芍藥苷及芍藥苷-6-氧-苯磺酸酯在骨傷科疾病中的應用進展

裘世杰，羅 淦，湯樣華，徐燦達，辛大偉，康 儀，曾林如

(浙江中醫(yī)藥大學附屬江南醫(yī)院·浙江 杭州 311201)

中藥是中華民族的瑰寶，隨著分子生物學技術的進步，越來越多的中藥有效成分被發(fā)現和提取。近年來，中藥提取物在骨傷科疾病中的應用越來越廣泛，相關的研究也越來越深入。白芍最早記載于《神農本草經》，來源于毛茛科多年生草本植物芍藥的干燥根，具有養(yǎng)血補肝、祛風除濕、抗炎止痛等作用[1-2]。中藥單體芍藥苷(paeoniflorin，PF)是白芍和赤芍的主要有效成分之一[2],其應用范圍廣泛。近年來研究表明，PF和及其衍生物芍藥苷-6-氧-苯磺酸酯(paeoniflorin-6’-O-benzene sulfonate，CP-25)對諸多骨傷科疾病有較好的治療效果或潛在的治療作用。筆者通過檢索文獻并進行整理總結，就芍藥苷及其衍生物CP-25治療類風濕性關節(jié)炎、骨質疏松、骨關節(jié)炎、骨腫瘤、椎間盤退行性變等骨傷科疾病的作用機制研究進展進行綜述，以期為PF與CP-25在骨傷科疾病的進一步應用提供新的思路。

1 類風濕關節(jié)炎

類風濕關節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種慢性、持續(xù)性的自身免疫性疾病。RA在全球人群中均有分布，我國發(fā)病率為0.32%～0.36%。RA常伴有類風濕因子陽性及器官受累，嚴重者可導致關節(jié)畸形及功能喪失[3]。關節(jié)滑膜新生血管及血管翳的形成，是導致關節(jié)破壞，造成患者生活工作能力障礙和殘疾的主要原因之一[4]。目前對于RA的治療有非甾體抗炎藥、糖皮質激素以及新型生物制劑等[5]，但副作用較多、療程長、遠期療效不確切、價格高等均限制其應用。臨床上急需尋找更安全有效的藥物來控制RA的進展。近年來，許多學者研究證明芍藥苷對RA有較好的治療效果。Wang等[6]的研究通過收集RA患者的滑膜組織進行體外實驗，發(fā)現關節(jié)成纖維樣滑膜細胞(fibroblast-like synoviocytes，FLS)的過度增生及G蛋白的βγ亞基的活性與PI3K/AKT信號通路的過度激活均有關。與對照組相比較，推測CP-25可以通過抑制GRK2-Gβγ的復合膜轉位，實現下調CXCR4-Gβγ-PI3K/AKT信號通路，從而抑制FLS的過度增生，對RA有治療作用。佐劑性關節(jié)炎(adjuvant arthritis，AA)大鼠和膠原誘導性關節(jié)炎(collagen induced arthritis，CIA)大鼠的病理特點與人RA疾病特點非常相似，是近年來常用的RA病理研究和藥物研究的動物模型。Zhai等[7]通過建立大鼠CIA模型，發(fā)現與對照組相比，PF可顯著改善CIA大鼠的癥狀，降低爪腫脹程度、關節(jié)炎評分以及炎性細胞因子的釋放；推測PF通過抑制關節(jié)滑膜組織中Rho激酶的激活，進而下調p-NF-κB p65的表達并減少促炎性細胞因子的釋放，從而改善大鼠CIA。Yang等[8]通過建立大鼠CIA模型以及進行定量蛋白質組學分析，發(fā)現PF可以通過減少兩種關鍵蛋白質LIFR和ASPN來治療RA。Wang等[9-10]通過HE染色研究大鼠AA模型的脾組織病理變化，推測CP-25可能通過影響AA大鼠脾臟T細胞的功能來產生抗炎免疫功能。另外，Shu等[11]發(fā)現 CP-25通過下調BAFF-TRAF2-NF-κB信號通路來調節(jié)B細胞的功能，對CIA大鼠有治療作用。在其余的研究中，有學者發(fā)現CP-25可以通過促進內皮細胞中GRK2誘導的CXCR4-ERK1/2信號傳導下調，在AA大鼠中發(fā)揮抗血管生成作用[12]，通過CP-25干擾PGE2-EP4途徑抑制樹突狀細胞的成熟和激活可顯著促進免疫調節(jié)并治療RA[13]，CP-25通過抑制CIA小鼠的免疫反應和滑膜炎癥，減少β2受體脫敏并且增強β2受體信號傳導[14]。此外，CP-25還被發(fā)現與常用抗類風濕關節(jié)炎藥物如甲氨蝶呤(MTX)以及來氟米特(LEF)有協(xié)同作用[15-16]。

2 骨質疏松癥

骨質疏松癥(osteoporosis)是一種全身性的骨骼系統(tǒng)代謝性疾病，表現為骨量降低、骨強度下降、骨脆性增加和骨微細結構破壞，患者易發(fā)生骨折[17]。隨著人口老齡化形勢的發(fā)展，骨質疏松癥已躍居世界慢性疾病的第三位，嚴重影響人們的身心健康，同時給家庭和社會帶來沉重的經濟負擔[18]。目前骨質疏松的作用機制尚不明確，對骨質疏松的治療也存在難度，有待研究。林紫薇等[19]通過體外培養(yǎng)前成骨細胞系MC3T3-E1細胞，采用地塞米松(DEX，1 μmol/L)誘導細胞凋亡，以及建立潑尼松龍(Pred,25 μmol/L)誘導的斑馬魚骨質疏松模型，觀察PF的干預效應；研究發(fā)現PF可緩解DEX對MC3T3-E1細胞活力的抑制作用，并顯著降低其細胞凋亡率；本實驗中對細胞凋亡相關蛋白的檢測發(fā)現，PF可顯著促進Bcl-2的蛋白表達，升高Bcl-2/Bax的比率；進一步研究發(fā)現PF可顯著抑制FoxO3a的入核；同時，與Pred組相比，PF能夠增加斑馬魚第一椎骨的骨骼面積，抑制TRAP、CTSK和MMP-9的基因表達，促進ALP、Runx2a和 Sp7的基因表達；提示PF能夠抑制前成骨細胞凋亡，改善斑馬魚的骨質疏松，該作用可能與升高Bcl-2/Bax比率及抑制FoxO3a的核易位有關。Wang等[20]建立了高糖高脂飲食(HCHF)大鼠模型，發(fā)現PF可以降低高糖高脂飲食引起的總膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白水平，同時可以減輕HCHF導致的大鼠股骨應力能力下降；與對照組相比，PF可促進成骨細胞分化和骨細胞伸展，骨轉換指標也升高。此外，Li等[21]通過體外實驗研究了PF對骨特異性蛋白和基因表達的影響，推測PF作為NF-κB信號通路抑制劑可以影響破骨細胞的形成和骨溶解，從而具有治療骨質疏松癥的潛力。

3 骨關節(jié)炎

骨關節(jié)炎(osteoarthritis,OA)是關節(jié)軟骨的局部損傷和丟失、異常重塑和磨損、局部炎癥等一系列病理改變導致的退行性變。在臨床上主要表現為緩慢發(fā)展的關節(jié)疼痛、腫脹、畸形以及關節(jié)僵硬。骨關節(jié)炎以中老年患者多見, 女性多于男性, 60歲以上的患病率可達50%、75歲以上則達80%[22-23]。臨床上OA十分常見，且缺乏較好的藥物治療手段。Zhao等[24]通過收集膝關節(jié)置換患者的膝關節(jié)軟骨并對軟骨細胞進行培養(yǎng)，發(fā)現PF可能通過抑制NF-κB信號通路的激活來抑制IL-1β誘導的人OA軟骨細胞中炎性介質的表達；因此推測PF可能是OA未來治療的潛在藥物。此外，Hu等[25]的實驗研究了PF對關節(jié)軟骨細胞凋亡的影響，通過單層膜培養(yǎng)大鼠關節(jié)軟骨細胞后，用LDH釋放實驗測定細胞的乳酸脫氫酶(LDH)的釋放速率。并進行膜聯(lián)蛋白V-異硫氰酸熒光素/碘化丙啶雙標記染色以通過流式細胞術檢測早期和晚期凋亡細胞，測定caspase-3活性，檢測Bcl-2/Bax以及Akt信號通路；結果表明，PF可以顯著減低IL-1β誘導的大鼠軟骨細胞中LDH的釋放和凋亡細胞的比例，增加Bcl-2的水平，降低Bax的mRNA和蛋白表達水平，降低軟骨細胞中caspase-3活性；此外，PF被確定可以通過增加Akt磷酸化來調節(jié)Akt信號通路；推測PF可能通過抑制IL-1β誘導的大鼠軟骨細胞凋亡，發(fā)揮其保護作用，因此可能是預防和治療OA的有效藥物。

4 骨腫瘤

發(fā)病于骨骼或骨骼附屬組織的腫瘤即為骨腫瘤,骨腫瘤分為良性骨腫瘤、中間型骨腫瘤和惡性骨腫瘤。常見的良性骨腫瘤包括骨軟骨瘤、軟骨瘤等，骨巨細胞瘤屬于中間型骨腫瘤，常見的惡性骨腫瘤包括骨肉瘤、骨髓瘤、尤文肉瘤、軟骨肉瘤、骨纖維肉瘤等。骨腫瘤發(fā)病與年齡有關，如骨肉瘤多發(fā)生于青少年，骨巨細胞瘤主要發(fā)生于成人。骨腫瘤常見的臨床表現主要有疼痛與壓痛、局部腫塊及腫脹、功能障礙和病理性骨折，晚期惡性骨腫瘤可轉移，產生全身癥狀。骨腫瘤在臨床上缺乏較好的非手術治療手段，亟待深入研究。Wang等[26]的研究中使用MTT測定法來分析PF治療的SKO-007多發(fā)性骨髓瘤細胞的增殖和使用膜聯(lián)蛋白V-異硫氰酸熒光素/碘化丙啶雙標記染色法和caspase-3活化測定來檢測細胞凋亡水平，分別使用明膠酶譜法和定量聚合酶鏈式反應檢測MMP-2和microRNA-29b的表達水平；研究結果顯示，PF可以有效抑制SKO-007細胞的增殖，并且與劑量和作用時間相關，此外，PF可以有效增加SKO-007細胞凋亡，并且增強SKO-007細胞中caspase-3 和caspase-9的活化；由此推測，PF通過對microRNA-29b和基質金屬蛋白酶-2的作用抑制多發(fā)性骨髓瘤細胞的增殖并促進其凋亡，從而有潛在的治療多發(fā)性骨髓瘤的作用。除多發(fā)性骨髓瘤之外，在骨肉瘤細胞系的體外實驗中，Jin等[27]的研究發(fā)現，PF可以通過上調促細胞凋亡因子Bcl-2 X(Bax)相關蛋白，下調抗細胞凋亡的Bcl-2，誘導G2/M細胞周期阻滯和Caspase依賴性細胞凋亡，由此可直接或間接誘導骨肉瘤細胞凋亡，具有良好的骨肉瘤治療潛力。

5 椎間盤退行性變

椎間盤由上下軟骨終板、纖維環(huán)及中央髓核組成,其對脊柱的承重及活動起著至關重要的作用。椎間盤退變(intervertebral disc degeneration，IDD)為多因素造成的慢性病變過程,其可致椎間盤結構、功能發(fā)生改變。IDD是引起椎間盤突出、椎管狹窄等相關疾病的病理基礎,也是導致腰腿痛的主要原因之一[28]。椎間盤退行性變是臨床常見疾病，目前缺乏療效顯著的治療藥物。陳少清等[29]采用酶消化法體外培養(yǎng)椎間盤纖維環(huán)細胞，取第3代纖維環(huán)細胞，培養(yǎng)過程中加入20 pg/L Fas配體誘導建立纖維環(huán)細胞凋亡模型，通過MTT法測定芍藥苷干預纖維環(huán)細胞的最適宜濃度，使用膜聯(lián)蛋白V-異硫氰酸熒光素/碘化丙啶雙標記染色法觀察芍藥苷對椎間盤纖維環(huán)細胞的保護作用；發(fā)現，芍藥苷濃度 20.8、2.08 pmol/L對椎間盤纖維環(huán)細胞具有明顯的促增殖作用，20.8 pmol/L芍藥苷對Fas配體誘導椎間盤纖維環(huán)細胞有保護作用。史立君等[30]通過對新西蘭大白兔行纖維環(huán)穿刺造模，再用PF灌胃治療后，使用免疫組化法檢測Fas、FasL、Caspase-8的表達，流式細胞術檢測細胞凋亡率；推測PF可以抑制Fas表達，進而抑制Caspase-8的激活，最終起到抑制髓核凋亡的作用。

6 小結與展望

近年來，PF及CP-25治療類風濕性關節(jié)炎、骨質疏松、骨關節(jié)炎、骨腫瘤、椎間盤退行性變等骨傷科疾病的研究取得了較大的進步，有較好的研究價值和治療潛力，尤其是對類風濕性關節(jié)炎的研究較豐富且深入。然而，其對骨質疏松、骨關節(jié)炎、骨腫瘤、椎間盤退行性變等疾病的研究卻不足且有所停滯?？偠灾琍F及CP-25治療各種骨傷科疾病的分子生物學機制研究還并不透徹，對各個疾病的研究并不全面，其臨床運用也尚有待進一步的探索，這也是今后重點的研究方向。