潘盛強，李 寧

（甘肅中醫(yī)藥大學中醫(yī)臨床學院，甘肅 蘭州 730000）

骨關節(jié)炎（osteoarthritis，OA）是一種常見的以關節(jié)軟骨不可逆破壞、滑膜炎和破骨細胞活化為特征的慢性關節(jié)疾病[1]，其中炎癥在OA 中起著關鍵作用，先天免疫系統(tǒng)是OA 炎癥循環(huán)的主要貢獻者[2]。研究表明[3，4]，終末期OA 患者滑液中促炎細胞因子和趨化因子水平升高。因此慢性炎癥和軟骨退變已逐漸成為促進OA 疾病進展的主要動力[5]，而Toll 樣受體（Toll-like receptors，TLRs）及參與其信號轉(zhuǎn)導的重要跨膜蛋白，在促炎癥因子、基質(zhì)金屬蛋白酶等導致的OA 軟骨退變病理進程中起重要的介導作用[6]，已然成為尋找OA 新治療靶點和治療方法的切入點。近年來，越來越多的體內(nèi)外實驗和動物實驗證明，TLRs 的表達和信號轉(zhuǎn)導與OA 的發(fā)病機制緊密相關[7]。本文將從TLRs 信號通路及其介導的TLR-2 與TLR-4、IL-1、IL-6 干預OA 的機制研究進行綜述，旨在為OA 的治療提供一定的參考依據(jù)。

1 TLRs 信號通路的結構及功能

TLR 組屬于先天性免疫受體，以已知配體、功能重要性和下游信號通路為特征[8]，TLR 信號通路是感染炎癥期間適當激活免疫應答的助力器[9]。根據(jù)受體表達部位的不同，TLRs 可分為細胞膜受體及胞內(nèi)受體。TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6 及TLR10表達于細胞膜上，可以識別如微生物的結構等配體；TLR3、TLR7、TLR8 則 可 以 識 別 如 雙 鏈DNA（ds-DNA）、單鏈RNA（ss RNA）等核酸分子[10，11]。研究證明[12-14]，TLR 信號中的失調(diào)紊亂不管是配體識別和結合，還是下游信號炎癥因子，都會在相對免疫病理疾病中產(chǎn)生基礎效應，如關節(jié)炎、自身免疫疾病、過敏、風濕性疾病等。而感染的初始炎癥反應由病原體相關分子模式的受體介導，包括TLR。細胞表面TLR包括TLR-2 和TLR-4，其中TLR-2 結合來自原核細胞壁的脂肽，TLR-4 識別來自革蘭氏陰性細菌的脂多糖（LPS）,配體與TLR 的結合啟動細胞內(nèi)信號傳導，導致炎癥基因轉(zhuǎn)錄[15]。此外，IL-1、IL-6 是一種廣泛存在于人體的促炎分子，是炎癥的啟動因素，可以通過加速滑膜炎性細胞的增殖來刺激軟骨細胞的異常增殖，導致機體軟骨損傷、炎性加重[16]。

2 TIRs 參與OA 的作用機制

2.1 TLR2 及TLR4 研究表明[17]，TLR2 和TLR4 在OA 軟骨中的表達升高。同時，TLR4 激活增加了IL-1βmRNA 的表達[18]。Wang Y 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，TLR2和TLR4 缺乏一定程度會降低軟骨細胞的抗氧化應激和自噬能力，這可能會由于軟骨細胞功能障礙而損害軟骨的內(nèi)環(huán)境平衡。有文獻報道[20]，成骨細胞表達TLR2 和TLR4，其中TLR4 激活可以調(diào)節(jié)破骨細胞的形成、存活和活性，可以有效預防骨密度降低對OA 對的風險。此外，TLR4 缺乏被證明在肥胖（通過高脂飲食）誘導的老年雌性小鼠OA 中具有軟骨保護作用[21]，軟骨的分解代謝（如基質(zhì)金屬蛋白酶的激活）受到TLR 介導的固有免疫反應的嚴格控制[22]。近年來，TLR4 在介導OA 發(fā)病的無菌炎癥反應中的主要作用已被確定[22，23]。在OA 炎癥和炎癥誘導整個階段，TLR4 在關節(jié)病變區(qū)的表達增加會激活觸發(fā)軟骨細胞的炎癥和分解代謝反應，因此與OA 相關的軟骨損傷密切相關[22]。TLR-4 可能是阻斷OA 患者關節(jié)中damp 介導的病理過程的重要靶點。以上結果表明TLR 可能對特定的OA 表型有不同的影響。

2.2 IL-1 IL-1 作為OA 的靶點，一直是一個有吸引力的概念，它是一種高效的軟骨降解誘導劑，可誘導miRNA 表達，并控制疾病相關蛋白酶（如ADAMTS5和MMP13）的生物利用度引發(fā)OA，且可誘導其他疾病相關基因[24]。其中基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑1（TIMP1）在OA 中明顯降低，其機制主要是基質(zhì)金屬蛋白酶的表達和活性增加會導致大量透明OA 軟骨基質(zhì)降解，從而導致OA 關節(jié)內(nèi)缺乏潤滑和機械負荷傳遞不足的功能喪失[25]。研究發(fā)現(xiàn)[26]，IL-1 主要通過控制固有免疫過程來調(diào)節(jié)炎癥，其在一定量的組織和細胞中表達合成；而OA 中一些表達水平異常的miRNA（miR-9、miR-27 等）在IL-1β 誘導的細胞外軟骨基質(zhì)降解的調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用，已被證明可調(diào)節(jié)炎癥途徑的表達，在OA 的發(fā)生和進展中發(fā)揮重要作用[27，28]。此外，IL-1 做為OA 的潛在靶點，也存在一些爭議。在大多數(shù)模型中，所研究的關節(jié)炎形式更像類風濕性關節(jié)炎，而不是OA。Attur M 等[29]分析了該指標在有癥狀的膝關節(jié)OA 患者血漿中是否與關節(jié)炎癥相關，實驗結果表明IL-1Ra 血漿水平與膝關節(jié)OA 的嚴重程度和進展之間存在一定的因果關系，與其他風險因素無關。此外，在過去的幾年里，大量的IL-1 基因多態(tài)性已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)[30]，IL-1本來主要被認為是經(jīng)典的促炎癥細胞因子，但其功能并不局限于炎癥。在不同的實驗樣本中也有與骨骼狀況關聯(lián)的描述，即OA 與椎間盤退變[31，32]。因此，由于OA 是一種無生命威脅的慢性疾病，治療周期較長，治療效果緩慢。使用IL-1 抑制劑可能是一種新的OA 治療方法，但仍需要進一步研究來評估IL-1 區(qū)域的基因變異與OA 之間的關聯(lián)，而對靶細胞IL-1 的反應的研究，可能加速治療研究的新策略的誕生。

2.3 IL-6 OA 軟骨、滑膜、炎癥及骨的局部關節(jié)是通過其特有的經(jīng)典信號和反式信號表達IL-6。IL-6 具有通過不同受體激活模式啟動信號轉(zhuǎn)導的獨特能力，通過膜錨定IL-6（mIL-6R）發(fā)出的信號被稱為經(jīng)典信號，對急性期反應、造血和中樞穩(wěn)態(tài)過程非常重要[33]。IL-6 反式信號主要調(diào)節(jié)促炎癥事件，并與許多慢性疾病和OA 有關[33，34]。另一方面，IL-6 反式信號已被證明可促進骨形成[35]，對骨吸收和骨形成的雙重作用可以通過核因子-κB 配體（RANKL）的促破骨細胞生成因子受體激活劑水平變化來激活，高水平的RANKL 促進破骨細胞的生成，而低水平的RANKL 則抑制破骨細胞的形成[36]。研究表明，OA 血清或滑膜中較高的IL-6 水平與疾病進展或軟骨病理的嚴重程度相關[37-39]，這表明IL-6 水平可能反映了軟骨損傷。當對同一患者的局部和全身IL-6 水平進行比較時，OA 滑液中的IL-6 濃度 [（119.8±193.5）pg/ml]高于血漿樣本[（3.1±2.7）pg/ml][40]。還有研究表明，IL-6 誘導金屬蛋白酶（MMP）-3、MMP-13和具有血栓反應蛋白基序的去整合素和金屬蛋白酶（ADAMTS）酶表達，從而介導軟骨退變[41，42]。此外，IL-6 可能直接參與OA 相關肌肉退行性變的過程[43，44]。在臨床研究和動物實驗研究中，OA 滑液中IL-6 水平在不同關節(jié)的表達也可以為相關患者提供靶向治療參考。例如，與腕掌關節(jié)液相比，膝關節(jié)OA 患者的IL-6 水平顯著升高[45]。此外，與膝關節(jié)OA 患者相比，創(chuàng)傷后腕關節(jié)OA 患者中檢測到IL-6更多[46]，這可能是炎癥與手部OA 患者的結構損傷密切相關[47-49]。在小鼠缺血性骨壞死模型中使用托西利珠單抗阻斷IL-6R 可保護軟骨，并顯著增加骨體積[50]。此外，與正常體重患者相比，肥胖OA 患者的滑膜成纖維細胞分泌的IL-6 水平更高[51]，這表明IL-6 可能與肥胖驅(qū)動的OA 相關，可能與IL-6 在細胞代謝中起著核心作用有關[52]。

3 總結與展望

在OA 中，TLRs 信號通路具有啟動細胞防御和細胞死亡的雙重能力，TLRs 激活可導致促生存和促凋亡信號及相關炎性因子，這可能對健康細胞和患病細胞產(chǎn)生不同的相對影響，并增加OA 細胞的死亡趨勢。因此，激活TLRs 信號通路介導下相關炎性因子以及明確軟骨細胞凋亡在OA 中的作用已成為研究OA 疾病的關鍵靶向。而明確軟骨細胞凋亡與OA 發(fā)病機制的邏輯性及因果聯(lián)系為更加深入探討OA 提供了方向。另外，TLRs 信號通路介導下相關的炎性因子集中在OA 病理生理學的研究，對OA 動物模型和人類軟骨降解（OA 的標志性特征）的影響還有待進一步研究。將TLRs 及其相關炎性因子之間的作用研究轉(zhuǎn)化為臨床治療OA 的思路以及挖掘緩解OA 的潛在靶點可能是下一步OA 新的熱點方向。