白藜蘆醇抗類風濕關節炎研究進展

白藜蘆醇抗類風濕關節炎研究進展

摘要: 白藜蘆醇是一種自然產生的含有芪類結構非黃酮類多酚化合物，主要在紅葡萄酒和花生中發現。目前白藜蘆醇在治療

關節炎中的作用格外引人矚目，現該文就近年來白藜蘆醇在抗類風濕關節炎研究的最新進展進行了綜述， 並展望了其發展前景。

Ｒesearch progress in resveratrol against rheumatoid arthritis

FAN Jia-de

( The First Hospital of Hefei， Hefei， Anhui 230001， China)

Abstract: Ｒesveratrol is naturally occurring polyphenol， mainly presents in skin of grapes， red wine， mal berries and peanuts． Particularly， the role of resveratrol in the treatment of arthritis is remarkable． Now we summarized in this paper the latest progress in the study

of resveratrol in anti-rheumatoid arthritis，and put forward its development prospects．

Key words: resveratrol; rheumatoid arthritis; mechanism

類風濕性關節炎( rheumatoid arthritis， ＲA) 是一種病因未明的、 以炎性滑膜炎為主的慢性多系統性的自身免疫性疾病。其病理特點是滑膜細胞的大量增生，關節持續性進行性的滑膜炎。臨床表現為手、 足小關節的多關節、 血管炎、 侵襲性關節炎症，常伴有關節外器官受累及血清類風濕因數陽性， 可以導致關節畸形及功能喪失。ＲA 常發病於四肢小關節， 除侵犯關節外， 還可以侵犯關節以外的各髒

器組織， 對人體健康危害極大， 至今其確切發病機制尚未被探明。我國的患病率約為 0． 3% ， 是我國勞動人群喪失勞動能力的主要原因［ 1］ 。近年來的研究發 現， 細 胞 炎 性 因 子 如 白 細 胞 介 素- 1β ( IL-1β) 、 白細胞介素- 6( IL- 6) 表達失衡， 基質金屬蛋白酶以及黏附分子的過度表達， ＲA 的主要效應細胞滑膜 β 成纖維細胞的“腫瘤式” 增生等都是類風濕關節炎發病的重要因素［ 2］ 。目前臨床上治療類風濕性關節炎的藥物主要包括鎮痛類藥物、 抗體藥物、 非甾體類抗炎類藥物( NSAIDs) 、 改善病情的抗風濕藥物( DMAＲDs) 、 植物藥物等，其中白藜蘆醇被認為是新型的植物型藥物， 其潛在的抗類風濕關節炎的臨床應用價值備受矚目。

1 白藜蘆醇的理化性質及其來源

白藜蘆醇( Ｒesveratrol，Ｒes) ，化學名 3，4＇，5 － 三羥基二苯乙烯， 分子式 C14 H12 O3 ( 化學結構示意圖見圖 1) ，相對分子品質 228， 性狀為無色無味針狀

結晶，難溶于水， 易溶於乙醇、 乙醚、 乙酸乙酯等有機溶劑中。遇鹼性溶液顯紅色， 遇醋酸鎂的甲醇溶液顯粉紅色， 能和三氯化鐵—鐵氰化鉀起顯色反應。化學結構有順、 反兩種結構， 在自然界中主要以反式存在， 在紫外線的照射下， 反式白藜蘆醇能夠翻轉成為順式異構體。在生物體內， 順式和反式白藜蘆醇可以先分別與葡萄糖結合， 生成相應的苷類，然後順式和反式的白藜蘆醇糖苷在腸道中糖苷酶的作用下可以釋放出白藜蘆醇而發揮藥理學活性。白藜蘆醇屬於非黃酮類多酚化合物，於 1940 年首次發現， 是一種天然的植物抗毒素， 廣泛存在於種子植物中。目前已在 12 科 31 屬 72 種植物中發現白藜蘆醇的存在， 富含白藜蘆醇的植物主要有葡萄、 花生及中藥虎杖［ 3］ 。

目前臨床上使用的抗 ＲA 非甾體抗炎藥、 糖皮質激素等藥理作用廣泛， 不良反應發作頻繁， 屢見報端。近年來隨著對白藜蘆醇的深入研究， 有報導臨床上已開始用虎杖根來治療 ＲA， 療效甚好［ 4］ 。由於白藜蘆醇來源於天然植物， 毒副作用較小， 安全廉價，國內資源豐富。因此白藜蘆醇的抗 ＲA 作用越來越受到重視， 有望成為臨床新型的抗 ＲA 新藥［ 5］ 。

2 白藜蘆醇的抗炎作用

類風濕關節炎患者血清中腫瘤壞死因子-α( tumor necrosis factor -α ， TNF -α ) 、 關 節 滑 液 中安 徽 醫 藥 Anhui Medical and Pharmaceutical Journal 2015 Oct; 19( 10) ·1845·圖 1 白藜蘆醇化學結構示意圖IL-1β、 IL-6 的水準高低與臨床活動性明顯相關［ 6］ 。目前的研究表明，IL-1β、 IL-6、 TNF-α 等炎性細胞因

子在活動性 ＲA 中具有舉足輕重的作用， 當機體受到炎症刺激後，IL-1β、 IL-6 和 TNF-α 促進膠原酶和前列腺素 E2( PEG2) 等小分子炎症介質的釋放， 抑制各種生長因數對軟骨細胞的促有絲分裂作用， 最終導致軟骨和骨的破壞［ 7］ 。有實驗證明， 在關節腔內注射炎性因數 IL-1β 可引起軟骨細胞的破壞和蛋白多糖的降解，放大對關節的損害作用［ 8］ 。有研究表明，在使用 TNF-α 單克隆抗體治療後， 軟骨細胞損壞減輕， 骨破壞受到抑制， 類風濕患者臨床症狀明顯改善，表明炎症因數 TNF-α 也是 ＲA 的有效靶點［ 9］ 。在體內試驗中， 白藜蘆醇能夠明顯減少實驗動物模型血清學中炎症因數 IL-6、 IL-1β、 TNF-α 等的生成， 較強抑制中性粒細胞的功能， 減緩炎症因子對關 節 滑 膜 的 侵 害［ 10］ 。

而在體外，用脂多 糖( LPS) 誘導啟動小膠質細胞後， 加入不同濃度的白藜蘆醇，可以發現小膠質細胞所分泌的 NO 和 TNF-α 的量明顯減少並呈現劑量依賴性［ 11］ 。饒慧等［ 12］

在其試驗中分別用不同劑量的白藜蘆醇給實驗性骨關節炎兔灌胃，結果顯示實驗性骨關節炎模型動物血清中 IL-6 濃度顯著下降且呈現劑量依賴性。Takata 等［ 13］ 研究發現，白藜蘆醇能夠抑制 TNF-α 誘導的核轉錄因數 NF-κB 活化，繼而下調 NF-κB 下游基因 iNOS 和 COX-2 表 達， 選 擇 性 抑 制 iNOS 和COX-2 的催化活性，降低炎症效應對關節的損傷作用。此外白藜蘆醇還可抑制體內趨化因數及黏附分子的表達， 減少其在關節滑膜中的致炎作用， 緩解 ＲA 的臨床症狀。綜上， 白藜蘆醇可以抗炎主要機制可能是通過減少細胞因數的生成量， 從而抑制炎症的發生或減輕炎症程度，縮短炎症持續時間。

3 抑制滑膜細胞增殖，促進滑膜細胞凋亡

滑膜細胞的增生被認為是類風濕關節炎一項重要生理特徵。抑制滑膜細胞的“腫瘤式增生” ， 對控制 ＲA 的病理發展具有重要意義。目前的研究證實， 抑制滑膜成纖維樣細胞異常增生， 可以減少炎性細胞因數如 IL-1 、 IL-8、 TNF-α、 基質蛋白酶等引起的促炎症反應， 保護骨和關節軟骨［ 14］ 。研究發現，膠原誘導性關節炎大鼠成纖維樣滑膜細胞在不同的白黎蘆醇體外刺激下， 可以阻滯細胞週期停留

在 S 期，抑制細胞有絲分裂， 誘導細胞凋亡。在這個濃度範圍內， 隨著白藜蘆醇濃度的增加， 細胞增殖的抑制作用越明顯且呈現出劑量依賴性［ 15］ 。在體內，正常情況下滑膜細胞的增殖和凋亡滑膜細胞處於動態平衡下， 在病理條件下， 滑膜細胞的過度增生可能部分與其凋亡的相對不足有關。最近發現，白藜蘆醇在 50 ～ 400 μmol·L － 1 可以抑制抑制滑膜細胞增殖， 誘導滑膜細胞凋亡， 其機制可能與

啟動 Caspase 家族有關。Caspase 分為兩種類型， 啟動型位於級聯反應的上游， 效應型位於反應的下遊。在白藜蘆醇誘導的凋亡中， Caspase8 受到信號刺激，級聯放大傳遞給下游的 Caspase3，Caspase3 激活後裂解底物， 使滑膜細胞發生生化和形態學改變，促使細胞凋亡［ 16］ 。進一步的機制實驗表明， 白藜蘆醇還可能通過抑制某些增殖通路的活化， 如PI3K/AKT，MAPK 等，繼而下調促凋亡基因如 BAX

相關死亡促進因數磷酸化表達， 從而抑制滑膜的增殖［ 17］ 。

4 白藜蘆醇的免疫抑制作用

研究證實，T 細胞的活化也參與了 ＲA 病理過程。啟動 T 細胞後， 可以刺激破骨細胞和滑膜成纖維細胞 增 生，引起骨侵蝕， 放大對關節的損傷作用［ 18］ 。Gao 等［ 19］在體內及體外實驗中， 證實了白藜蘆醇具有免疫調節作用。體內試驗證明，安全劑量 80 mg·kg － 1白藜蘆醇劑量不會引起造血或血液毒性， 只是略微降低了 T 細胞介導的免疫反應。在體外實驗中，高劑量 25 μmol·L － 1 白藜蘆醇對活化T 細胞增殖抑制率達到 90% 。Sharma 等［ 20］研究也已證實白藜蘆醇可能降低 CD28 和 CD80 分子的表達，並上調 CTLA4 的表達量，從而抑制 T 細胞、 巨噬細胞和 B 細胞的活性。而於良等［ 21］ 在實驗中證實，白藜蘆醇濃度 ＞ 2． 5 mg·L － 1 時， 白藜蘆醇明顯抑制淋巴細胞轉換及人外周血 T 細胞增殖。目前

已經證實，Th1 與 Th2 細胞之間的動態平衡對維持機體正常的免疫功能有著重要的作用［ 22］ 。Th1 類炎症性細胞因數如 IFN-γ、 TNF-α 的在 ＲA 患者中表達量顯著升高，而 Th2 類炎症性細胞因數表達相對不足，這也能是導致 ＲA 發生的一個潛在機制。白藜蘆醇具有抑制 Th1 型細胞功能亢進的作用， 下調IFN-γ、 TNF-α 的表達， 減緩 ＲA 的病理過程。研究表明［ 23］ ，白藜蘆醇的對免疫細胞的抑制作用具有選擇性。在體內，白藜蘆醇對正常淋巴細胞僅有輕微·1846· 安徽醫藥 Anhui Medical and Pharmaceutical Journal 2015 Oct; 19( 10)的細胞增殖抑制作用， 而對白血病細胞等非正常淋巴細胞有顯著的促凋亡效應， 這也為開發白藜蘆醇治療免疫性疾病提供了廣闊的前景。

5 白藜蘆醇的抗氧化作用

白藜蘆醇具有抗氧化、 清除自由基和影響花生四烯酸代謝的藥理作用。而近年來體內和體外實驗研究證實氧自由基可以損傷透明質酸， 加快和延伸 ＲA 的病理過程。體內過多的自由基可以產生大量的過氧化物， 損傷關節軟骨，造成骨和關節軟骨

的損傷，促進 ＲA 的發生。Barkhard 等［ 24］ 研究表明，白藜蘆醇能直接清除自由基，減少自由基對關節軟骨和骨的侵害， 從而降低 H2O2 和鉻離子引起的 DNA 氧化損傷， 同時在研究中發現白藜蘆醇的保護作用呈劑量依賴關係。Hung 等［ 25］ 研究證實白藜蘆醇可以清除體內自由基， 抑制自由基的形成，減輕 DNA 的損傷，保護關節軟骨和骨。

6 對骨和關節軟骨的保護作用

阻止骨和軟骨的破壞也是治療 ＲA 的重要靶點。隨著 ＲA 病程的進展， 骨和軟骨的表面會被大量增生的血管翳和滑膜細胞逐漸侵蝕， 導致關節軟骨破壞，關節纖維化， 部分功能喪失。動物實驗證實白藜蘆醇可以抑制軟骨炎症和分解代謝信號通

路中轉錄因數的活化， 減少兔膝骨關節軟骨降解，減輕 LPS 誘導的兔炎症性膝關節炎的滑膜炎症; 拮抗軟骨降解蛋白酶的產生， 改善關節軟骨細胞的生存［ 26］ 。白藜蘆醇和薑黃素合用後，能啟動細胞外調節蛋白激酶( MEK /EＲK) 信號通路， 下調 β1 整合素和 EＲK1 /2 蛋白， 抑制炎症因數 IL-1β 誘導的關節軟骨細胞凋亡，保護關節軟骨［ 27］ 。

7 白藜蘆醇的抗菌抗病毒作用

微生物感染也可能是 ＲA 發病的重要因素， 當某些細菌或病毒進入人體內， 可能會引發機體的自身免疫反應，誘發 ＲA 的發病。研究表明， 在皰疹病毒侵染的裸鼠動物模型中， 局部塗抹白藜蘆醇軟膏製劑，結果發現白藜蘆醇軟膏可有效抑制動物病毒引起的病變，顯示了良好的抗皰疹病毒效果［ 28］ 。最近發現，在瓊脂平板培養皿中培養奇異變形桿菌，15 μg·L － 1的白藜蘆醇可以明顯抑制奇異變形桿菌

遷徙生長，而使用高濃度 60 μg·L － 1 的白藜蘆醇則完全抑制細菌生長［ 29］ 。抗菌實驗證實，白藜蘆醇不僅對綠膿桿菌、 福氏痢疾桿菌等細菌菌種均有良好

的抗菌作用，而也有相關證據表明白藜蘆醇對人的皮膚真菌和皮膚細菌也有抑制作用［ 30］ 。

8 白藜蘆醇與抗關節炎症信號通路

近年來 Ｒes 調節信號通路發揮抗炎作用已成為新的領域研究熱點。雖然目前白藜蘆醇的抗炎藥理作用具體機制尚不明確， 但研究證實， 大部分風濕性疾病與免疫炎症、 細胞凋亡及信號轉導通路相關，白藜蘆醇很可能通過抑制炎症信號通路發揮

其治療作用。白藜蘆醇抗炎的有關信號通路見表 1。

表 1 白藜蘆醇抗炎的有關信號通路

信號通路 作用機制

NF-κB 抑制 IκB 的降解和磷酸化，減少細胞因數形成 ［ 31］

MAPK-p38 抑制 TNF-α 誘導 MAPK 信號通路啟動，抑制滑膜細胞增殖 ［ 32］

PI3K-AKT Ｒes 是 PI3K-AKT 通路天然的抑制劑，阻斷其下游分子 PKB /AKT 的活化，誘導滑膜細胞凋亡 ［ 33］

JAK-STAT Ｒes 可在一定程度抑制 STAT1、 STAT3 的啟動，可能通過阻斷 JAK-STAT 信號通路阻止滑膜細胞增殖 ［ 34］

9 白藜蘆醇應用的展望

白藜蘆醇是從天然植物中分離的一種化學單體， 其來源廣泛， 無過敏反應、 無急性毒性、 無致突變性、 無致癌、 無細胞毒性等副作用， 很可能是治療ＲA 的潛在藥物，但目前白藜蘆醇作用於 ＲA 的具體分子機制尚不十分明確， 需進行大量深入的研究。現有的對白藜蘆醇的研究大多集中于細胞分子水平及動物實驗， 臨床試驗有限， 相應的毒理研究亦很少，對其有效性、 安全性的評估相當滯後。而且

從植物中提取的白藜蘆醇含量也十分有限， 經濟有效的化學合成路線急需探明。但隨著對白藜蘆醇研究深入和新技術的引入， 總的來說， 白藜蘆醇臨床應用前景廣闊， 有望成為治療 ＲA 的新型植物藥物。

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