jié)炎大有前途。除此之外，未來漆黃素治療骨關節(jié)炎研究還應注意完善以下方面：（1）漆黃素抑制破骨細胞成熟的作用主要應用于治療骨質(zhì)疏松癥，對阻斷軟骨下骨與軟骨異常串擾的研究數(shù)量較少，且局限于細胞實驗，今后需要構造相關動物模型，更深入地研究漆黃素在軟骨下骨與軟骨串擾中的具體機制。（2）漆黃素在抑制血管新生方面展現(xiàn)出了劑量相關性，但是鮮有量效關系方面的研究報道，明確漆黃素在骨關節(jié)炎不同進程中的最優(yōu)劑量，有助于增進漆黃素治療效果。（3）由于漆黃素難溶于水，傳統(tǒng)劑型存在生物利用低的特點[57]，但是漆黃素的劑型相關研究卻鮮有報道，改進漆黃素提取工藝、開發(fā)新的藥物劑型提高溶解性和生物利用程度可使藥物療效最大化。

另外，多種如鐵死亡、銅死亡、雙硫死亡等新型細胞程序性死亡途徑被發(fā)現(xiàn)，意味著會有更多的信號通路被證明與軟骨細胞死亡有關，同時，如何利用衰老細胞于不同細胞死亡途徑的死亡風險從而靶向清除衰老細胞也是值得思考并研究的問題，這些更加證明了漆黃素多靶點、全方位治療骨關節(jié)炎的科學性。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突