摘要:类风湿关节炎(RA)是一类以慢性炎症性反应为核心特征的自身免疫疾病,临床主要表现为对称性关节疼痛、晨僵,病情进展至晚期可出现关节畸形,严重时甚至导致肢体功能丧失,对患者劳动能力与生活质量造成毁灭性影响[1]。从流行病学数据看,RA全球发病率为0.5%~1.0%
类风湿关节炎(RA)是一类以慢性炎症性反应为核心特征的自身免疫疾病,临床主要表现为对称性关节疼痛、晨僵,病情进展至晚期可出现关节畸形,严重时甚至导致肢体功能丧失,对患者劳动能力与生活质量造成毁灭性影响[1]。从流行病学数据看,RA全球发病率为0.5%~1.0%,而我国RA发病率呈持续上升趋势,不仅显著降低患者生存质量,同时加重了社会医疗体系的疾病负担[2]。
在治疗领域,现代医学目前主要采用非甾体抗炎药、糖皮质激素、传统改善病情抗风湿药以及生物制剂干预,虽能在一定程度上缓解患者临床症状、延缓疾病进展,但这类药物的临床应用常伴随明显不良反应,不仅可能损伤免疫系统功能,还会增加肝毒性反应及肿瘤发生风险,其安全性短板成为临床治疗的重要制约因素[3]。因此,探索高效、便捷且不良反应更小的RA治疗方案,已成为当前医学研究的迫切需求。
中医药在RA治疗中展现出独特优势,其通过多通路、多靶点、多层次的协同作用,既能有效改善患者症状、提升生活质量、增强治疗信心,又能显著减轻治疗相关不良反应[4]。近年来,随着研究深度的不断拓展,中医药治疗RA在临床疗效验证、基础实验探索、毒理药理学评估及作用机制解析等领域均取得突破性进展,为RA的临床治疗提供了新的思路。腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)作为调控细胞及机体能量代谢稳态的关键酶,其介导的AMPK信号通路在多种疾病的发生发展中发挥核心调控作用,尤其在RA的病理进程中影响显著[5]。已有研究证实,部分中药活性成分及中药复方可通过精准调控AMPK信号通路及其下游相关通路,以多机制协同发挥抗炎、抑制滑膜增生及阻断骨破坏等抗RA作用。基于此,本文围绕中医药调控AMPK信号通路治疗RA的具体作用机制展开系统总结与综述,以期为后续相关研究及临床转化提供参考。
1 AMPK信号通路概述
AMPK是由1个催化亚基α和2个调节亚基β、γ构成的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,具有广泛的组织表达特性与高度的进化保守性,已有研究证实,AMPK被激活后可通过下调炎症细胞的表达水平发挥直接抗炎作用,这一功能为其参与RA的炎症调控提供了重要理论基础[6]。从能量代谢调控角度来看,AMPK活化后可双向调节细胞能量代谢过程:一方面能促进细胞对葡萄糖的摄取与转运,显著提升葡萄糖利用效率;另一方面在细胞能量供应不足时,可启动脂肪酸氧化通路,通过分解脂肪供能维持细胞能量平衡,保障机体正常生理功能的稳定运行[7]。而AMPK的活性调控与其磷酸化状态密切相关,研究表明,AMPK在Thr-172位点发生磷酸化后,其生物活性可得到极大提升,进而在细胞增殖、分化、凋亡等多种生物学功能中发挥关键调控作用,这一磷酸化过程也是维持细胞能量代谢稳态的核心环节[8]。
在信号通路调控网络中,核因子-κB激酶亚基β(IKKβ)是磷酸化AMPK的上游激酶,可通过竞争性磷酸化AMPK和核因子κB抑制蛋白(IκB),调控炎症中的稳态平衡,进一步体现了AMPK在“代谢-炎症”交互调控中的重要地位[9]。AMPK信号通路是重要的细胞能量传导通路,其上游网络主要包含3部分:一是肝激酶B1(LKB1),在能量缺乏时主导AMPK的磷酸化过程;二是钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶β(aMKKβ),不依赖细胞能量状态,而是通过感知钙离子信号实现AMPK的活化;三是转化生长因子β活化激酶1(TAK1),在炎症或应激条件下介导AMPK的次级激活,进一步拓展了通路的调控维度[10]。当AMPK信号通路被激活后,可多途径整合细胞内代谢通路以维持能量稳态:其核心作用机制是抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)的活性,阻断核糖体生物合成与蛋白质翻译,同时激活自噬反应以回收受损组分,最终维持细胞内能量稳态[11]。
2 AMPK信号通路调控RA的作用机制
研究发现,AMPK信号通路与RA关系密切,可通过调控细胞凋亡、细胞自噬、氧化应激、炎症反应、免疫微环境、细胞焦亡等6个途径影响RA的发生、进展和预后,因此,AMPK信号通路被认为是抗RA治疗的关键通路。
2.1 调控RA细胞凋亡
细胞凋亡是一种非炎症性的程序性细胞死亡(PCD)模式,其调控过程主要依赖外源性和内源性2种途径,其中,外源性途径主要以肿瘤坏死因子受体超家族成员6(Fas)信号通路为主,当Fas被激活后,可与Fas相关死亡域蛋白(FADD)结合,活化凋亡执行分子,进而引起细胞凋亡;而内源性凋亡途径主要是与BCL2相关X蛋白(Bax)/B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)家族蛋白的动态平衡相关,该家族成员通过调控线粒体膜电位变化、释放促凋亡因子等方式,主导细胞内源性死亡信号的传递[12]。
在RA的病理进程中,细胞凋亡失衡与疾病进展密切相关:当Bax/Bcl-2比例(如促凋亡蛋白Bax表达降低、抑凋亡蛋白Bcl-2表达升高)失衡或Fas蛋白表达下调时,会直接抑制RA成纤维样滑膜细胞(RA-FLS)的凋亡过程,导致RA-FLS异常存活并过度增殖[13]。RA发生时,RA-FLS细胞会表现出增殖、侵袭及迁移等“类肿瘤样特性”,可迅速侵入细胞外基质,并抵抗细胞凋亡[14],进一步加重关节结构的破坏。研究表明,AMPK相关信号通路在调控RA-FLS凋亡中发挥关键作用:例如,上调巨噬细胞刺激1因子(Mst1)表达,可通过抑制AMPK/沉寂信息调节因子(Sirt1)信号通路,提高Bax、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(Caspase)3/9等促凋亡因子的表达,进而启动线粒体介导的内源性凋亡途径,促进RA-FLS凋亡并缓解RA相关症状[15]。此外,达格列净可通过上调磷酸化AMPK(p-AMPK)与总AMPK(t-AMPK)的比值,直接激活AMPK信号通路,通过提高Bax/Bcl-2比值诱导RA-FLS凋亡,同时减轻RA关节软骨损伤[16]。综上,外源性与内源性细胞凋亡途径均与RA的病理机制紧密相关,而AMPK相关信号通路可通过多靶点调控RA-FLS的凋亡过程。因此,以AMPK信号通路为靶点,通过调控RA-FLS凋亡恢复关节局部稳态,已成为RA治疗领域极具潜力的研究方向。
2.2 调控RA细胞自噬
细胞自噬是在自噬相关基因的调控下,利用溶酶体降解自身细胞器和大分子物质的过程。该过程不仅能高效清除细胞质内异常成分,还可将降解产物循环利用以提供额外能量,是维持细胞物质代谢平衡与稳态的关键机制[17]。细胞自噬与各种免疫细胞的成熟、存活和增殖等密切相关,而免疫细胞在RA发病机制中起关键作用[18]。RA炎症与自噬关系密切,当自噬发生时,可通过降解物质生成ATP以维持细胞功能,而RA关节局部缺氧微环境可进一步刺激自噬的激活,参与RA的病程进展[19]。
具体到RA的病理环节,自噬可通过多重途径影响疾病发展:不仅参与RA滑膜炎症放大、血管翳的异常增值,还与关节局部的骨破坏过程密切相关;而自噬相关蛋白的表达水平变化均会影响RA进展与预后[20]。从分子机制看,当RA关节细胞处于缺氧、营养缺乏等应激状态时,可激活AMPK信号通路:活化AMPK,抑制mTORC1活性,进而发生细胞自噬,并下调蛋白合成等能量消耗过程,影响RA软骨细胞增殖活性[21]。
综上,自噬与RA发生发展关系紧密,而AMPK信号通路是诱导自噬发生的关键通路,因此,调控AMPK信号通路以诱导自噬反应,恢复RA关节局部细胞稳态,被认为是治疗RA的重要方法。
2.3 调控RA氧化应激
氧化应激主要由体内氧化和抗氧化之间的不平衡导致,这种失衡可促使细胞产生高水平的活性氧(ROS),而ROS过量时会大量释放促炎细胞因子,诱导转录因子高表达,进一步加重RA滑膜组织的炎症[22]。在RA患者中,氧化应激标志物如丙二醛(MDA)的水平会持续升高,其不仅能通过损伤关节软骨基质加速关节破坏、推动疾病进展,还可干扰免疫细胞的正常功能,诱导“免疫炎症失衡”,最终导致关节局部细胞坏死与组织结构损伤[23]。RA关节破坏主要由破骨细胞和软骨损共同介导,而ROS是调节该病理现象的关键因素[24]。高浓度的ROS可上调HIF-1α,提高血管生成素样4(ANGPTL4)的表达,进而增强破骨细胞的骨吸收活性,加速关节骨组织的破坏[25]。研究表明,AMPK/SIRT1/过氧化物酶体增殖受体γ辅激活因子α(PGC-1α)通路的激活,可通过调控“炎症-氧化应激”交互网络,发挥显著的抗炎与抗氧化保护作用[26]。AMPK及下游的PGC-1α在氧化代谢中发挥重要作用,激活AMPK可增加PGC-1α表达,清除细胞内蓄积的ROS,进而抑制氧化应激反应[27]。综上,通过激活AMPK相关信号通路,可抑制氧化应激反应,进而改善RA病理状态,实现缓解关节炎症,修复病理损伤的治疗效果。
2.4 调控RA炎症反应
RA是一种持续的细胞异常激活状态,其病情发展可分非特异性炎症阶段、慢性炎症阶段、由炎症细胞因子介导的组织损伤阶段[28]。其中,炎症反应贯穿RA病程始终,被认为是影响RA发生发展、疾病活动度及预后转归的关键驱动因素,因此,精准调控炎症反应成为RA治疗的核心策略之一[29]。研究发现,下调核因子白细胞介素3(NFIL3)表达,可抑制AMPK/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路的激活,阻止RA-FLS过度增殖和迁移,并降低肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-6、IL-8等促炎因子的分泌,减轻炎症反应[30]。在药物干预层面,应用艾拉莫德治疗后,可显著上调AMPK、p-AMPK表达,下调HIF-1α表达,激活AMPK/HIF-1α信号通路,并抑制TNF-α、IL-1、IL-6、IL-17等促炎因子的释放,进而改善RA炎症反应[31]。综上,炎症反应伴随RA发生发展全过程,如何减轻或抑制炎症反应是治疗RA的关键。其中,通过调控AMPK信号通路以改善炎症反应,减轻RA组织损伤,是治疗RA的重要途径。
2.5 调控RA免疫微环境
免疫微环境的稳态失衡是诸多自身免疫性疾病发生发展的核心诱因,对于RA而言,免疫微环境紊乱更是其发病的关键机制与核心病理环节。在RA免疫调控网络中,CD4⁺T细胞发挥着枢纽性作用,其功能亚群的失衡直接影响炎症走向:其中Th1、Th17细胞作为促炎亚群,可通过分泌多种炎症介质加剧局部炎症反应;而Th2、调节性T细胞(Treg)则属于抗炎亚群,能通过抑制过度免疫应答维持免疫平衡,二者的动态失衡是RA炎症迁延的重要原因[32]。巨噬细胞在RA发病过程中起着重要作用,其可分为M1型和M2型,其中M1型主要分泌大量的促炎细胞因子,加重炎症反应,导致关节和组织损伤;而M2型则释放一些抗炎细胞因子,抑制炎症反应,延缓RA进展,改善临床症状[33]。临床研究显示,多数RA患者体内存在巨噬细胞异常与M1/M2极化比例失衡情况,外周血多是呈现M1/M2混合型,而关节腔内则以M1型巨噬细胞为主,这种局部促炎表型富集正是RA关节炎症突出、组织损伤持续进展的重要病理基础[34]。当RA发生时,机体免疫系统呈现失衡状态,此时炎症反应可促使T淋巴细胞、B淋巴细胞异常分化成多种促炎型细胞和细胞因子,促进破骨细胞的形成与分化,进一步加重关节炎症,最终导致不可逆的关节骨侵蚀[35]。综上,RA的发生发展与免疫微环境稳态失衡密切相关,通过调节M1/M2巨噬细胞比例、T淋巴细胞、B淋巴细胞数量和活性,来改善免疫微环境,是治疗RA的重要方法。
2.6 调控RA细胞焦亡
细胞焦亡是一种细胞炎症坏死方式,主要由炎症小体触发,并由Caspase、焦孔素家族蛋白(GSDM)蛋白家族成员介导执行,共同引发细胞焦亡反应[36]。细胞焦亡经典途径主要依赖Caspase-1的活化,其活化后可促进IL-1β、IL-18等成熟,并释放至细胞外,招募更多的炎症细胞,向炎症部位聚集,进而加重炎症反应[37]。细胞焦亡与RA的病理进程存在密切关联,RA发生时,炎症因子IL-1β可迅速激活体内的免疫细胞,诱导诱导IL-6、IL-18等促炎因子大量合成,进一步加重炎症反应,并导致细胞焦亡的发生[38]。在RA动物模型中,通过干预细胞焦亡关键分子可显著减轻关节局部炎症反应,改善关节肿胀、滑膜增生等炎性症状,直观体现了抑制细胞焦亡在RA治疗中的潜在作用[39]。研究发现,RA患者体内会出现五聚蛋白3(PTX3)的高表达,其与补体C1q共同作用,可激活NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎症小体,进而诱导Caspase-1介导的单核细胞焦亡[40]。综上,细胞焦亡是RA炎症持续加重的重要助推因素,二者的恶性循环加剧了RA的病理损伤。通过抑制细胞焦亡是减轻RA炎症反应,缓解RA症状的重要措施。
3 中医药调控AMPK信号通路干预RA
中医学将RA归属于“痹症”,其病因多涉及风寒湿热,故治疗时应多选用一些祛风除湿、散寒祛湿、清利湿热等中草药进行组方变化[41],从而实现从整体层面调节机体状态、贯穿疾病全程的系统性治疗。中医药治疗RA的物质基础与形式主要分为两类:其一为中药活性成分,即从传统中草药中通过提取、分离、纯化得到的具有明确药理活性的单一化合物;其二为中药复方,这是中医学“整体观念、辨证施治”的典型体现,通过多味中药按君臣佐使原则组合,实现多成分、多靶点的协同作用。现有研究表明,无论是中药活性成分还是中药复方,均能通过调控AMPK信号通路及其相关互作通路,从多个途径发挥治疗RA的作用(图1)。
3.1 中药活性成分
3.1.1 生物碱类 研究发现,小檗碱(BBR)、白屈菜红碱(CTL)、青藤碱(SIN)等生物碱类活性成分可调控AMPK/mTORC1、AMPK/NF-кB、AMPK/mTOR等信号通路,通过调控细胞凋亡、调控细胞自噬、改善免疫微环境、改善炎症反应等途径来发挥抗RA作用。
BBR又名黄连素,来源于毛茛科植物黄连,是典型的异喹啉类生物碱。研究发现,100、200 mg·kg−1的BBR可上调AMPK蛋白表达,下调mTORC1蛋白表达,进而激活AMPK/mTORC1信号通路,抑制M1巨噬细胞糖酵解重编程,促进巨噬细胞向抗炎的M2表型极化,最终减轻胶原诱导性关节炎(CIA)小鼠的关节炎症程度[42];另1项研究发现,40、80、160 mg·kg−1的BBR可显著上调p-AMPK表达,下调p-p65、磷酸化核因子-κB(p-NF-κB)、磷酸化人核因子κB抑制蛋白α(p-IκBα)表达,激活AMPK/NF-кB信号通路,提高精氨酸酶-1(Arg-1)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、IL-10、转化生长因子β(TGF-β)的表达,降低TNF-α、IL-1β、IL-6表达,恢复M1/M2巨噬细胞的免疫平衡,且能显著降低胸腺指数及胸腺细胞增殖指数,改善佐剂诱导性关节炎(AIA)大鼠的关节炎症状[43];此外,体外实验表明,1、5、10、20 μmol·L−1的BBR可通过上调激活转录因子3(ATF3)的表达,升高p-AMPK水平,激活AMPK信号通路,不仅降低TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症因子表达以改善CIA小鼠的炎症反应,还能下调基质金属蛋白酶(MMP)表达,抑制滑膜细胞SW982增殖活力,减少滑膜增生,改善关节损伤[44]。此外,研究者均匀混合500 μL的PseP胶束与200 μL的BBR,后加入到8 mL磷酸盐缓冲盐溶液中,剧烈搅拌后制作ROS响应BBR聚合物胶束(BPseP),研究发现,其可激活AMPK信号通路,下调固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)、脂肪酸合酶(FASN)表达,抑制脂肪生成;还可降低IL-1、IL-6表达,减轻AIA小鼠炎症反应;同时能上调Treg比例,降低CD8+T细胞活性,改善免疫微环境[45]。CTL提取自罂粟科植物白屈菜,属于苯并菲啶类生物碱。研究发现,5、10 mg·kg−1的CTL可上调p-AMPK、磷酸化UNC-51样激酶1(p-ULK-1)表达,下调p-mTOR表达,激活AMPK/ mTOR/ULK-1信号通路,一方面提高Bax、Caspase-3表达,降低Bcl-2表达,促进滑膜细胞凋亡,另一方面提高微管相关蛋白1轻链3beta(LC3B)表达,降低螯合体1(P62)表达,促进滑膜细胞自噬;同时降低TNF-α、IL-6、IL-1β等炎症因子水平,改善AIA大鼠的炎症反应[46]。SIN主要来源于防己科植物青风藤,属于异喹啉类生物碱。研究证实,25、50、100 mg·kg−1的SIN可上调AMPK表达,下调mTOR表达,激活AMPK/mTOR信号通路,抑制RA-FLS细胞生长活性,同时降低TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症因子的表达,减轻AIA小鼠的炎症反应[47]。
3.1.2 醌类研究发现,紫草素(SKN)、大黄素(EMO)可激活AMPK/mTOR/ULK-1、AMPK/核因子(红细胞衍生2)相关因子2(Nrf2)信号通路,通过调控细胞凋亡、细胞自噬、氧化应激,改善炎症反应等途径来减轻RA症状。
SKN是一种提取自紫草的醌类化合物,研究发现,0.5、1.0、2.0 μmol·L−1的SKN可上调p-AMPK、p-ULK-1表达,下调p-mTOR表达,激活AMPK/mTOR/ULK-1信号通路,通过提高Bax、cleaved-Caspase 3、聚ADP核糖聚合酶切割产物(cleaved-PARP)表达,降低Bcl-2表达,促进RA成纤维滑膜细胞MH7A凋亡;同时提高LC3B表达,降低P62表达,诱导细胞自噬反应;此外,SKN还可降低增殖标志物降低Ki-67表达,抑制MH7A细胞增殖,减轻AIA大鼠症状[48-49];另1项研究表明,0.5、2.0 mg·mL−1的SKN可上调AMPK表达,激活AMPK信号通路,提高Arg-1、iNOS、IL-10表达,降低TNF-α、IL-1β表达,促进M1型巨噬细胞向M2型极化,增强抗炎作用,减轻CIA小鼠炎症反应[50]。EMO是一种来自大黄的蒽醌类化合物,研究发现,10 mg·kg−1的EMO可上调AMPK、p-AMPK、Nrf2表达,激活AMPK/Nrf2信号通路,一方面降低NLRP3、cleaved Caspase-1表达,减轻炎症反应;另一方面提高Nrf2、超氧化物歧化酶(SOD)表达,抑制氧化应激反应,缓解CIA小鼠疼痛症状[51]。
3.1.3 萜类研究发现,吴茱萸苷(CA)、野马追内酯B(EB)等萜类活性成分,可通过调控AMPK/Sirt 1/NF-κB、AMPK/mTOR/ULK-1信号通路,调控细胞凋亡和自噬、改善炎症反应等,发挥抗RA作用。
CA提取自藏药翼首草的环烯醚萜苷类化合物,研究发现,10、20、40 μmol·L−1的CA可上调p-AMPK、Sirt 1表达,下调IκBα、p-NF-κB p65表达,激活AMPK/Sirt 1/NF-κB信号通路;在细胞层面,CA可增加RA成纤维样滑膜细胞系HFLS-RA内ROS、Ca2+浓度,导致MMP耗散、线粒体通透性转换孔(MPTP)开放,增加线粒体膜通透性,进而提高Bax/Bcl-2比值,诱导HFLS-RA细胞发生线粒体介导的凋亡;同时,CA还能降低TNF-α、IL-1β、IL-6的表达,减轻炎症反应[52-53]。EB是来自野马追的干燥全草,属于倍半萜内酯类成分,研究发现,8、16 mg·kg−1的EB可上调p-AMPK、p-ULK-1表达,下调p-mTOR表达,激活AMPK/ mTOR/ULK-1信号通路;在细胞效应方面,能够提高LC3B表达、降低P62表达,促进RA-FLS细胞自噬;同时可提高Bax、Caspase-3、cleaved-PARP表达,降低Bcl-2表达,诱导RA-FLS细胞凋亡;此外,EB还能降低TNF-α、IL-1β表达,改善AIA大鼠炎症反应,减轻关节损伤[54]。
3.1.4 香豆素类研究发现,蛇床子素(OST)、尿石素A(UA)可通过调控AMPK、AMPK/NF-κB信号通路,改善炎症反应、调节细胞凋亡和焦亡等,发挥抗RA作用。
OST是来自当归的一种香豆素活性成分,体外实验表明,25、50 μmol·L−1的OST可上调AMPKα表达,激活AMPK信号通路,抑制NLRP3炎症小体激活,降低TNF-α、IL-1β、IL-6表达,改善CIA大鼠炎症损伤;还可纠正线粒体结构与功能异常情况,恢复线粒体稳态,促进RA-FLS细胞凋亡;同时OST还可降低细胞内ROS表达,抑制氧化应激反应[55]。研究发现,10、20、40 μmol·L−1的UA可通过上调p-AMPK表达,下调p-NF-κB表达,激活AMPK/NF-κB信号通路,一方面降低GSDMD-N、IL-1β、Caspase-1、凋亡相关颗粒样蛋白(ASC)表达,抑制CIA小鼠滑膜细胞焦亡;另一方面能下调TNF-α、IL-1β表达,减轻炎症反应,延缓软骨破坏[56]。
3.1.5 多酚类 白藜芦醇(RSV)、姜黄素(Cur)等多酚类活性成分可通过激活AMPK、AMPK/SIRT1信号通路,抑制氧化应激、改善炎症反应、改善免疫微环境等途径来发挥抗RA作用。
研究发现,50 mg·kg−1的RSV可通过上调AMPK、SIRT1表达,激活AMPK/SIRT1信号通路,一方面提高SOD、谷胱甘肽(GSH)表达,降低MDA水平,抑制氧化应激;另一方面能升高转谷氨酰胺酶(TGM2)、细胞肌腱膜纤维肉瘤因子(c-MAF)表达,促进M2巨噬细胞极化;同时可提高IL-10表达,减轻AIA大鼠炎症反应[57]。研究发现,25 μg的Cur可上调AMPK表达,下调mTOR、STAT3表达,激活AMPK/mTOR/STAT3信号通路,降低Th17、B淋巴细胞活化因子(BAFF)表达,减少B细胞数量并抑制其活化,改善CIA小鼠免疫微环境,减轻关节症状[58]。
3.1.6 黄酮类研究发现,黄腐酚(Xn)、柚皮素(NAR)等黄酮类活性成分可激活AMPK、AMPK/ULK1信号通路,通过调节氧化应激、自噬、巨噬细胞极化、改善炎症反应等途径,发挥抗RA作用。
Xn是来自啤酒花的黄酮类活性成分,研究发现,10 mg·kg−1的Xn可通过上调pAMPK-Thr172表达,激活AMPK信号通路,一方面提高Nrf2表达,降低ROS表达,抑制氧化应激;另一方面降低Caspase-1、IL-1β表达,抑制NLRP3炎症小体活化,减轻炎症反应[59]。NAR主要来自于来自漆树科植物,属于黄酮类化合物,研究表明,25、50、100 mg·kg−1的NAR可通过上调p-AMPK、磷酸化乙酰辅酶A羧化酶(p-ACC)、p-ULK1表达,激活AMPK/ULK1信号通路,提高LC3A/B-II表达,降低p-62表达,促进自噬反应;同时能降低小鼠单核巨噬细胞系RAW264.7细胞的ROS水平,抑制LPS诱导的巨噬细胞极化和氧化应激;此外,NAR还可降低TNF-α、IL-1β、IL-17、TGF-β表达,改善CIA大鼠炎症反应[60]。
3.1.7 其他研究发现,山茱萸联合芍药、熊去氧胆酸(UDCA)等可通过激活AMPK、AMPK/ULK1、AMPK/NF-κB等信号通路,来促进细胞凋亡、抑制氧化应激、改善炎症反应、改善免疫微环境等途径来减轻RA组织损伤,延缓病情进展。
山茱萸与芍药是中药复方中常用的药对。研究发现,按每天3.36 mg·kg−1山茱萸联合6.27 mg·kg−1芍药的剂量给药,可通过上调AMPK、p-AMPK表达,激活AMPK信号通路,提高Bax、cleaved Caspase-3、细胞色素C(Cyt C)表达,降低Bcl-2表达,促进CIA大鼠滑膜细胞凋亡;还可降低MDA、NO表达,提高SOD表达,抑制氧化应激;同时可下调TNF-α、IL-1β、IL-6表达,上调IL-10表达,改善CIA大鼠炎症反应[61]。
研究发现,100 μmol·L−1的UDCA可通过上调p-AMPK表达,激活AMPK信号通路,提高小异二聚体伴侣相互作用亮氨酸拉链蛋白(SMILE)蛋白表达以及过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)的转录活性,抑制Th17细胞分化,恢复Th17/Treg免疫平衡,改善CIA小鼠症状[62]。中药活性成分调控AMPK信号通路治疗RA的作用机制见表1。
3.2 中药复方
中药复方基于君臣佐使配伍原则,通过多成分、多靶点、多途径发挥协同治疗效应。在RA治疗中,不同功效的中药复方可通过调控AMPK、AMPK/mTOR/ULK-1、AMPK/叉头盒蛋白O3(FoxO3a)等信号通路,从诱导细胞自噬、改善炎症反应、调节免疫微环境、纠正代谢紊乱及抑制铁死亡等维度发挥抗RA作用,且部分复方已在临床研究中证实其疗效[63-65]。
3.2.1 祛风除湿散寒 桂枝芍药知母汤源自《金匮要略》,由桂枝、芍药、知母、附子等组成,具有祛风除湿、温经散寒的功效,研究表明,分别给予CIA大鼠每天0.8、1.6、3.2 g·kg−1的桂枝芍药知母汤,可通过上调p-AMPK、p-ULK-1表达,下调p-mTOR表达,激活AMPK/mTOR/ULK-1信号通路,提高LC3BⅡ/LC3BⅠ比值,降低p62表达,诱导软骨细胞自噬以保护软骨组织;还可通过提高IL-10表达,降低促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6水平,显著改善CIA大鼠炎症反应[66]。复方虎力竭汤主要由清风藤、附子、虎杖、丹参等组成,具有祛风除湿、散寒止痛的功效,研究发现,给予CIA大鼠11.88 g·kg−1的复方虎力竭汤可提高AMPKα、p-AMPKα表达,激活AMPK信号通路,进而通过下调M1型巨噬细胞标志物CD86表达,上调M2型巨噬细胞标志物CD206表达,调控巨噬细胞极化平衡;同时能下调滑膜细胞增殖标志物CD90表达以抑制滑膜增生,降低血管内皮生长因子(VEGF)表达以抑制关节内血管生成,并抑制破骨细胞活性,最终减轻CIA大鼠关节炎症,改善关节组织病理损伤,缓解关节肿胀[67]。荆防颗粒是基于基于经典方剂“荆防败毒散”研制的中成药,由羌活、独活等组成,具有发汗解表,散风祛湿的功效。研究发现,0.5、1.0、2.0 g·kg−1的荆防颗粒可上调p-AMPKα表达以及p-AMPKα/AMPKα比值,激活AMPK信号通路,在代谢调节方面,能提高短链脂肪酸(SCFAs)、中链脂肪酸(MCFAs)、长链脂肪酸(LCFAs)水平,改善脂肪酸代谢紊乱;在细胞死亡调控方面,通过降低铁死亡关键蛋白酰基辅酶A合成酶长链家族成员4(ACSL4)、赖氨酰氧化酶(LOX)表达,上调铁死亡抑制蛋白SLC3A2、SCL7A11、GPX4表达,抑制铁死亡;同时可降低TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子水平,减轻CIA大鼠关节肿胀程度,改善轻度滑膜增生,缓解关节病理损伤[68]。
3.2.2 清热祛湿活血 清热活血汤由黄柏、白术、薏苡仁、丹参、川芎等组成,具有清热祛湿、活血止痛的功效,临床研究显示,服用清热活血汤(每日2次,早餐和晚餐后0.5 h服用,持续24周)后,RA患者的疾病活动评分-28(DAS28)、C反应蛋白(CRP)、红细胞沉降率(ESR)、压痛关节计数(TJC)、肿胀关节计数(SJC)等RA相关指标均有所改善,证实其临床疗效;动物实验进一步验证,给予CIA大鼠高剂量(54 g·kg−1·d−1)清热活血汤,可通过抑制果糖双磷酸酶1(FBP1)表达,上调AMPK、p-AMPK表达,激活AMPK信号通路;一方面降低TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子表达,提高抗炎因子IL-10水平,减轻炎症反应;另一方面能抑制滑膜细胞过度增殖,改善关节肿胀程度,降低关节炎指数[69]。
3.2.3 健脾化湿清热 黄芩清热除痹胶囊由黄芩、栀子、白术、茯苓、秦艽等组成,具有健脾化湿、清热通络的功效。临床研究结果表明,患者服用该药(每次3粒,每日3次)后,患者外周血中AMPK-α1、p-FoxO3、线粒体锰超氧化物歧化酶(MnSOD蛋白)表达显著上调,激活AMPK-FoxO3a-MnSOD信号通路;一方面提高SOD、总抗氧化能力(TAOC)活性,降低脂质过氧化(LPO)、MDA表达,有效抑制氧化应激损伤;另一方面通过提高IL-4、IL-10表达,降低血清超敏C-反应蛋白(Hs-CRP)、类风湿因子(RF)、TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子水平,减轻炎症反应,改善关节疼痛、肿胀等临床症状[70]。含药血清研究显示,通过ig制备黄芩清热除痹胶囊含药血清(低、中、高剂量分别为189、378、756 mg・kg⁻¹,每日1次,连续3 d;对照组给予等体积0.9%氯化钠溶液),体外实验显示,含药血清可上调p-AMPK、p-FoxO3a表达,激活AMPK/FoxO3a信号通路;同样能提高TAOC、SOD水平,降低MDA、LPO表达以抑制氧化应激;同时降低IL-1β表达、提高IL-4表达,进一步验证其改善RA炎症反应的作用机制[71]。中药复方调控AMPK信号通路治疗RA的作用机制见表2。
4 结语与展望
目前RA的发病机制尚不十分明确,可能与体质、环境及免疫因素相关,现代医学虽能通过抗炎、免疫抑制等手段缓解RA症状,但存在根治难度大、长期应用不良反应显著等局限。相比之下,中医药在抗RA综合治疗方面作用日益凸显,疗效显著。AMPK信号通路作为调控细胞能量代谢、应激反应及免疫平衡的核心通路,可通过干预细胞凋亡、自噬、炎症反应等多个环节调控RA的发生发展,成为中医药治疗RA的关键作用靶点。基于本研究对现有文献的梳理,中医药调控AMPK信号通路抗RA的研究特征可总结如下:①通路调控特征,当前研究主要聚焦于AMPK下游及互作紧密的信号通路,包括AMPK/NF-кB、AMPK/mTOR、AMPK/mTOR/ULK-1等;且无论是中药活性成分还是中药复方均以“激活AMPK信号通路”为核心调控方式,通过AMPK的活化进一步介导下游通路的协同调节;②作用机制焦点,主要集中于调控细胞凋亡、自噬、氧化应激、炎症反应、免疫微环境、细胞焦亡6个维度。其中,调控细胞凋亡和自噬、改善炎症反应的研究较丰富;③在中药活性成分层面,研究主要集中于生物碱类、醌类等,其中生物碱类研究较丰富;在中药复方层面,研究主要围绕祛风除湿散寒、健脾化湿清热等典证型展开,复方种类局限,覆盖的RA中医证型不够全面;④研究类型方面,现有研究以基础实验为主,中药活性成分的研究均基于动物模型(如CIA、AIA小鼠)或滑膜细胞系(如MH7A、SW982);仅有少数中药复方(黄芩清热除痹胶囊、清热活血汤)开展了临床研究,证实其对RA患者疾病活动指标(如DAS28、CRP、ESR)的改善作用,整体临床转化证据链仍不完整;⑤成分作用机制各异,部分中药活性成分具有多机制的抗RA作用,如BBR可改善免疫微环境和炎症反应;EMO可改善炎症反应、抑制氧化应激;RSV可抑制氧化应激、改善免疫微环境和炎症反应等;而另一些活性成分的作用机制则较为单一,如SIN主要聚焦于炎症改善,Cur、UDCA则以免疫微环境调节为核心作用方向。
尽管中医药调控AMPK信号通路抗RA的研究取得了一定进展,但仍存在诸多局限:①现有研究多局限于与mTOR、NF-κB的直接互作,对AMPK与JAK/STAT、PI3K/Akt、Nrf2等其他RA相关通路的交叉调控关系尚未深入探索,难以完整揭示AMPK通路在中医药抗RA中的网络调控机制;②对细胞凋亡和自噬、炎症反应的研究较为深入,对细胞凋亡、自噬及炎症反应的研究较为深入,但对肠道菌群调节、非编码RNA(如miRNA、lncRNA)介导的表观遗传调控、代谢重编程等与RA发病密切相关的机制尚未涉及,且氧化应激、细胞焦亡、免疫微环境的研究深度不足;③中药活性成分方面,生物碱类研究较多,醌类、多酚类等研究较少,而多糖类未涉及;中药复方研究较为局限,且多为小样本探索,缺乏多中心、大样本的验证研究,难以体现中医药“辨证论治”的个体化优势;④研究类型方面,主要是动物及细胞研究,临床研究较少,其在人体中的AMPK调控效应及安全性仍需进一步验证。
因此,未来应继续加强AMPK相关信号通路研究,更深层次、更广范围地探究该信号通路与RA的关系以及中医药对该通路的调控作用;另外,抗RA作用机制方面,继续加强研究较多机制的深度,提高研究较少机制的力度,增加未涉及到机制的广度;同时还要提高中药活性成分提取技术,增加药物靶向性和安全性,拓展多糖类等对AMPK信号通路调控作用的研究,力争丰富中药活性成分抗RA研究;还应推动临床行之有效的中药复方研究,立足于实际临床需要,开展更多真实、可靠的临床研究,验证其抗RA作用并推广,促进新型药物研发和应用,将中医药治疗RA的研究成果转化为实际可用的临床方法。
来 源:王成志,李松伟,杜萌萌,李 桓.中医药调控AMPK信号通路治疗类风湿关节炎的研究进展 [J]. 药物评价研究, 2025, 48(10): 2989-3002.
来源:天津中草药一点号
