中医药对骨关节炎动物模型细胞因子作用研究进展

白雯 阎小萍 吕素飞 陶庆文 王建明 金玥 陈璐 赵超群 朱笑夏

细胞因子是由免疫细胞和某些非免疫细胞经诱导而合成和分泌的一类具有生物活性的小分子蛋白，通过自分泌、旁分泌和内分泌的方式作用于靶器官，调节细胞的增殖与凋亡、蛋白质的合成、调节内分泌、非特异性调节免疫应答以及诱导炎症反应等。目前骨关节炎的发病机制尚不明确，多数研究者认为是生物学、生物化学、分子学及酶的反馈作用等复杂的多种机制相互作用的结果，诸多研究证实细胞因子同样参与骨关节炎的形成与发展。骨关节炎(osteoarthritis，OA)是累及关节软骨、软骨下骨为主的复杂的慢性疾病，细胞因子通过复杂的作用机制参与OA的形成，诱导和促进软骨、软骨下骨及滑膜等组织的损伤与病变。当前中医药能有效改善OA患者的症状及体征，减轻患者痛苦，提高患者生活质量，为患者减轻精神和生活的负担，陶庆文等［1］观察60例患者中药治疗前后平均OA指数、视觉模拟评分法(visual analogue scale/Score，VAS)及患者和医生对病情的总体评估，同时与60例西药组对照发现骨痹通方具有缓解和改善疼痛、僵硬、关节功能障碍的作用，是治疗膝OA安全且行之有效的方剂。近年来，研究者通过动物实验研究表明中医药能够影响细胞因子的代谢减缓关节炎的进展，笔者将近几年的资料整理作一综述汇报，系统阐明中医药对骨关节动物模型细胞因子的影响。

1 中医药对白细胞介素的作用

白细胞介素(interleukin，IL)简称白介素，目前命名的白介素有IL-1～IL-29，IL能够促进免疫细胞增殖分化，诱导免疫类型和强度;诱导急性期反应，促进炎症反应等;在OA的形成机制中，IL促进OA炎症反应的形成，破坏软骨基质。目前研究参与OA 发病机制的 IL 主要有 IL-1、IL-6、IL-10、IL-12、IL-17、IL-18等。大多研究表明中医药能够抑制IL的形成，减缓OA的发病进程。

1.1 IL-1

Heraud等［2］研究表明IL-1在调控软骨细胞凋亡方面发挥重要作用，IL-1干扰正常软骨的代谢，影响软骨胶原和蛋白多糖的合成;同时还可以使基质金属蛋白酶(metalloproteinase，MMP)/基质金属蛋白酶组织抑制因子(tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMP)平衡失调，使软骨基质胶原和蛋白多糖分解进而导致软骨的破坏。软骨基质破坏不能为软骨细胞提供正常微环境，软骨细胞的代谢影响软骨基质成分分解与合成代谢的平衡。陈飞雁等［3］研究指出威灵仙注射液可以通过抑制IL-1的水平对OA起防治作用。张爱玲等［4］表明补肾壮骨颗粒能够有效降低IL-1的表达对OA起到治疗作用。王秀华等［5］研究发现空白组未检测出IL-1，模型组(兔膝骨关节炎模型)与治疗组(西药组、丹参组)均能检测出IL-1，由此可以得出IL-1在OA发病过程中可能起重要作用;经过一段时间的膝关节腔内注射发现:造模组(生理盐水组)IL-1的水平明显高于中药治疗组(丹参组)，P＜0.01;差异有显著统计学意义;西药组(激素)低于中药组(丹参组)，差异有统计学意义(P＜0.05)，研究表明丹参能有效降低OA中IL-1，同时能有效有效治疗 OA，但效果略次于西药组。刘英杰等［6］通过治疗组(独活寄生汤)与对照组相比发现:在治疗3周、5周以后，IL-1的水平下降，差异有统计学意义(P＜0.01)，说明独活寄生汤通过抑制炎性因子(IL-1)的表达而达到治疗OA的作用。钟玉等［7］证实复元胶囊通过降低IL-1的表达而达到抑制对软骨细胞的损伤。

1.2 IL-6

IL-6是单核吞噬细胞等在IL-1、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)等诱导下产生的一种细胞因子，具有多种生物学活性，包括激活T细胞和B细胞，以及产生急性期蛋白等。Westacott等［8］研究指出健康人与OA患者软骨细胞都可以自发的分泌IL-6，但是在正常人滑膜组织中检测不到IL-6的存在，OA患者的滑膜组织中可以检测出大量IL-6。Silaccip等［9］研究证实IL-6与IL-6受体结合形成复合物，这种复合物可诱导成骨细胞MMP-13增加，抑制TIMP-1在滑膜细胞和软骨细胞中表达，使MMP/TIMP之间的平衡受影响，引起关节软骨基质的退变。IL-6同时可以协同IL-1的作用，抑制软骨细胞合成蛋白聚糖，导致软骨基质缺失。杨惠琴等［10］治疗组(青藤碱注射液组)与模型组(生理盐水组)相比，P值均小于0.01，有统计学意义，该研究表明青藤碱注射液能够有效减低OA关节液及血液中IL-6的水平，通过抑制IL-6的水平对OA起防治作用。孟祥奇等［11］研究指出化痰祛湿剂通过抑制IL-6、IL-1的水平而达到对膝OA的防治目的。

1.3 IL-8

Yang等［12］研究表明:在OA患者软骨细胞骨桥蛋白的形成可以上调IL-8的表达，骨桥蛋白的形成与IL-8的浓度成正比。IL-8是一种趋化因子，其生物学活性是激活和诱导中性粒细胞，诱导机体局部的炎症反应，达到杀菌和细胞损伤的目的。陈元良等［13］研究发现:与正常对照组比较，模型组、骨碎补总黄酮治疗组和维固力治疗组动物血清中IL-8表达水平均明显升高。经4周的灌胃治疗后，骨碎补总黄酮组和维固力组的IL-8表达与模型组比较有明显降低(P＜0.01);骨碎补总黄酮组与维固力组比较，IL-8表达差异不明显(P＞0.05)。骨碎补总黄酮确实可以抑制炎性因子的分泌，阻断骨关节的炎症反应，其作用机制可能是通过抑制IL-8的释放而实现的。金晓东等［14］研究表明与模型组相比，红花注射液能显著降低滑液中细胞因子IL-8的表达，这表明红花注射液可以通到降低炎性因子的表达达到对OA的治疗作用。

1.4 IL-10

IL-10具有较强免疫抑制和免疫调节功能，同时还能促进软骨蛋白多糖的合成，保护软骨。陈文超等［15］研究表明骨灵膏可能通过增强IL-10的抗炎作用阻止软骨退行性变，保护了关节软骨。

2 中医药对肿瘤坏死因子的作用

肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)分为TNF-α和TNF-β两种，前者主要由活化的单核/巨噬细胞产生，后者主要由活化的T细胞产生。目前TNF家族有30余种细胞因子，主要在调节免疫应答、诱导细胞凋亡和杀伤靶细胞等过程中发挥作用。Reboul等［16］研究指出 TNF-α 与 OA 软骨破坏及滑膜炎有一定关系，TNF-α可以选择性地抑制蛋白多糖的合成，同时促进其蛋白多糖的降解，促进OA的形成。TNF-α与相应受体结合，刺激滑膜细胞产生PEG，促进软骨和骨的破坏。综上所述，TNF-α能够诱导和促进OA的形成。然而，近年来越来越多的研究表明中药能够降低血清和关节液中TNF-α的水平达到保护关节软骨的作用。方策等［17］通过测定血清和关节液TNF-α水平得出中药组关节液和血清中TNF-α明显低于对照组，差异有统计学意义(P＜0.01)，中药健骨活血丸能有效抑制兔OA血清和关节液中TNF-α的水平，达到对OA的保护和治疗作用。肖晓金［18］等过检测4周、8周时中药低、中、高剂量组兔子血清及关节液中TNF-α浓度，发现与模型组相比，高剂量组血清及关节液中TNF-α比模型对照组显著降低，差异有统计学意义(P＜0.05)，由此可推测透骨消痛胶囊可能通过降低异常升高的TNF-α的水平，减轻炎症反应，减缓对软骨的破坏。朗继孝［19］等研究证实壮骨颗粒可能通过影响TNF-α水平达到对OA的治疗作用。

3 中医药对OA中转化生长因子的影响

转化生长因子(transforming growth factor-β，TGF-β)是具有多功能的蛋白多肽，能抑制免疫细胞的增殖、淋巴细胞以及细胞因子的分化，抑制上皮细胞、破骨细胞、内皮细胞生长和脂肪、心肌、骨骼肌的形成;但能够促进促进成纤维细胞、成骨细胞的生长，同时也能促进细胞外基质如胶原蛋白、纤粘连蛋白的表达和抑制细胞外基质的降解，对细胞的形态发生、增殖和分化过程起着重要作用，有利于细胞修复。Livne等［20］证实TGF-β能促进细胞增殖、调节细胞分化、促进细胞外基质合成作用。TGF-β可促进OA软骨细胞迅速生长［21］。越来越多的研究表明，补肾中药能上调TGF-β的表达，提高TGF-β的水平。宁显明等［22］采用原位杂交法测定膝骨关节软骨中的TGF-β的水平，分析正常组、模型组、西药组(芬必得组)、中药组TGF-β的表达及排列顺序得出补肾中药具有上调TGF-β在OA关节软骨中表达的作用，且修复后软骨细胞排列较规则。牛维等［23］采用荧光定量－PCR和蛋白免疫印迹杂交方法分别检测TGF-βmRNA和蛋白表达，分析得出鹿茸低剂量、高剂量组在灌胃后2、4、6周，TGF-βmRNA和蛋白表达量逐步增加，且表达量均高于(正常组、西药组、模型组)，有统计学意义，差异显著(P＜0.01)，证实了鹿茸通过上调TGF-β的表达，起到促进软骨细胞增殖、分化的作用。王孟琳［24］等研究指出通过动物OA模型病理变化及测定软骨和滑膜组织中的TGF-β水平，得出杜灵注射液可能通过提高TGF-β的水平，促进软骨细胞的增生及细胞基质蛋白的合成达到保护软骨的作用。

4 中药对结缔组织生长因子的影响

结缔组织生长因子(connective tissue growth factor，CTGF)是一种富含半胱氨酸的分泌肽，具有多种生物学功能，参与机体血管生成、创伤修复、肿瘤的发生发展、骨的形成与修复等生理及病理过程。欧阳冰等［25］认为CTGF能够促进软骨细胞的增殖，促进软骨胶原和蛋白多糖的合成，促进衰老软骨细胞反分化及抑制软骨细胞去分化。Kawata等［26］证实CTGF能够不仅促进软骨细胞的增殖、成熟与再生，同时还能刺激成骨细胞的增殖与分化。由此可见，CTGF能够促进软骨细胞的增殖，参与骨的形成与修复。孙剑等［27］通过实验研究发现阳和汤组CTGF、CTGFmRNA表达水平低于模型组，差异有统计学意义(P＜0.05)，证实了阳和汤可能通过下调CTGF的表达以降低CTGF介导的软骨细胞的增殖与表达，减缓OA骨赘的形成。

5 结语与展望

中药能够通过调控部分细胞因子的表达抑制软骨细胞及软骨基质的破坏，促进软骨细胞的增生、分化，减缓OA骨赘的形成。但细胞因子对骨关节的形成是一个非常复杂的网络化的过程，多种细胞因子协同参与OA的形成，目前中医药研究能够有效调节部分细胞因子的表达而发挥作用，尚未能明确阐明如何调控诸多因子的表达来减缓OA的形成，而且实验研究尚未能反馈到有效的临床应用，因此应当进一步加强中医药对OA细胞因子的调控机制的研究与临床相关性研究，以期在OA治疗中取得更大的进展。

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(本文编辑:蒲晓田)