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浅论针灸治疗类风湿性关节炎的细胞因子机制研究

发布:2010年2月9日 浏览:

  摘  要:类风湿性关节炎(RA)属临床难治性疾病,针灸治疗 RA 具有疗效肯定、无毒副作用的明显优势。滑膜炎症是 RA的关键病理环节,滑膜细胞分泌的相关细胞因子及其胞内信号转导在滑膜炎症病理过程中具有重要地位和作用。 本文就近十年来针灸治疗 RA的细胞因子及其胞内信号调控机制研究进行综述分析,并提出进一步深化研究的思路和途径。
  关键词:针灸;类风湿性关节炎;细胞因子;信号转导

    类风湿性关节炎(Rheumatoid Rrthritis, RA)是一种原因尚未完全明确的以慢性对称性多关节炎表现为主的全身性自身免疫疾病, 其病理改变主要为滑膜组织的增生、 炎性细胞浸润、血管翳形成以及骨和软骨进行性不可逆性破坏,最终导致关节畸形。细胞因子(Cytokine ,CK)是一类由机体免疫细胞和非免疫细胞经刺激而合成、分泌的一类生物活性物质,多数为小分子多肽或糖蛋白,是细胞间的信号传递分子。CK 可分为白细胞介素( IL)  、肿瘤坏死因子(TNF)  、干扰素( IFN)  等。目前细胞因子已被公认是 RA 炎症和关节损伤的重要介质,细胞因子的异常产生及其相互作用在 RA  的关节软骨和骨质破坏过程中起重要作用。本文就近10 年来针灸治疗 RA的细胞因子机制研究进行综述分析。

  1、针灸治疗 RA 与细胞因子调控
    1.1  白细胞介素( IL)
    杨顺益等【1】观察了蜂针对实验大鼠血清及滑膜液 IL - 1β、IL - 6 的影响,研究表明蜂针可以减少 RA血清和滑膜液 IL - 1β、IL -6 的含量。罗海鸥等【2】采用火针点刺足三里治疗AA 大鼠,发现大鼠 IL-l、IL-6 活性下降明显 (P<0.01),提示火针可抑制淋巴细胞的致炎细胞因子的分泌,从而减轻 RA 的症状和减缓 RA 的发生、发展。李熳等【3】电针 AA  大鼠,发现能抑制病灶局部炎性反应,并抑制皮肤组织 IL-1βmRNA  的表达,促进 IL-1ramRNA  表达,使 IL-1ramRNA/ IL-1βmRNA  比值上升(P < 0.01) ,提示电针可能通过调节炎症局部致炎细胞因子及抗炎细胞因子之间的平衡,从根本上解除局部病灶免疫细胞的激活状态。 李辉等【4】观察电针 AA  大鼠“大椎”、“命门”,发现 IL-2  在下丘脑表现降低,在脾脏、血清中表现升高( P <0.01)。许素琴等【5】研究发现针灸 AA 大鼠后血清白细胞介素 4、白细胞介素 1O含量显著增高(P<0.01),提示针灸治疗类风湿性关节炎的机制之一可能与其提高佐剂性关节炎模型大鼠血清白细胞介素 4、白细胞介素 1O含量相关。高骏等【6】观察艾灸治疗 AA大鼠,血浆中 IL-1β的含量显著降低,IL-4 含量显著升高,IL-1β/ IL - 4 比值显著降低,提示:艾灸能够抑制 RA血浆中的 IL - 1β分泌并同时促进 RA血浆中 IL - 4 的分泌,  调整 Th1 /Th2细胞因子失衡,  对恢复RA病程中出现的Thl/Th2细胞因子失衡,  治疗RA慢性炎症以及RA预后有积极意义。
  1.2  肿瘤坏死因子(TNF)
    TNF-α是巨噬细胞受炎症刺激时分泌的具有广泛生物学活性的多肽,是一种主要的免疫调节和前炎性因子。在类风湿关节炎的病情进展中,TNF-α在促进成纤维样滑膜细胞功能活化并导致关节炎性破坏过程中发挥重要作用。罗海鸥等【7】观察火针点刺足三里对 AA 大鼠 TNF -  α的影响, 结果证实火针可以下调 AA大鼠血清 TNF -  α水平, 提示火针降低 AA大鼠血清 TNFα水平可能是火针治疗 RA  有效的作用机理之一。 陈晓莉等【8】 实验中观察 AA大鼠血清 TNFα水平明显升高,给予麦粒灸后血清浓度水平明显降低,但肾上腺摘除后 TNFα水平低于模型组、高于正常组及麦粒灸、假手术组,提示麦粒灸治疗 RA  有效的机理之一在于降低 AA  大鼠血清 TNFα水平;同时,麦粒灸对 RA  血清 TNFα浓度水平的下调需要肾上腺的参与完成。杨慎峭等【9】观察艾灸“肾俞”穴对 AA 家兔滑膜液 IL-1β、TNF-α  含量的影响, 结果表明艾灸治疗能抑制 RA滑膜细胞分泌 IL-1β、 TNF-α (P<0.05  , P<0.01) 。
  1.3  干扰素γ( IFN-γ)
    IFN-γ又称免疫干扰素,在类风湿关节炎发病过程中起着重要作用。陈晓莉等【8】探讨麦粒灸肾俞、足三里对类风湿关节炎大鼠 IFN-γ的影响。结果显示麦粒灸具有上调 AA 大鼠血清 IFN -  γ水平的作用。
  1.4  细胞黏附分子-1( ICAM-1)
    细胞黏附分子是介导细胞间和细胞与基质间相互接触与结合的一类膜表面糖蛋白,它们存在于细胞表面或细胞外基质中,主要分布于血管内皮和各种白细胞表面【10】。它们参与调节炎症、免疫应答反应,  介导白细胞与内皮细胞以及细胞外基质间黏附作用【11】。细胞粘附分子-1 ( ICAM-1)  属于粘附分子中的免疫球蛋白超家族,  在滑膜破坏的炎症过程中起着重要的作用。ICAM-1  与调节和介导多种免疫反应及组织修复密切相关【12】。余曙光等【13】用艾灸肾俞、足三里治疗佐剂性关节炎(AA)大鼠,  研究发现艾灸后血清细胞黏附分子( ICAM1)含量显著降低,提示艾灸通过降低 ICAM1 含量水平从而抑制了淋巴细胞和巨噬细胞的浸润,阻止淋巴细胞和巨噬细胞向局部的移行,使局部炎症反应逐步趋向好转、痊愈。杨慎峭等【14】观察艾灸双侧“肾俞”穴对 AA 家兔滑膜液 ICAM-1  含量的影响,结果也证实艾灸能降低滑膜液中 ICAM-1  的含量。
  1.5  生长因子
    持续性滑膜炎是类风湿性关节炎(Rheumatoid arthri2tis, RA)突出的病变特征。滑膜组织所产生的成纤维细胞生长因子( Fibroblast Growth Factor, FGF)  、表皮生长因子( Epi2dermal Growth Factor, EGF)和血小板衍生生长因子( Platelet- Derived Growth Factor, PDGF)等生长因子作为重要的胞外刺激因子在类风湿性关节炎滑膜细胞过度增殖、 血管翳形成以及软骨与骨的破坏中发挥了重要作用,对滑膜炎症的形成和发展具有重要的影响。刘旭光等【15】观察艾灸 AA家兔双侧“肾俞”穴对关节滑膜液中 FGF、EGF、PDGF 含量的影响,结果表明 RA模型组滑膜液中 FGF、EGF和 PDGF 含量显著高于空白对照组( P < 0. 05)  ,艾灸治疗组滑膜液中 FGF、EGF和 PDGF 含量明显低于 RA模型组( P < 0. 05)  ,提示艾灸对实验性 RA 滑膜炎症的治疗作用可能通过减少 FGF、EGF 及 PDGF 对滑膜细胞的刺激作用,抑制滑膜细胞过度增殖、抑制新生血管形成及骨质破坏实现。
  1.6 Fas 系统
    Fas  系统包括 Fas、FasL  以及它们的可溶性形式(sFas、sFasL)  。其中, Fas 蛋白是一种I  型膜蛋白,是肿瘤坏死因子受体和神经生长因子受体家族表面分子,  是凋亡家族经典分子。
  FasL  是是典型Ⅱ型膜蛋白,是 Fas  在体内的天然配体,也属于 TNF  家族。唐勇等【16】用电针足三里治疗 AA 大鼠模型,运用免疫组化测定胸腺 Fas/FasL 的表达,结果显示电针对胸腺Fas  蛋白表达统计学结果,X2 = 11。931 , P < 0。01 ;电针对胸腺 FasL  蛋白表达统计学结果X2 = 8。697 , P < 0。05。结论:电针能够促进胸腺 Fas/ FasL 蛋白表达。
  1.7  基质金属蛋白酶(MMPs)
    基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase ,MMPs)是一族锌离子依赖性内源性蛋白水解酶,可降解软骨和骨质,在 RA  患者的关节破坏中起着重要作用【17】。MMP- 3 是对基质起广泛作用的一种蛋白酶,  其活性表现为降解聚集的核心蛋白、 软骨连结蛋白纤维结合素以及Ⅳ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅺ型胶原,  被认为是导致软骨降解的最重要的蛋白酶。刘旭光等【18】
  用艾灸双侧“肾俞”穴治疗 AA家兔模型,运用 ELISA  双抗夹心法测定滑膜液 MMP-3、TIMP-1含量, 结果显示RA  模型组滑膜液中MMP -3、 TIMP-1  含量显著高于空白对照组( P<0.05 ,P<0.01) ;艾灸治疗组滑膜液中MMP - 3 含量低于RA  模型组无显著性差异( P > 0.05) ,TIMP - 1含量明显低于 RA  模型组( P < 0.05) ,提示艾灸对滑膜细胞分泌 MMP - 3、TIMP - 1  有良性调整作用。
  1.8  热休克蛋白
    热休克蛋白(Heat Shock Protein ,HSP)  是在热应激以及许多其他理化因素,如感染、 缺氧、重金属、 低血糖及某些药物等刺激反应过程中,  诱导基因开放而合成的一组新蛋白质,对维持细胞的正常状态及功能有重要作用。HSPs 参与新生蛋白的折叠、组装和移位,  发挥其分子伴侣的作用。 目前已发现的HSPs  有10  余种,按分子量大小可分为小分子HSP (15~55KD)  、HSP60、HSP70 (66~78KD)  、HSP90 (83~90KD)  四类。HSP70  在免疫与炎症方面具有重要功能,可参与抗原加工、提呈,增加细胞对 TNF  和 NK  细胞攻击的耐受性,抑制炎症因子转录,减少炎症因子分泌,保护组织避免受活性氧因子诱导的 DNA  链断裂、类脂过氧化和线粒体结构破坏,与 RA  病理过程有密切关系。刘旭光等【19】艾灸“肾俞”、“足三里”,发现艾灸能明显增加实验性 RA 大鼠局部组织 HSP70 面积总和、积分光密度总和及平均黑度( P<0.01)  ,提示艾灸可诱导实验性 RA 大鼠局部组织热休克蛋白(HSP70)  的大量合成,艾灸作为一种生理性适宜刺激(瞬间高温)  诱导体内具有细胞保护作用的 HSP70  大量合成,可能是其治疗实验性 RA 的重要作用途径之一。刘雨星等【20】用“昆仑”穴刺血疗法治疗 AA大鼠模型,观察炎症局部 HSP70  表达的变化,结果表明刺血疗法提高了 HSP70  的含量。李晓泓等【21】观察艾灸预处理对 AA  大鼠下丘脑 HSP70  的变化,结果表明艾灸预处理可使AA  大鼠 HSP70  异常高表达的状况得到缓解。

  2. 针灸治疗 RA与细胞内信号传导
    细胞信号传导异常是 RA 发病的重要机制之一。RA 成纤维样滑膜细胞分泌高水平促炎性细胞因子、受体、基质蛋白降解酶等,它们作用于滑膜细胞信号转导途径的不同部位,引起细胞内蛋白激酶的持续激活,导致滑膜细胞信号转导异常及滑膜细胞的增殖与凋亡失衡。而 MAPK 通路、JAK-STAT 通路、NF-κB 通路是细胞内 3 条重要的信号通路,在炎症反应中占有重要地位。
  2.1  丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路
    MAPK( Mitogen Activated Protein Kina)是有丝分裂原激活的蛋白激酶的简称,属于丝氨酸/苏氨酸激酶,是信号从细胞表面传导至细胞核内部的重要传递者,通过对转录因子磷酸化来调节参与细胞反应基因的转录表达,对炎症的发生、发展起重要调控作用。MAPK 家族是由 C—Jun 氨基末端激酶(JNK)/应激激活蛋白激酶(SAPK)、细胞外信号转导激酶(ERK)和p38 激酶组成。杨馨等【22】用艾灸双侧“肾俞”治疗实验性 RA 家兔,运用基因芯片及生物信息分析技术检测分析家兔滑膜细胞 MAPK 信号通路中 96种相关信号分子的表达。 结果显示艾灸使 MAPK通路中异常激活的 Cyclin A1、p38MAPK、ERK1、JNK1、N - ras 等相关信号分子的表达明显下调,提示艾灸对实验性 RA滑膜细胞 MAPKs 信号通路的异常激活有明显抑制作用。龚伟等【23】研究发现在经过电针夹脊穴治疗后 AA 大鼠 DRG 内 p38 MAPK 表达减少,表明电针治疗 RA通过 p38MAPK磷酸化增加而起重要作用。阳军等【24】采用电针夹脊穴治疗佐剂性关节炎大鼠,检测 DRG内磷酸化 p38 丝裂原活化蛋白激酶表达特征,结果显示电针后 AA大鼠 DRG内 p38MAPK磷酸化明显增多,提示 p38MAPK  可能为电针镇痛中一个重要的信号转导分子,其磷酸化在疼痛及电针镇痛过程中其重要作用。王春雷等【25】观察电针夹脊穴对佐剂性关节炎大鼠脊髓背角内磷酸化细胞外信号调节激酶(ERK)影响,发现电针明显降低 AA 大鼠同侧脊髓背角内 ERK  磷酸化水平,提示:ERK 可能作为电针镇痛中一个重要的信号转导分子,  通过脊髓背角的磷酸化激活在炎症痛敏形成及电针镇痛过程中起重要作用。
  c - fos基因表达的核蛋白Fos是细胞转录调节因子,Fos经广泛修饰后与另一种即刻早期基因 c - jun所表达的核蛋白 Jun 形成异源二聚体复合物,即转录激活蛋白 1 (AP-1) ,也称为转录因子 AP-1。AP-1 能与 DNA调节序列相结合的蛋白质复合物,可被基因启动因子或增强因子序列识别并结合,从而参与细胞的生长、分化等一系列病理生理过程,起到第三信使的作用,并参与信号传递系统中各效应酶的转录过程,调控其他有多种基因表达的靶蛋白的合成。王瑞辉【26】采用电针足三里和昆仑穴,观察 AA 大鼠脊髓腰膨大段脊髓原癌基因 c - fos 的表达,实验结果证实电针缓解佐剂关节炎病理性疼痛的作用与抑制伤害性传入冲动诱发脊髓原癌基因 c - fos 的表达有关。余俊辉等【27】用艾灸肾俞、足三里穴,观察佐剂性关节炎日本大耳白兔滑膜细胞原癌基因 c-fos、c-myc mRNA 的表达,结果证实艾灸治疗能够降低 c-fos  和c-myc mRNA  的表达,  影响生长因子信号传导系统。
  2.2 JAK-STAT  信号通路
    JAK-STAT  通路是一条重要的介导细胞因子信号转导的通路【28】,主要由细胞因子受体超家族活化,介导细胞因子的信号传递,仅有两级组分构成,具有简捷的特点。它起始于细胞因子受体,用极少量耦合元件将信号从细胞膜直接传递到细胞核,许多细胞因子利用这一通路诱导特定基因序列的转录活性迅速变化。杨馨等【29】用艾粒灸双侧“肾俞”穴治疗 AA 家兔模型,运用基因芯片及生物信息分析技术检测滑膜细胞 JAK-STAT  信号通路中 96 种相关信号分子的表达。结果:艾灸使 JAK-STAT  通路异常上升的 JAK3  、STAT3 、C/ EBP beta  、INDO  等相关信号分子表达下调, IL-22R 等信号分子表达上调。 提示:艾灸对实验性 RA滑膜细胞 JA K-STA T  信号通路的异常激活有明显抑制作用。
  2.3  核转录因子-κB(NF –κB)信号通路
    核因子-κB 是一种普遍存在于真核细胞的核转录因子家族,能调节多种炎症反应相关基因的转录水平,炎症的发生和维持密切相关。NF-κB  信号通路异常活化在 RA  发病机制中的重要地位。黄迪君等【30】观察麦粒灸肾俞、足三里对佐剂性关节炎大鼠滑膜组织 NF -  κB表达的影响,结果表明艾灸可抑制细胞中 NF -κB 表达和活化,抑制局部组织的增生,从而减轻局部组织的炎症、水肿等症状。李晓泓等【31】观察逆灸大椎穴对随后佐剂性关节炎大鼠早期和继发期下丘脑中枢核转录因子 P65 的影响, 结果表明佐剂性关节炎大鼠下丘脑核转录因子阳性细胞处于高表达状态。 逆灸可使随后佐剂性关节炎大鼠早期和继发期下丘脑核转录因子 P65  高表达状态明显减弱,从而对随后佐剂性关节炎的免疫性炎症产生保护作用。张秀荣等【32】观察针刺夹脊穴 C5  —L4 对CIA大鼠模型脊神经节中 NF - KB 蛋白表达的影响,结果显示对照组 C7  —L4  脊神经 NF - KB  免疫阳性物在胞浆中分布较多,核内分布较少,其蛋白轻度表达;CIA  组 C5  —L4  脊神经节中 NF - KB  阳性反应物呈现由胞浆向细胞核移位现象,其蛋白表达水平明显高于对照组( P < 0. 01) ,针刺夹脊穴组 C7  —L4  脊神经节细胞胞浆中 NF - KB  阳性反应物高于细胞核,细胞核蛋白表达水平低于 CIA  组( P < 0. 01) ,与对照组比较无显著性差异( P > 0. 05)  。提示脊神经节中 NF - KB 活化参与 RA  发病机制,针刺夹脊穴通过抑制 NF - KB  信号转导通路以及通过神经内分泌免疫网络抑制 NF - KB 的表达及活性可能是针刺治疗 RA  的机制之一。
  综上所述,关于针灸治疗 RA 机理的研究还待进一步深入。在研究的技术手段上,动物模型的选择基本上是选用注射弗氏完全佐剂引起的大鼠 AA,而胶原性关节炎模型(CIA) 更接近于人的 RA,对客观反映针灸对 RA  疗效及阐明其机理可能是更好的选择。在机理研究中,选择细胞因子作为观察指标时,  目前大多是选择外周血液中的细胞因子,应注重对病变关节滑膜及关节内细胞因子影响的研究。建议在今后的研究中充分运用受体阻断、胞内信号分子阻断等现代医学研究方法和技术, 从细胞水平和基因水平深化针灸对滑膜细胞信号转导通路调控以及对核内基因表达调控的研究,以期更深入地揭示针灸治疗 RA的作用原理。

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