作者:喻婷,湖南中医药大学;王笑青,岳辰,张雪,河南省洛阳正骨医院(河南省骨科医院).
来源:喻婷,王笑青,岳辰,等.中药和天然产物调控中性粒细胞胞外诱捕网干预类风湿关节炎的研究进展[J].中医正骨,2026,38(1):35-40.
类风湿关节炎(RA)是一种以慢性、炎性关节病变为特征,最终导致不可逆性关节畸形和功能丧失的系统性自身免疫性疾病,患病率和致残率高,给患者和社会带来了沉重的负担。RA的发病机制复杂,涉及遗传、环境、免疫及炎症等因素,其核心病理机制可能涉及中性粒细胞胞外诱捕网(NET)介导的自身免疫反应。研究表明,NET可通过释放瓜氨酸化蛋白作为自身抗原,诱导产生抗瓜氨酸化蛋白抗体(ACPA),并通过促炎性细胞因子级联反应形成“NET-炎症-自身免疫”的恶性循环。采用糖皮质激素、改善病情的抗风湿药、生物制剂等治疗RA,虽能缓解症状,但存在部分患者疗效差,以及引起肝肾损伤、骨质疏松及系统性免疫抑制等风险的问题。研究表明,部分中药(复方)及天然产物可通过多靶点调控NET,在抑制病理性NET的同时保护正常免疫功能,为RA的治疗提供了新的方向。本文对中药和天然产物调控NET干预RA的研究进展进行了综述,以期为RA的治疗提供新的思路。
1 NET的形成
NET的形成是中性粒细胞杀灭胞外病原体的一种有别于坏死和凋亡的新型细胞死亡方式,称为NETosis。NET的形成主要有3种途径,即还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶依赖性途径、线粒体活性氧依赖性途径及线粒体DNA依赖性途径。这些途径涉及肽基精氨酸脱亚胺酶4(PAD4)、活性氧和钙信号等关键调控因素。靶向干预PAD4活性、活性氧生成或钙信号传导等关键环节调控NET形成,可能为相关疾病的治疗提供新的策略。
1.1 NET的主要形成途径
1.1.1 NADPH氧化酶依赖性途径
该途径作为NETosis的经典激活途径,又称自杀式NETosis,是目前研究最为深入的NET形成机制。当受到外界病原体、佛波酯、细胞因子、抗原抗体复合物等刺激时,中性粒细胞被激活,细胞膜上的NADPH氧化酶活性显著增强,引起活性氧水平急剧升高,这是触发NETosis的关键起始步骤。随后,髓过氧化物酶(MPO)和中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)从胞质颗粒向核内转移,通过蛋白水解作用切割核内DNA-蛋白质复合物,促使染色质结构解聚。与此同时,PAD4被激活,其对组蛋白精氨酸残基的瓜氨酸化修饰进一步促进染色质去浓缩化。细胞内Ca2+浓度持续升高,也加速了核膜破裂和染色质完全解聚的进程。最终,解聚的染色质与颗粒蛋白形成复合物,通过细胞膜破裂的方式释放至细胞外,完成NET的组装,中性粒细胞也随之裂解死亡。
1.1.2 线粒体活性氧依赖性途径
该途径又称活性NETosis。与经典的NADPH氧化酶依赖性途径不同,该途径不引发质膜破裂及细胞死亡,而是通过形成完整的囊泡结构,将核DNA与颗粒蛋白一同运送并释放至细胞外。在此过程中,细胞膜保持完整,使其在释放NET后仍能维持吞噬及趋化等关键免疫功能。在非经典途径中,线粒体活性氧直接参与了NET的生成。当中性粒细胞被钙离子载体或pH升高等因素诱导后,在NADPH氧化酶不足时,线粒体可替代性产生活性氧,促进核内染色质解聚,从而驱动NET形成。
1.1.3 线粒体DNA依赖性途径
该途径是一种快速免疫防御机制,其特点包括:①中性粒细胞受到补体蛋白、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子及脂多糖等因素刺激后,15 min内快速释放含线粒体DNA的NET;②该过程不依赖NADPH氧化酶,由线粒体活性氧直接触发,并伴随线粒体向细胞膜迁移,以囊泡形式释放其内部的氧化型线粒体DNA;③此过程不伴随中性粒细胞死亡,细胞核与细胞膜保持完整。这种快速反应虽能有效抵抗病原体,但过度激活会导致线粒体DNA等自身抗原大量释放,从而造成组织损伤,与自身免疫性疾病的发展密切相关。
1.2 NET形成的关键调控因素
1.2.1 PAD4
PAD4是PAD家族中唯一被证实在NET形成过程中发挥关键调控作用的亚型,其介导的组蛋白瓜氨酸化会消除组蛋白正电荷,致使染色质中DNA-组蛋白的静电结合力下降,导致染色质结构由致密转为松散,为NET的释放奠定基础。PAD4活性失调会导致大量异常瓜氨酸化蛋白的产生,这些蛋白作为自身抗原,可直接触发并维持针对自身的免疫攻击,是RA的关键致病因素。研究证实,在PAD4基因敲除的心力衰竭模型小鼠中,NET生成受到明显抑制。
1.2.2 活性氧
NET的3种主要形成途径均以活性氧为其核心驱动因子。活性氧主要来源于NADPH氧化酶和线粒体,其生成通常始于超氧化物的产生,并进一步演化为过氧化氢等其他形式的活性氧,共同介导NET的形成。当受到佛波酯、金黄色葡萄球菌、脂多糖、促炎性细胞因子刺激后,中性粒细胞内的活性氧水平升高。活性氧通过活化PAD4及提升细胞内Ca2+浓度,激活下游信号通路,从而驱动NET形成。初始刺激不足、NADPH氧化酶活性缺失、线粒体功能受损或使用PAD4抑制剂,均会削弱活性氧驱动NET释放的能力。
1.2.3 钙信号
钙信号是驱动NET形成的核心枢纽。多种刺激通过触发中性粒细胞内Ca2+浓度瞬时升高来启动NETosis。Ca2+内流不仅可直接或间接激活PAD4,还能调控线粒体活性氧生成、有丝分裂素激活蛋白激酶(MAPK)磷酸化等下游事件,从而在不同诱因触发的NETosis信号网络中发挥中心作用。因此,钙信号被视为整合多种上游刺激、协调NET释放的重要桥梁,其动态变化与调控机制也为靶向干预NETosis提供了潜在切入点。
2 NET在RA中的致病机制
NET不仅参与RA的特征性滑膜炎症反应,还在自身抗体产生、免疫调节失衡及关节破坏等关键病理过程中发挥作用。NET通过释放多种生物活性物质,包括瓜氨酸化蛋白、蛋白水解酶和促炎性细胞因子等,构建了一个复杂的致病网络,推动RA的发生发展。
2.1 RA滑膜炎症导致NET的异常激活
RA的特征性病理改变是慢性滑膜炎,而中性粒细胞的异常活化及NET的形成是其中关键的促炎因素。在RA患者的滑膜组织中,大量活化的中性粒细胞在肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-6、IL-8等促炎性细胞因子刺激下发生NETosis,释放NET。这些NET不仅可进一步激活滑膜成纤维样细胞(FLS),促进其增殖和侵袭;同时,其释放的蛋白酶和促炎性细胞因子可直接加剧局部炎症反应。此外,NET的形成与滑膜血管翳的生成密切相关,共同推动滑膜异常增生和关节破坏的进程。见图1。
2.2 NET介导的瓜氨酸化异常与RA自身抗原形成NET在RA发病中的关键作用之一是通过PAD4介导蛋白质的瓜氨酸化修饰。PAD4在NETosis过程中被激活,催化精氨酸残基转化为瓜氨酸残基,导致组蛋白、纤维蛋白原等蛋白发生瓜氨酸化。这些修饰后的蛋白质可作为自身抗原,被抗原呈递细胞摄取并呈递给T、B淋巴细胞,进而诱导ACPA的产生。ACPA与瓜氨酸化蛋白形成免疫复合物,激活补体系统并促进炎症级联反应,最终导致关节组织的自身免疫损伤。见图1。
2.3 NET的免疫调节与炎症放大作用
NET不仅是炎症的产物,更是免疫调节的重要介质,其释放的DNA、组蛋白及抗菌蛋白可直接激活Toll样受体(TLR)和NOD样受体(NLR),促进促炎性细胞因子的分泌。NET中的DNA和组蛋白可激活补体级联反应,募集更多中性粒细胞至炎症部位,形成正反馈循环。NET还可促进辅助性T细胞17分化,并抑制调节性T细胞功能,导致促炎/抗炎免疫应答失衡。此外,NET中的自身抗原(如瓜氨酸化蛋白)可刺激B淋巴细胞产生ACPA,进一步加重自身免疫反应。见图1。
2.4 NET驱动的RA基质降解与骨破坏
NET中含有多种具有蛋白水解活性的酶类,包括NE、基质金属蛋白酶(MMP)等。其中,NE通过分解弹性蛋白破坏软骨结构,而MMP则特异性降解胶原蛋白和蛋白多糖等细胞外基质成分,导致基质结构破坏。此外,NET还能刺激FLS分泌更多的MMP,形成持续的基质降解。随着基质的进行性破坏,关节软骨逐渐变薄、缺损,最终导致软骨下骨暴露、关节结构破坏和功能丧失。见图1。
3 中药和天然产物通过调控NET干预RA
基于NET在RA发病中的关键作用,靶向调控NET形成已成为RA的潜在治疗策略。近年来的研究发现,多种中药(复方)及天然产物可通过不同机制干预NET的形成与清除,为RA的治疗提供了新思路。
3.1 中药(复方)
升麻具有升阳举陷、清热解毒、透疹发表的功效,为毛茛科植物大三叶升麻、兴安升麻或升麻的干燥根茎。研究发现,升麻可通过抑制中性粒细胞活化,进而抑制活性氧和NET产生,从而有效缓解RA症状。补阳还五汤为益气活血法的代表方,被广泛应用于多种疾病的治疗。展俊平等通过观察不同剂量的补阳还五汤对RA模型小鼠的影响,发现给予小鼠2.5 g·kg-1剂量的补阳还五汤灌胃,能最有效抑制滑膜中性粒细胞活性标志物MPO和NE的mRNA表达,下调血清及关节液中TNF-α、IL-1、IL-6、IL-17等促炎性细胞因子水平,从而有效减轻RA关节炎症反应和骨破坏。桂枝芍药知母汤所具有的温经散寒、除湿止痛功效,与RA风寒湿痹证的病机高度契合。Ye等发现,该方能调节肠道微生物群,特别是增加戈氏副拟杆菌丰度,通过其分泌的外膜囊泡激活细胞质膜微囊蛋白1-核转录因子红系2相关因子2(Nrf2)轴,抑制NET形成,从而有效减轻RA症状。临床观察显示,联合使用桂枝芍药知母汤与阿达木单抗的RA患者,其关节肿胀程度和血清炎症标志物的改善均优于单一生物制剂治疗。黄芩清热除痹胶囊由黄芩、薏苡仁、桃仁、栀子、威灵仙5味中药组成,在RA的治疗中展现了显著的抗炎作用。研究表明,黄芩清热除痹胶囊可通过靶向抑制p38MAPK信号通路,阻断中性粒细胞与FLS的相互作用,减少NET形成,从而显著缓解RA的滑膜炎症和关节损伤。中药复方骨灵丸是依据中医“肾主骨生髓”理论,由鹿茸、鹿角胶、骨碎补、鸡血藤、菟丝子、珍珠母6味中药配伍而成的。研究发现,在胶原诱导性关节炎(CIA)模型小鼠中,骨灵丸可通过抑制TLR4-核因子-κB(NF-κB)信号通路,减少中性粒细胞释放MPO、NE等NET关键效应分子,同时降低IL-6、TNF-α等促炎性细胞因子表达水平,从而减轻炎症反应、抑制滑膜增生,发挥保护关节的作用。二妙散是治疗RA湿热痹阻证的经典方剂。相关研究已从分子层面阐明,该方可通过调控多条关键信号通路,有效抑制下游促炎性细胞因子释放。Tang等的研究解释了二妙散治疗RA的新机制:通过靶向PAD4以降低瓜氨酸化组蛋白H3(CitH3)水平,进而抑制NET形成。四妙汤具有清热利湿、通筋利痹、消肿止痛的功效。罗书曼等通过研究四妙汤及维生素D系统对CIA模型大鼠的影响,发现高剂量四妙汤可能通过调控维生素D系统抑制NET的形成,减少MPO、NE的释放,从而达到治疗RA的目的。四妙勇安汤具有清热解毒、活血止痛的功效,是治疗RA的传统中药方剂。有研究证实,四妙勇安汤可通过抑制NET形成和减少活性氧产生,显著改善CIA模型小鼠的关节炎症症状;体外实验进一步显示,含四妙勇安汤的血清能直接抑制中性粒细胞迁移,并促进其凋亡。
3.2 天然产物3.2.1 黄酮类化合物
木犀草素在炎症性疾病领域,尤其是RA的治疗中,展现了多通路、多机制的抗炎特点。Yang等通过建立完全弗氏佐剂诱导的小鼠足爪炎症模型,首次证实木犀草素可显著减轻模型小鼠炎症反应,其机制涉及阻断Raf1-MAPK激酶1-胞外信号调节激酶(ERK)信号通路,抑制活性氧和MPO的生成,进而减少NET释放。杨梅素是一种广泛分布于茶叶、浆果、水果及蔬菜中的黄酮类化合物,具有多种显著的生物活性,包括抗炎、免疫调节、抗氧化等。Shu等利用CIA大鼠研究杨梅素对NET的调控作用,发现杨梅素能够显著减轻CIA模型大鼠的关节炎症,其作用与抑制PAD4和MPO进入细胞核,降低CitH3和NE水平,从而调控NET的产生有关。槲皮素是广泛存在于多种植物中的黄酮类化合物。研究表明,槲皮素对于缓解RA症状有显著效果。Yuan等研究发现,槲皮素能显著减少中性粒细胞浸润,促进活化中性粒细胞凋亡,并通过抑制自噬途径减少NET形成,从而降低促炎性细胞因子水平,改善关节损伤。枫杨总黄酮是湖北枫杨的有效成分之一,能显著改善RA的滑膜炎症和关节损伤。杨锐等采用CIA模型大鼠进行实验,发现高浓度枫杨总黄酮(90 mg·kg-1)干预可以显著降低血清中NE和PAD4的表达水平,从而抑制佛波酯诱导的NET产生,延缓RA病情进展。黄芩苷是一种从黄芩中提取的黄酮类化合物,可通过抑制NF-κB、MAPK、JAK激酶-信号传导及转录活化因子(STAT)等相关炎症信号通路和调节免疫反应,减轻RA的滑膜炎症和关节损伤。Wei等利用Ⅰ型干扰素诱导中性粒细胞构建NETosis模型,发现黄芩苷可通过蛋白激酶C-Raf-MAPK-ERK和磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)-Akt激酶(AKT)信号通路抑制糖酵解,进而减少Ⅰ型干扰素诱导的活性氧的产生及NET形成,降低促炎性细胞因子水平,减轻炎症反应。黄芩苷对蛋白激酶C-Raf-MAPK-ERK和PI3K-AKT两条信号通路的协同抑制,可能构成了其调控中性粒细胞代谢重编程和抑制NET形成的核心分子机制。这种多靶点干预策略,使其能够更有效地阻断由Ⅰ型干扰素等信号触发的NETosis级联反应。
3.2.2 多酚类化合物
白藜芦醇(RSV)是一种天然多酚类化合物,具有抗炎、抗肿瘤、抗氧化等多种药理活性。Chen等研究发现,RSV能够显著抑制佐剂诱导性关节炎(AIA)模型小鼠体内NET的形成,进而减轻关节炎症,这一作用可能通过PAD4和环氧合酶2协同减轻炎症反应,抑制NET产生有关。另有研究表明,RSV能有效抑制由佛波酯、脂多糖、IL-8及利什曼原虫等多种刺激诱导的NET释放,其机制与降低细胞内过氧化氢水平、抑制MPO活性及NE的核内迁移有关。姜黄素是从姜科植物中提取的多酚类化合物,可能通过调控免疫细胞功能及炎症相关信号通路,对RA的病理进程产生潜在干预作用。研究发现,环境污染物多溴联苯醚-47可通过激活活性氧-ERK-p38信号通路,诱导中性粒细胞释放NET;而姜黄素可通过激活Nrf2抗氧化通路,抑制活性氧爆发,有效阻断多溴联苯醚-47诱导的NET形成。该研究为NET相关炎症疾病的干预提供了新策略。
3.2.3 生物碱类化合物
粉防己碱(TET)是从防己科植物中提取的具有广泛药理活性的双苄基异喹啉类生物碱,在抗炎、抗肿瘤和抗病毒领域具有巨大的应用潜力。陆清怡的研究发现,TET可通过抑制中性粒细胞迁移、减少促炎性细胞因子释放和阻断NET形成,降低AIA模型小鼠关节炎评分及改善其踝关节病理表现。青藤碱是青风藤的主要活性成分,以其为主要成分的正清风痛宁缓释片已被用于RA的治疗。青藤碱能有效抑制RA炎症反应,降低患者疾病活动度。Jiang等研究发现,青藤碱可通过抑制中性粒细胞自噬和NETosis,减轻关节炎症状,其作用与阻断NF-κB和MAPK相关信号通路有关。此外,张永强等发现,青藤碱能通过抑制血小板衍生生长因子-血小板衍生生长因子受体信号通路,下调RA-FLS中血小板衍生生长因子受体β蛋白和mRNA的表达,进而减少MMP分泌,影响NET诱导的RA-FLS迁移能力,减轻RA滑膜炎症。
3.2.4 萜类化合物
防风石油醚提取物是从中药防风的干燥根中,通过石油醚萃取获得的活性组分,具有抗炎、抗RA等药理作用。张向阳等以防风石油醚提取物干预RA模型大鼠,结果表明其可能通过调控维生素D系统,抑制NET生成,进而改善RA症状。丹参酮ⅡA(TⅡA)是从唇形科植物丹参的干燥根及根茎中提取的一种脂溶性二萜醌类化合物。孟彪发现,AIA模型大鼠经TⅡA治疗后,足爪肿胀程度及软骨破坏明显减轻。张珊发现,TⅡA可能通过抑制中性粒细胞向炎症部位迁移和聚集、减少TNF-α和IL-6等促炎性细胞因子表达、促进活化的中性粒细胞凋亡、阻断NET形成,从而有效缓解RA症状。香叶酰对苯二酚(GHQ)是一种天然的类异戊二烯化合物,具有抗氧化和抗炎特性。Huang等的研究发现,GHQ可通过减少中性粒细胞聚集、N1极化和活性氧产生,减轻RA的症状。雷公藤甲素(TP)和雷公藤红素(Cel)都是从雷公藤中分离出的三萜类化合物。袁凯的研究证实,TP可通过抑制NET形成和促进中性粒细胞凋亡,缓解RA炎症反应。另有研究发现,TP可显著缓解CIA模型小鼠的关节肿胀症状,其作用可能与调控JAK激酶-STAT、TNF-α和PI3K-Akt等信号通路,进而抑制NET的形成有关。Yu等的研究显示,Cel可通过阻断脾脏酪氨酸激酶-MAPK-ERK-NF-κB信号通路,抑制NET形成,并显著降低CitH3水平。Song等发现了Cel抑制NET的新机制:通过降低活性氧水平,显著抑制佛波酯诱导的NET形成。穿心莲内酯是从中药穿心莲中提取的一种二萜内酯类化合物,具有抗炎、调节免疫等药理作用。李晓红的研究发现,穿心莲内酯可通过抑制中性粒细胞迁移、募集及NET形成,促进其凋亡,从而缓解RA炎症反应和骨质破坏。
3.2.5 醌类化合物
大黄素作为大黄中的主要活性蒽醌成分,在多种自身免疫性疾病中表现出多靶点治疗作用。朱萌萌通过实验证实,大黄素能通过减少中性粒细胞浸润和促炎性细胞因子释放、抑制NET形成及中性粒细胞自噬,缓解RA症状。
3.2.6 其他天然产物
教美菇是一种具有潜在药用价值的藤本植物,其乙醇提取物含有多种生物活性物质。Wang等的研究发现,教美菇提取物能明显减轻CIA模型大鼠后足爪肿胀程度,减轻炎症反应和组织损伤;进一步的生物信息学分析发现,其靶点主要富集于巨噬细胞活化与NET相关信号通路。苦瓜肽BG是从苦瓜中分离出的生物活性肽。研究发现,苦瓜肽BG可通过双重机制改善RA:一方面抑制NET形成,减少TNF-α、IL-1β等促炎性细胞因子表达;另一方面,调节肠道菌群,恢复有益菌群平衡。没食子酸及其衍生物没食子酸辛酯,可拮抗脂多糖的抗中性粒细胞凋亡作用,同时抑制NET形成。土大黄苷是一种从蓼科大黄属植物中分离得到的二苯乙烯类衍生物,具有抗炎、抗氧化等药理作用。Zhang等的研究表明,土大黄苷能通过NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3-消皮素D通路,抑制NET形成,从而发挥治疗RA的作用。
4 小 结
NET的异常形成与活化在RA的发病中扮演了关键角色。相关研究表明,NET通过释放瓜氨酸化蛋白等自身抗原,激活免疫应答,形成促炎性细胞因子级联反应,并直接参与滑膜组织与软骨的降解,构成“NET—炎症—自身免疫”的恶性循环,持续推动RA病情进展。大量研究表明,多种中药(复方)及天然产物能够有效调控NETosis关键分子的表达与活性,抑制NET的过度形成,并调节免疫细胞功能与炎症信号通路,从而缓解RA关节炎症与骨质侵蚀。此外,部分中药复方(如桂枝芍药知母汤等)还可通过“肠-关节轴”调控肠道菌群及其代谢产物,间接抑制NET释放。
然而,现有研究仍存在一些局限性:①现有实验模型与临床实际情况存在差距。目前的研究中多采用佛波酯、脂多糖等强刺激物诱导NET,与RA患者体内慢性、低度炎症的微环境存在差异。未来应构建更贴近病理状态的模型,如采用RA患者的关节液,以提高研究的临床相关性。②转化应用不足。目前绝大多数相关研究仍停留在细胞与动物实验层面,缺乏高质量随机对照试验及真实世界研究。推动临床前研究与临床试验衔接,明确中药对RA患者NET标志物的影响,是实现精准治疗的关键。③机制探讨深度有限。中药复方活性成分的具体作用靶点尚未完全阐明,且多数研究仍集中于NET形成抑制,而对NET的清除机制(如DNA酶Ⅰ活性调控、巨噬细胞吞噬功能等)关注较少。未来的研究应加速推动中药复方的临床转化验证,以及深入、精准解析中药对NET关键通路及清除机制的多靶点调控,推动实现中医药在RA精准治疗中的价值。
编辑:李晓乐
审核:王智勇
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