牛建均,劉春艷,晏朝操,耿 瑞,張永紅,曾凡勇,趙國蓮,田宏平,柴藝匯
1.德江縣德江民族中醫(yī)院(貴州 銅仁 565200) 2.貴州中醫(yī)藥大學(貴州 貴陽 550025)
類風濕關節(jié)炎(RA)是一種炎癥過程中引起的關節(jié)腫脹及疼痛的系統性疾病[1]。我國流行病學調查顯示[2],RA的患病率為0.32%~0.36%,并持續(xù)逐年上升。RA主要的病理特征是關節(jié)滑膜炎癥、血管翳的生成、關節(jié)軟骨及骨關節(jié)破壞,嚴重可引起關節(jié)畸形和器官損傷[3]。目前RA的病因尚不明確,主要認為是由遺傳、免疫和潮濕環(huán)境等因素引起的免疫系統失調有關。研究發(fā)現[4],PI3K/Akt信號通路、核因子(NF)-κB通路、炎性因子等參與了RA多個環(huán)節(jié)的病理過程,與RA病理改變的維系和發(fā)展密切關聯[4]。此外,RA的病情容易反復發(fā)作,減藥宜慢,療程須足,故治療RA常用的西藥大部分以抑制炎癥反應來緩解RA的癥狀,但存在副作用較大,不適合長期使用[5]。因此,如何有效地防治和緩解RA是一個公認的難題,開發(fā)新藥和尋找療效確切,副作用小的藥物具有重要意義。近幾年,中醫(yī)藥治療疾病以長期療效著稱,根據辨證選藥,扶正固本,徹底改變RA病程。土家醫(yī)藥屬于傳統中醫(yī)藥的分支,因其獨特的生態(tài)環(huán)境,氣候潮濕,在治驗疾病過程中積累了大量防治RA的臨床經歷和土家藥。其中土家藥百棒七為祛風濕藥,具有悠久的民間用藥歷史且臨床效果顯著,但其作用機制尚不明確。因此,本文擬圍繞PI3K/Akt/NF-κB信號通路、RA、百棒七的相關性展開探討,探明土家藥百棒七在防治RA方面的潛在靶點。
1.1 PI3K/Akt信號轉導通路與RA RA的主要發(fā)生機制與各種炎癥反應、免疫細胞以及多種細胞因子的交互作用相關[6-7]。其中PI3K/Akt信號通路是由調節(jié)亞基p85和催化亞基p110構成二聚體,是Akt轉位于胞膜并被活化所必需的,可通過影響下游效應分子的激活狀態(tài),在抑制細胞凋亡和促進細胞增殖中起關鍵作用,與RA/成纖維樣滑膜細胞凋亡(RA/FLS)活化以及血管生成、基質降解等關系緊密[8]。PI3K可被Ras蛋白、蛋白酪氨酸激酶受體、G蛋白偶聯受體激活。其激活的方式可通過Ras和p110直接結合,以及其二聚體構象變化這兩種方式實現[9]。PI3K的下游效應主要體現在對PI-P3的調控作用,當PI3K被激活后,PI-P3產生信使結合,并活化下游效應分子,生成PI-P3與Akt的特定結構域進行連接,在Akt轉移到胞膜中,Akt的構象產生變化,誘發(fā)PDK和構象已變化的Akt互相靠近,導致Akt部分活化從質膜轉移到細胞質和細胞核,調控糖原合酶激酶、抗凋亡因子等的合成,Akt通過磷酸化抑制或增強靶蛋白的活性,將激活下游調控通路[10-11]。另外,Akt磷酸化活化IkB激酶(IKKα),導致NF-κB的抑制劑IkB的降解,從而使轉錄因子NF-κB從細胞質中釋放并進行核轉位,啟動其靶基因表達從而促進細胞的存活[12]。研究發(fā)現,RA模型大鼠可通過干預PI3K/Akt信號通路起到抗細胞凋亡的作用,主要機制是PI3K激活的Akt可以通過磷酸化作用激活或抑制其下游一系列底物從而調節(jié)細胞的增殖、凋亡等表型,并調節(jié)多種分子的表達來參與RA的病理過程[13-15]。因此,PI3K/Akt途徑是一種細胞內信號轉導途徑,響應細胞外信號,促進代謝、增殖、生長,其信號通路抑制劑或上調其負性調節(jié)蛋白的表達可逆轉RA滑膜細胞的增殖,控制滑膜炎癥的發(fā)展,保護關節(jié)軟骨和骨組織,減緩RA病程進展[16]。
1.2 NF-κB信號轉導通路與RA NF-κB信號通路在炎癥發(fā)生發(fā)展中起重要作用,其參與細胞內的多種信號傳遞,當它被激活時,會引起多種炎癥因子的釋放,在細胞的生長、增殖、凋亡、炎性反應的調節(jié)中具有決定性的影響[17]。NF-κB信號通路的激活主要有兩個途徑介導:經典途徑和非經典途徑。經典途徑為,在正常情況下NF-κB(P65/P50)和NF-κB抑制蛋白IkB相聚,位于細胞的胞漿中是以無活性復合物形式存在[18]。當細胞受到損害,IKK激酶被激活,抑制因子IkB降解,從而與NF-κB(P65/P50)分離,NF-κB轉錄因子被活化,NF-κB二聚體得到釋放,繼而進入細胞核中,結合靶基因啟動子區(qū)的κB,促進靶基因轉錄,使炎癥介質基因過度表達,其主要參與調節(jié)先天性免疫反應、炎性反應,特點為反應迅速[19]。非經典途徑為,IKK-α激酶被激活,將P100磷酸化為具有轉錄活性的P52,釋放NF-κB二聚體,然后進入細胞核,進而激活非經典NF-κB途徑,主要參與淋巴器官的發(fā)生和體液免疫,反應較慢,但能保持NF-κB長時間的活性[20]。NF-κB通路的激活參與了慢性炎癥性疾病的發(fā)病機制,如哮喘、RA和炎癥性腸病,因此,許多藥物通過抑制NF-κB活化或重組蛋白可用于治療相關慢性炎癥疾病[21]。研究表明[22]中藥可抑制IκBα磷酸化和NF-κB核轉位,達到抗炎作用,其機制可能與抑制NF-κB信號通路激活及促炎因子生成有關。臨床研究顯示[23]RA及骨關節(jié)炎患者的滑膜細胞NF-κB表達增加,且誘導白細胞介素6(IL-6)和腫瘤壞死因子α(TNF-α)等細胞因子分泌增多。故NF-κB在多種炎癥和免疫基因的表達中起著關鍵的作用,調控NF-κB的活性,找出NF-κB激活途徑的抑制劑,且不影響其生理活性,將是今后治療研究中的重要方向。
綜上所述,PI3K/Akt/NF-κB信號通路作為炎性信號通路中的重要的匯集處,其關鍵信號因子的磷酸化過程發(fā)揮著抗炎、促進RA/FLS凋亡、減輕骨質破壞等作用。因此,調控PI3K/Akt/NF-κB信號通路以控制炎癥是治療RA的重要靶點。
RA屬于現代醫(yī)學名稱,早在《黃帝內經·素問》就有記載:“風寒濕三氣雜至,合而為痹也”,居住環(huán)境寒冷潮濕的人群更容易出現關節(jié)腫脹疼痛癥狀,部分人群可發(fā)展為RA。根據其關節(jié)腫脹、疼痛、麻木、僵硬、畸變等癥狀與發(fā)病機制,在土家醫(yī)學中將其歸屬于“腫節(jié)風”范疇[24]。
其病因為久居地陰寒潮濕,或勞作后飲寒,或過度受涼,癥狀可見病處腫脹、冷痛,關節(jié)屈伸不利,痹阻關節(jié)。土家醫(yī)與RA相關理論主要有三元學說、毒氣學說。
2.1三元學說土家醫(yī)認為人體分為上、中、下三元,人體內在物質包括氣、血、精三種,在此基礎上創(chuàng)立了土家醫(yī)獨特的理論“三元學說”,人體的生命活動依賴三元臟器的正常功能發(fā)揮及氣、血、精的環(huán)流代謝。三元學說是土家醫(yī)藥的基礎框架,人體患病主要是人體的三元元氣不足或受損,濕阻經絡,交結于關節(jié),以致關節(jié)腫脹,為“滯則不通,氣血精滯、諸痛所致”氣血功能的失常則導致精的不足,以致人體元陽受損,元氣耗散,陽不統陰,氣血精滯,諸痛所致,出現筋骨損傷、關節(jié)變形,故而患病[25]。
2.2毒氣理論其中毒氣學說是土家醫(yī)學中最主要的病因之一,自然界的毒氣與人體內的氣機處于一個動態(tài)平衡的狀態(tài),又分先天和后天,先天即人體自身所挾載的毒氣,即現代醫(yī)學中的人體自身免疫力。后天指自然環(huán)境中水、濕、寒、火、熱、風等毒氣。土家醫(yī)認為,風是毒氣入侵人體之首,挾帶其他毒氣進入人體內部,隨經絡氣血,風毒隨寒毒而入謂之風寒,隨濕毒而入謂之風濕。而寒、濕毒兩氣易相召,隨風毒流竄于關節(jié),使全身氣血運行不暢,諸毒引動致病,過食醇酒厚味,濕熱毒邪易相裹,侵襲關節(jié),痛不可觸[26]。與現代醫(yī)學中RA的遺傳、寒冷潮濕的環(huán)境因素等發(fā)病因素高度切合[26]。土家醫(yī)強調,治療任何疾病,首先要注重培元、納元、保元、強元,然后才是趕水趕濕、活血化瘀、消腫止痛。因此,土家醫(yī)根據疾病的辯證結果,常采用趕風趕濕、消腫止痛類中藥辨證施藥。
土家族主要集中在湘、黔、鄂、渝四省毗鄰的武陵山區(qū),氣候潮濕,易受到風寒濕邪的侵襲,導致類風濕關節(jié)炎的發(fā)病率較高,另一方面,因其獨特的生態(tài)環(huán)境,為各類中草藥的生長提供了有利的條件。其中,百棒七為土家族常用民族藥物,為蕓香科植物飛龍掌血(Toddaliaasiatica(L.) Lam.)的根或根皮,分布于云、貴、川等地,生于山間溝谷叢林中,通常以根、莖或葉入藥。最早記載于《植物名實圖考》,別名見血飛、三百棒,是一味收載于土家族等民族藥物志中的常用民族藥,具有祛風止痛、消腫解毒的功效,其根皮和莖皮能夠治療跌打損傷,外傷出血,風濕類疾病等。因此,土家民間流傳著“土王百棒酒,任你打出手;百打不躲匠,常服三百棒”的說法[27]。《土王真藥本草》將其歸屬土家藥七十二七中,用于治療七十二風,《土家族藥物志》中明確記載其活血舒筋,消腫止痛,可用于治療“風寒濕痹”[28]。
目前各省地方標準對百棒七均有記載,依據各地方標準中,百棒七的用藥部位主要為根皮,根,莖和葉,各用藥部位的功效包含止痛、止血、消腫等,常用于治療跌打損傷,腰腿疼痛等。國內以“百棒七”為原藥材生產的制劑主要有:關通舒口服液、復方伸筋膠囊、痛可舒酊、神農藥酒、龍掌口含液等,用于治療疼痛,肌肉勞損等應用。研究發(fā)現[29-31]百棒七的化學成分主要包括香豆素、橙皮苷白屈菜紅堿、萜類等。香豆素類成分主要包括:茴芹香豆素、5-甲氧基-8羥基補骨脂素、茴芹內酯、去甲布拉易林等在內的簡單香豆素、呋喃香豆素、吡喃香豆素、雙香豆素。研究表明[32]百棒七具有鎮(zhèn)痛、消炎、抑菌、提高免疫力、保護心血管系統等藥理作用。其生物總堿具有抗炎和鎮(zhèn)痛的作用,能夠改善小鼠耳足腫脹,能夠減少小鼠扭體反應的次數,達到消炎鎮(zhèn)痛的效果;其醇提物通過調節(jié)血清及滑膜組織中抗炎和促炎因子的表達,有效緩解類風濕關節(jié)炎大鼠的炎癥反應[33]。此外,百棒七能夠降低血清與滑膜組織中炎性因子的表達,對LPS誘導的成纖維滑膜細胞中炎癥因子有抑制作用[34]。臨床研究,百棒七酒浸外擦等方法治療60例腰腿綜合征患者,總有效率98.4%;用百棒七酒劑內服治療120例腰痛患者,臨床治療效果明顯。綜上所述,百棒七可通過減少炎癥細胞分泌,抑制滑膜細胞增生,減輕類風濕關節(jié)炎中免疫介導的炎癥反應,從而發(fā)揮治療RA作用[35]。
百棒七為土家民族藥,用藥歷史悠久,具有很高的藥用價值,但目前局限于民族地區(qū)使用,其化學成分以及生物學活性尚未進一步的研究與開發(fā)。研究表明,其在防治類風濕關節(jié)炎方面具有改善關節(jié)血液循環(huán),減少軟骨基質破壞,降低關節(jié)炎指數的顯著作用,但其作用機制尚不明確。此外,細胞內信號通路之間存在復雜的相互作用,當藥物的干預后能夠影響其通路調節(jié)細胞增殖與凋亡之間的平衡[36]。在RA發(fā)病時,PI3K/Akt、NF-κB信號轉導通路的各種信號蛋白激酶參與炎癥細胞激活、滑膜細胞的增殖、凋亡受阻的過程。故信號通路的調節(jié)劑能夠調節(jié)RA相關炎性因子的產生及FLS生物學功能,有明顯改善RA病情的作用,隨著研究的不斷深入,將可能尋找出與RA發(fā)病最為密切的信號通路蛋白激酶,為今后在RA的治療中開辟一條嶄新道路[36]。綜上可知,PI3K/Akt/NF-κB信號通路、RA及百棒七三者間存在緊密的相關性,故依據三者相關性推測百棒七可能是通過調控PI3K/Akt/NF-κB信號通路的表達水平來防治RA,PI3K/Akt/NF-κB信號通路可能是百棒七治療RA潛在靶點。基于此,課題組后續(xù)將開展進一步的實驗研究,借助基因、蛋白及代謝組學等方式,揭示百棒七干預RA的分子機制,詮釋土家醫(yī)“趕風趕濕”的治則在防治RA中的科學內涵,為民族醫(yī)藥治療風濕性關節(jié)炎提供新思路。