简述蒙药润僵汤介导NF-κB通路治疗骨关节炎的研究

A Study on the Treatment of Osteoarthritis with Mongolian Medicine Runjing Decoction Mediated by NF-κB Pathway

摘要: 骨关节炎(Osteoarthritis, OA)是一种以关节软骨破坏、滑膜炎症和骨赘形成为特征的慢性退行性关节疾病。OA的发病机制尚未完全阐明，但已知与多种生物学因素密切相关，其中炎症信号通路的激活起到关键作用。以往研究表明，NF-κB信号通路是早期OA炎性信号通路的研究热点。该信号通路不仅调控软骨细胞的退变、凋亡及降解，还能调节关节微环境中的炎性反应。目前，OA尚无有效的治疗方法。现有药物如非甾体抗炎药(NSAIDs)和镇痛药虽能缓解OA症状，但无法阻止疾病进展。蒙医药在控制病情发展方面具有潜在价值。本综述将概述过去五年蒙药润僵汤在OA中的作用机制，探讨其对NF-κB信号通路传导的影响及三者间的相互作用，为蒙药润僵汤的临床应用提供新的见解。

Abstract: Osteoarthritis (OA) is a chronic degenerative joint disease characterized by destruction of articular cartilage, synovitis, and osteophyte formation. The pathogenesis of OA has not been fully elucidated, but it is known to be closely related to multiple biological factors, among which the activation of inflammatory signaling pathways plays a key role. Previous studies have shown that the NF-κB signaling pathway is a hot research topic in the early inflammatory signaling pathway of osteoarthritis. This signaling pathway not only regulates the degeneration, apoptosis, and degradation of chondrocytes, but also regulates inflammatory responses in the joint microenvironment. At present, there is no effective treatment for OA. Existing drugs such as nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) and analgesics can alleviate symptoms of osteoarthritis, but cannot prevent disease progression. Mongolian medicine has potential value in controlling the progression of diseases. This review will provide an overview of the mechanism of action of Mongolian medicine Runjing decoction in OA over the past five years, explore its impact on NF-κB signaling pathway and the interactions between the three, and provide new insights for the clinical application of Mongolian medicine Runjing decoction.

1. 前言

骨关节炎(Osteoarthritis, OA)是以关节疼痛、肿胀、僵硬、活动受限及关节畸形等为主要表现的一种慢性骨关节病。是一种慢性退行性和致残性疾病[1]。对患者身心造成极大困扰，给患者家庭和社会带来沉重负担。现代医学治疗OA常采用药物治疗，严重者采取关节镜手术或膝关节置换术等手术治疗，但这些疗法疗效单一、费用高、副作用明显、不能有效阻止OA的发展等问题，从而不利于OA的长期治疗[2] [3]。因此寻找，安全，有效，性价比高的治疗方法至关重要。蒙医对于膝关节骨性关节认识较早，其中以熏洗、热敷、贴敷等形式的蒙药外用法在临床中被广泛应用。其中蒙药润僵汤作为院内常用治疗膝骨性关节炎的熏洗药，配方有苦参、当归、栀子、川楝子、诃子等都是传统植物药，具有显著的抗炎、镇痛及免疫调节的作用。通过前期临床研究[4] [5]也表明，润僵汤可通过改善气血循环，消除协日乌素来缓解临床症状，如关节疼痛、晨僵、肿胀、屈伸障碍等方面的改善来体现疗效，因其避免了口服给药及手术治疗可能发生的手术过后的创伤、翻修及药物在胃肠道的降解，药物吸收对胃肠道的影响，具有安全无创、毒副作用小，简便廉验等优点。从而得到了广大患者的普遍认可。而核因子-κB (NF-κB)是一种二聚体转录因子，协调多种生理和病理过程，NF-κB通路参与了OA的病理生理过程，并且过度刺激和抑制该通路都有助于OA病情的调[6]。综上，本篇综述总结了目前蒙药润僵汤在OA发展中对NF-κB信号通路传导的影响及三者间相互作用，以及其发病机制和可能的治疗后果，以期为临床治疗OA提供理论依据。

2. OA的发病机制

OA不是一种单一的疾病，而是一种与导致OA进展的各种危险因素相关的复杂疾病。慢性机械应力，如关节损伤、超负荷或过度使用，会导致骨关节软骨、滑膜和骨骼的改变，如软骨变性、滑膜炎症、软骨下骨硬化和骨赘形成[7] [8]。关节软骨是关节中高度特化的结缔组织，由软骨细胞和它们产生的细胞外基质(ECM)组成。天然软骨基质主要由II型胶原和聚集聚糖组成，为软骨提供减震能力[9] [10]。由于关节软骨不仅缺乏血管或神经，而且内在修复能力有限，因此，软骨细胞的存活对于关节软骨的结构保护、功能调节和细胞外基质(ECM)的周转至关重要，软骨细胞调亡被认为是OA的主要特征，软骨会发生各种变化，包括细胞调亡、氧化应激和自噬。然而，在对OA刺激的反应中，软骨细胞失去了维持软骨完整性和存活的能力。此外，它们还与分泌基质降解酶的分解代谢细胞相反，例如基质金属蛋白酶(MMP)和具有血小板反应蛋白基序的整合素和金属蛋白酶(ADAMTS) [11]，包括必需的分解代谢MMP13和ADAMTS5 [12] [13]。因此，分解代谢降解作用抑制了OA软骨细胞的合成代谢保护功能，最终导致软骨变性[14]。软骨细胞分解代谢可由可溶性促炎细胞因子刺激，包括白细胞介素(IL)-1β、肿瘤坏死因子(TNF)-α和IL-6，这些细胞因子来源于发炎的OA滑膜和通过旁分泌或自分泌机制受损的软骨[15]-[17] (见表1)。由这些炎性细胞因子和过度机械应力或ECM降解产物激活的NF-κB不仅诱导分解代谢基因转录，而且还通过正反馈回路刺激炎症介质，如IL-1β、TNF-α和IL-6 [18]-[20]。这些炎症介质可进一步激活NF-κB通路，从而放大炎症反应信号。

也有研究表明，滑膜炎症也是导致OA进展的关键因素之一[21] [22]。滑膜是一种软结缔组织膜，由成纤维细胞样滑膜(FLS)层组成，排列在关节囊和关节腔之间的空间中。滑膜不仅提供结构支撑，还分泌滑液，滑液具有润滑功能，可减少运动过程中关节软骨的摩擦，并为周围软骨提供必要的营养。在受损关节中，软骨/半月板的降解产物和软骨细胞分泌的炎症因子会刺激OA的滑膜炎症[16]。FLS通过产生介导白细胞募集的炎性细胞因子在滑膜炎中发挥重要作用。许多类型的浸润性免疫细胞，包括巨噬细胞、T细胞、肥大细胞和B细胞，及其细胞因子，包括IL-1β、TNF-α和IL-6，在OA滑膜中的水平高于正常滑膜[17]，尽管OA滑膜中的免疫细胞总数低于类风湿性关节炎(RA)滑膜中的免疫细胞总数[21]。由于NF-κB在各种细胞类型中作为一般和必需的炎症介质[23]，它在OA滑膜炎中也起着关键作用[24] [25]。为了应对关节损伤，由炎性细胞因子和基质降解产物刺激的滑膜细胞增强了NF-κB依赖性信号通路，为此杨鑫等[26]在相关研究中得出结论，杨梅素通过抑制骨性关节炎炎症反应，从而抑制PI3K/AKT/NF-κB信号通路的激活，明显缓解关节软骨的退变，促进软骨细胞增殖，抑制软骨细胞的凋亡。莫志生等[27]也在研究中得出补肾活血祛湿中药能显著抑制KOA炎症反应，其机制可能与抑制miR-26a mRNA、NF-κB mRNA、TRL4 mRNA表达水平以及抑制miR-26a/NF-κB/TRL4通路的激活有关。这些都进一步提供了加速软骨破坏的炎症介质(见表1)。

Table 1. Relationship between inflammatory factors, NF-κB pathway and knee osteoarthritis

表1. 炎症因子、NF-κB通路与膝骨关节炎的关系

炎症因子	相关研究院	与NF-κB通路关系	对骨性关节炎的影响	具体数据
IL-1β	《杨梅素通过PI3K/AKT/NF-κB 信号通路对骨性 关节炎发展的 影响》	杨梅素可抑制IL-1β诱导的软骨细胞中PI3K、AKT、NF-κB P65、IKKαβ、IKBα蛋白的磷酸化程度，上调IKBα蛋白表达，即IL-1β可激活NF-κB通路相关蛋白磷酸化	IL-1β诱导损伤的最适质量浓度为10 ng/mL时，细胞抑制率为48.36%。杨梅素可抑制IL-1β诱导的软骨 细胞凋亡，促进增殖，降低炎症反应	质量浓度为10 ng/mL的 IL-1β作用下细胞抑制率为48.36% (P < 0.01)；10 μmol/L杨梅素可提高损伤后软骨细胞活性(P < 0.01) ，降低TNF-α、IL-6浓度，增加IL-10浓度(P < 0.05)
TNF-α	《杨梅素通过PI3K/AKT/NF-κB 信号通路对骨性 关节炎发展的 影响》	杨梅素可下调TNF-α浓度，同时抑制PI3K/AKT/NF-κB信号通路相关蛋白磷酸化，说明TNF-α与NF-κB通路激活相关	杨梅素可降低TNF-α浓度，抑制骨性关节炎炎症反应，缓解关节软骨退变	杨梅素使细胞上清液和大鼠关节液中TNF-α浓度减少(P < 0.05)，IL-10浓度增加(P < 0.05)
IL-6	《基于核因子-κB 信号通路分析补肾活血祛湿中药治疗膝关节骨性关节炎的作用机制》	膝关节骨关节炎患者P65、IκBα表达水平与IL-6呈正相关，表明IL-6可激活NF-κB通路相关蛋白表达	研究组关节滑液中 IL-6水平低于对照组，且IL-6水平与MMP-13水平及VAS评分呈正相关，说明IL-6参与骨关节炎滑膜炎症和疼痛过程	研究组关节滑液中IL-6水平为0.63 ± 0.14，对照组为0.22 ± 0.10 (t = 18.459, P < 0.01)；P65、IκBα表达水平与IL-6的相关系数分别为r = 0.623、r = 0.645 (P < 0.01)

3. 蒙医对OA的认识

蒙医药学是蒙古族人民在长期的游牧生活中逐渐摸索出来的具有鲜明的民族特色和独特理论体系的民族传统医学。蒙医对于膝关节骨性关节炎认识较早，在《蒙医金匮》《四部甘露》等多部经典古籍中均可见关于膝关节骨性关节的记载。蒙医传统理论认为，骨关节炎属于蒙医关节黄水(协日乌素)病范畴，由各种病引起人体三根七素失调，赫依紊乱，协日乌素偏盛，并与血相搏，流注关节，导致局部气血运行受阻所致。黄水(协日乌素)是人体组成之一，经饮食入胃。经过“赫依、协日、巴达干消化”其精华化为血，糟粕归于胆腑，形成胆汁，胆汁精华形成黄水[28]。关节黄水即以关节肿痛为特征的关节黄水病，黄水多存于皮肤和关节，以关节黄水病多见。其主因风寒潮湿、剧烈运动、损伤、浊热邪久留、出汗着凉引起，黄水偏盛，瘀积于骨关节，使关节气运受阻，巴达干功能受损而导致“协日乌素”增多，与“巴达干”“琪索”相协，汇聚于关节及其周围，使其周围气血循环受阻而引起的局部红肿、热痛、功能障碍等为主要症状[29]。表现为骨骼酸痛，踝、膝、肩，肘关节等大关节肿热，游走性疼痛，关节腔内积液，活动受限，初期有热病症状，病程蔓延进展为寒性黄水病，关节变粗或变形。以蒙医理论为指导的蒙医药疗法具有独特的理论视角，治疗该病针对性强，疗效显著，且远期效果好，可以从根本上控制病情的发展，为治本之道。我们的润僵汤是针对OA的蒙医外治熏洗药物，在临床上有着显著疗效。而且OA为蒙医骨伤科优势病种，蒙医药联合疗法具有显著疗效，其中最常见的是蒙药外治熏洗疗法。蒙药外治法是借助药力和热力综合作用于病变部位的蒙药熏洗疗法，蒙药熏洗是通过将药物加热后浸泡病症部位，高温熏洗药效浸透皮肤，直达病区，可明显改善局部营养，有效消除关节滑膜炎症，促进血液循环，降低骨内压等，改善术后局部疼痛症状，更有助于早期开展康复锻炼，从而达到恢复膝关节功能的目的[30]。

4. NF-κB通路介绍

NF-κB于1986年被发现，是一种转录因子，在细胞调亡、病毒复制、肿瘤发生、炎症和各种自身免疫性疾病有关。NF-κB信号通路是KOA病程中导致软骨分解代谢主要途径之一，在与KOA进展中起着关键作用典型的NF-κB途径由促炎症信号(促炎细胞因子)、toll样受体(TLR)和淋巴细胞受体等的参与激活有关[31]。由于NF-κB参与许多生物学过程，因此在许多疾病中经常观察到NF-κB通路的失调，例如关节炎、癌症和自身免疫性疾病[32]。在哺乳动物中，NF-κB由Rel家族5个成员的同源和异源二聚体组成，包括NF-κB1 (p105/p50)、NF-κB2 (p100/p52)、RelA (p65)、RelB和c-Rel。NF-κB信号系统由多达15种不同的细胞类型和刺激特异性二聚体组合组成[33] [34]。从结构上看，反式激活结构域仅限于RelA、RelB和c-Rel，因此p50和p52之间的同二聚体和异二聚体无法发挥转录激活剂的作用[35]。在NF-κB二聚体中，p65/p50异源二聚体是原型。该复合物存在于大多数细胞类型中，并充当有效的转录因子。

NF-κB的活化有两种途径：经典途径，涉及κBα抑制剂(IκBα)的降解；旁路途径，涉及NF-κB诱导激酶(NIK)。小鼠生长板由静止区、增殖区、前肥大区和肥大区组成。在经典途径中起核心作用的p65 (RelA)在整个软骨层中表达，从静止区到肥大区，抑制经典的NF-κB信号传导途径可阻断生长激素(GH)或胰岛素样生长因子(IGF-1)信号传导，抑制细胞增殖，并抑制骨形态发生蛋白2 (BMP 2)表达，从而促进细胞凋亡。由于自身抗体和炎性细胞因子(如肿瘤坏死因子-α (TNFα)、白细胞介素(IL)-1β、IL-6和IL-17)的产生受到经典途径的调节，在骨关节炎(OA)模型中，发现NF-κB激活的强度调节OA的促进或抑制。另一方面，RelB参与替代途径，并在胚胎发育期间在关节周围区表达。在生理条件下，替代途径参与增殖区软骨细胞的生成，在病理条件下，参与OA的发展。因此，NF-κB是控制软骨正常发育和病理性破坏的重要分子。此外，NF-κB通路可以通过单独或与BMP、Wnt和其他信号通路的联合作用，抑制OA软骨细胞合成代谢，并触发多种基质降解蛋白酶的表达，导致关节软骨侵蚀，关节炎症微环境紊乱[36] [37]。研究发现，NF-κB信号通过诱导NO、COX2、NOS和PGE2促进关节损伤，从而促进分解代谢因子的产生、软骨炎症、软骨细胞调亡和NF-κB分子的组成性表达[38]，还可以借助iNOS增强子高甲基化抑制软骨细胞周期进展进而下调NF-κB通路达到减少OA促炎症反应的临床效果[39]。此外，NF-κB信号可以作用OA相关调亡相关蛋白(Bcl-2、Bax、Cyto-c和caspase-.3)的表达参与OA软骨细胞调亡[40]。

5. NF-κB通路与OA

核因子-κB (NF-κB)是一种二聚体转录因子，协调多种生理和病理过程，是p38丝裂原活化蛋白激酶通路(p38MAPK)的下游通路。对于诱导各种炎性因子和介质至关重要，广泛存在于真核生物中，MAPK家族成员p38磷酸化后可激活NF-κB。当外界因素引起p38MAPK的活化后，NF-κB可被p38MAPK磷酸化后的特异底物激活，易位后进入细胞核，并与DNA上的KB位点结合，调节炎性因子，如肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、白细胞介素-1β (L-1β)等的生成，加剧炎症反应，这类细胞因子又可反激活NF-κB，再次通过促炎途径产生大量炎症因子，造成炎症级联反应。经典的NF-κB信号通路由多种免疫介质诱导，如促炎细胞因子、TNF-α、IL-1β等，NF-κB由p65和p50亚基组成，NF-κB以二聚体的形式存在，在非刺激状态下，核转录因子κB的核定位序列与抑制性IKB蛋白结合，NF-κB与IKB结合形成复合体，定位于细胞质[41] [42]。IKB激酶IKK可被上述免疫介质(IL-1β、TNF-α、TLRs等)所激活，导致IKB酸化和变性，然后从IKB释放的核因子-κB复合体可以移位到细胞核内发挥作用。在衰老过程中观察到了NF-κB信号的增加，并发现老年人肌肉中的NF-κB蛋白浓度是年轻人的数倍，NF-κB转录因子在OA的发病机制中发挥核心作用，参与炎症反应、细胞凋亡、细胞死亡、氧化应激和细胞自噬等[43]。陆建森等[44]在10周龄雄性胶原酶诱导的骨关节炎C57BL/6小鼠模型中发现下调p38/MAPK和p65/NF-κB信号通路防止软骨退化。针对巨噬细胞重编程或阻断早期骨关节炎中巨噬细胞与软骨细胞的相互作用可能是一种有效的预防策略。周宇[45]在加味曲直汤治疗膝关节骨性关节炎的作用机制研究中得出结论加味曲直汤可能通过减少OA大鼠血清IL-1β、TNF-α、IL-17的水平，下调IL-17/NF-κB通路中相关分子表达，抑制NF-κB的活化实现缓解OA大鼠软骨损伤的效果。伍闲等[46]以针刀干预膝骨关节炎兔模型下调NF-κB信号通路，减轻IL-6、TNF-A炎性因子保护关节软骨证明针刀调控膝骨关节炎免疫应答可靠。这些研究表明了抑制NF-κB信号通路在维持细胞外基质平衡和延缓膝关节退变方面发挥了作用。综上所述在OA中，NF-κB信号通路被显著激活，所以抑制NF-κB信号通路可能在治疗OA方面存在积极意义。

6. 蒙药润僵汤与OA

蒙药润僵汤(别名，塔里必古鲁其汤)由栀子、苦参各50 g，诃子、川楝子各30 g，当药20 g共180 g为一剂。蒙药润僵汤为历代蒙医常用的舒经止痛、活血散瘀、清热解表之验方，主要用于陈旧热、热性黄水病、关节僵直、痛风、游痛症等病症。方中苦参为君药，具有发汗、解痉、解表作用，三子(诃子、栀子、川楝子)为臣药，具有清血热、燥黄水、解毒、消肿软化作用；当药为辅药，具有扩张毛细血管、提高皮肤渗透性、清热疗伤作用[47]。OA的发病机制尚不明确，多数学者认为其与促炎性细胞因子增多、炎症相关信号通路激活(NF-κB、P38MAPK、JAK)等细胞外基质(Extracellular matrix, ECM)降解等有关[48]-[51]。我们前期通过网络药理学技术分析发现蒙药润僵汤组成配方川楝子、苦参、栀子里槲皮素(quercetin, QU)含量较高。槲皮素属于黄酮类的化合物，其储存范围广泛，大量存在于蔬菜、水果以及中草药中，具有抗氧化、抗应激、抗炎等作用，可以有效地减少与氧化应激相关的骨性关节炎、类风湿性关节炎等疾病的发病几率。KANZAKI等[52]报道口服槲皮素(45 mg∙d⁻¹)并联合使用氨基葡萄糖及软骨素对OA明显缓解疼痛症状。现有研究表明槲皮素可在实验中显著降低巨噬细胞炎性介质形成，显著降低IL-1β、肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、白细胞介素-6 (IL-6)等细胞因子的表达，具有潜在药用价值。龚利民等[53]蒙药结合盐热敷疗法治疗膝骨性关节炎的疗效评价的研究中60名膝骨性关节炎患者参与研究，随机分成两组，对照组常规使用蒙药治疗，观察组选择蒙药结合盐热敷疗法治疗，比较两组结果。结果：观察组治疗后膝关节功能优良率为76.67%，对照组63.04%；治疗后按照VAS疼痛评分表给予评分，观察组膝关节疼痛评分为(2.45 ± 0.21)分，对照组为(4.67 ± 0.23)分，疗效明显优于对照组(P < 0.05)。结论：蒙药结合热敷疗法治疗膝关节骨性关节炎具有明显的疗效。白福贵[4]等在蒙药塔里必古鲁其汤联合玻璃酸钠治疗膝骨性关节炎的临床疗效观察的研究中膝关节骨性关节炎患者42，随机分为两组，每组21例。对照组采用膝关节腔内注射玻璃酸钠治疗，观察组在对照组治疗基础上联合蒙药塔里必古鲁其汤治疗。结果：观察组总有效率85.72%。对照组总有效率66.67%。两组治疗结果差异有显著意义(P < 0.05)。从而得出结论蒙药塔里必古鲁其汤联合玻璃酸钠治疗，膝关节骨性关节炎能有效改善患者的临床症状，提高治疗效果，可在临床推广应用。而Jimi [54]等人发现转录因子核因子-κB (NF-κB)调节参与免疫和炎症反应、细胞增殖、肿瘤发生、细胞存活和发育的多种基因的表达。核因子-κB (NF-κB)转录因子长期以来被认为是一种致病因子，因此已成为OA的治疗靶点。几项研究报道，NF-κB转录家族参与生理条件下的软骨内骨化和肢体生长[55] [56]。Ok-Joo Sul等[57]研究表明槲皮素抑制核因子κB (NF-κB)的核转位，并降低炎症细胞因子肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1和IL-6的水平，从而降低ROS诱导的氧化应激和炎症。也有研究表明槲皮素通过抑制软骨细胞的炎症和凋亡，促进巨噬细胞极化为M2表型来增强OA的致病性。该研究还报告说，槲皮素通过激活SIRT 1/MAPK信号通路抑制内质网应激相关的软骨退化，并降低促炎细胞因子IL-1β、IL-18和TNF-α的水平从而有效抑制OA的发展。张军等人[58]槲皮素治疗OA大鼠血清IL-1β和TNF-α水平降低。槲皮素可抑制OA大鼠TLR-4和NF-κB的表达，且呈剂量依赖性。从而得出结论槲皮素对OA大鼠具有治疗作用。所以蒙药润僵汤治疗OA可能与降低促炎因子调节NF-κB信号通路活化有关。

7. 小结与展望

蒙药润僵汤能够抑制骨关节炎(OA)患者关节软骨细胞的凋亡，促进软骨修复与再生，并减少炎症因子的产生。其作用机制可能与NF-κB和p38MAPK3信号通路有关。目前，以NF-κB信号通路为切入点，已探讨了蒙药润僵汤对OA的作用机理，揭示了该药物通过降低炎症因子从而抑制NF-κB信号通路介导的炎症反应和细胞凋亡，并参与软骨细胞外基质的调控。然而，仍存在以下不足：(1) 蒙药熏洗疗法的单次实施时长和疗程主要依赖于医师的临床经验，缺乏相关指南或标准；(2) 大部分文献缺少辨证分型，未能充分发挥蒙医辨证施治的优势；(3) 各类文献鲜有提及蒙药熏洗治疗的副作用，缺乏安全性检验。综上所述，我们不仅需要发展和规范有效的临床治疗方法，同时还应加大科研力度，阐明蒙药润僵汤外治法在治疗OA中的分子作用机制，并制定科学、可靠的疗效评定标准，为蒙医外治法治疗OA的临床运用提供更多循证依据。

基金项目

内蒙古自然科学基金2023，项目编号：2023ZD29。

NOTES

^*通讯作者。