骨桥蛋白与类风湿性关节炎

　　作者：郑召岭,蔡辉 　　作者单位：南京市，南京军区总医院中西医结合科

　　【关键词】 类风湿关节炎;骨桥蛋白;自身免疫性疾病

　　类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种严重影响患者生活质量的自身免疫性疾病，其病因和发病机制尚不清楚。骨桥蛋白(OPN)是一种多功能的细胞外基质蛋白，被认为是一种促炎因子，其参与多种生物学过程，包括免疫调节、信号转导、伤口愈合、组织修复、骨的再吸收、动脉粥样硬化的形成、肾脏疾病和肿瘤的发生等。近年来研究发现RA患者滑膜组织有OPN的mRNA表达，主要分布在受侵关节软骨的血管翳上[1]。推测OPN与关节滑膜组织表面高表达的OPN受体结合发挥滑膜组织的损伤作用，本文将其研究进展综述如下。

　　1 OPN的生物学效应

　　在OPN的结构中存在RGD(精氨酸甘氨酸天冬氨酸，ArgGluAsp)序列，普遍认为它与细胞表面的αvβ3整合素受体结合，从而介导细胞的多种生理功能。然而，也有学者认为它与整合素受体的结合还需其它基团参与，如GRGDS(甘氨酸精氨酸甘氨酸天冬氨酸丝氨酸，GlyArgGlyAspSer)序列[2]。编码OPN的基因已被克隆，cDNA序列已明确。目前对小鼠cDNA的基因结构认识最为清楚，长约7 kb，包括7个外显子，外显子1的5’端上游是启动子区域，转录因子结合位点呈线性分布其中，此外还分布有TATA box，CCAAT box，GC box与Spl识别序列[3]。

　　OPN具有多功能性，主要是促炎性作用。由于OPN可增强巨噬细胞释放IFNγ和IL12，因此把它归属于Th1细胞因子。它可与一系列细胞表面受体结合,包括整合素αvβ3、αvβ1、α4β1、α8β1、α9β1及CD44。其次是介导信号转导过程，促进细胞粘附和集聚[4]。OPN的基因表达具有组织细胞特异性，并且受多种激素、生长因子及原癌基因表达产物等的调控。它作为一种基质功能性非胶原蛋白，主要通过2种机制发挥细胞信号转导的作用。一是以分子内RGD序列与整合素家族分子结合;二是与细胞表面粘附性糖蛋白CD44以非RGD依赖方式结合。2种作用方式均通过激活细胞内特异性信号传导系统而介导细胞粘附、迁移和增殖[5]。

　　2 OPN与RA骨质代谢

　　在骨组织中，OPN可由骨细胞、破骨细胞(OC)和成骨细胞(OB)分泌，在骨基质的吸收、矿化以及维持骨组织与周围组织的完整性中有着重要作用[6]。各种炎性细胞因子刺激滑膜细胞增殖，形成血管翳，血管翳中的活化OC通过整合素受体结合到骨表面，会更加重骨组织损伤。因此OC的激活是OC骨再吸收的关键步骤[7]，各个环节使OC过度增殖或异常活跃，打破了骨代谢的平衡，骨破坏占据优势。骨吸收的关键事件是OC连接到骨表面的矿化基质上，实验证明OPN在OC抛锚的骨表面高度表达，而且OPN特异性受体玻璃黏附蛋白受体也被证明优先表达于OC胞膜的相应区域。为此可以证明在骨吸收的过程中，OPN通过连接玻璃黏附蛋白受体以及矿化的骨基质实现OC抛锚于骨吸收部位的骨矿化基质[8]。

　　越来越多的证据表明细胞因子参与调控破骨细胞的分化和活化，包括甲状旁腺激素(PTH)、1,25二羟维生素D3、前列腺素E2、雌激素和糖皮质激素等，而类固醇、维甲酸和糖皮质激素尤其是类固醇激素和1,25二羟维生素D3增加了OPN在骨细胞的表达。当OPN缺乏时，PTH、核因子κB受体活化因子配体(RANKL)和粒细胞刺激因子(MCSF)都不能诱导产生骨再吸收[9]。在OPN基因敲除小鼠中，PTH不能诱导骨髓干细胞来源、抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色(+)的OC增殖[10]。可见OC的分化和激活是OPN依赖性的，OPN位于RANKL/NFκB受体活化因子(RANK)的下游，可与OC表面的αvβ3整合素结合以调节OC的骨再吸收，而在骨损伤部位的OC中可见均有OPN及αvβ3整合素的表达[11]。OPN也可能刺激OC的其他信号传导途径，例如，由OPN介导的NFκB的激活，调节OPN在内皮细胞的抗凋亡作用，也可能有助于延长OC的寿命，OPN通过骨保护素(OPG)调节途径与OC前体的结合能调节OC的发育，这也受炎症因子包括肿瘤坏死因子(TNFα)和IL1的影响[12]。

　　3 OPN与RA免疫功能

　　近年来许多研究发现RANKL和OPC在免疫系统的树突细胞与T细胞相互作用中起了重要作用，而且是生理状态下骨重建关键的调节系统。RANKL/OPG系统在骨质疏松症、癌症及关节炎症等病理性骨丢失中都发挥着重要的作用[10]。实验证明OPN连接了免疫系统与骨之间的作用以及在关节炎继发关节损伤的发病机理中发挥作用[13]。

　　Xu等[14]研究发现在局部炎症中伴有滑液T细胞的OPN过度表达，且OPN是RA发病机制中重要的调节介质。由RA患者中获得的CD4+滑膜T细胞中，OPN mRNA表达明显增强。因此认为类风湿滑膜中有OPN过度表达，且与滑液T细胞中OPN特异性受体(整合素αvβ1及CD44)共同表达有关。RA来源的滑膜液(SF)中含有IL10，能刺激T细胞表达OPN，但这种作用能被抗IL10抗体所抵消。在检测的300个自身免疫和炎症反应基因中，OPN选择性诱导促炎性细胞因子和化学增活素表达，继而促进炎性细胞的迁移和集聚[15]。

　　4 OPN与细胞因子

　　多种炎症介质与生长因子(如IL1，TNFα，PDGF)能促进OPN的分泌，OPN可通过对炎症细胞的趋化作用诱导某些细胞因子的表达，从而促进炎症的发生与发展。众所周知，过度的炎症能引起组织细胞的损伤等。OPN是抗体诱导的关节炎发展过程中的关键分子之一，OPN缺乏不仅能减轻关节炎郑，而且也能降低关节软骨的破坏程度。研究中发现，OPN/小鼠的关节肿胀及软骨破坏程度均明显低于OPN+/+小鼠，且OPN基因缺陷小鼠则具有明显的抗胶原关节炎发生的能力[16]。OPN还可作为炎症因子参与RA的发病，外源性的OPN可刺激巨噬细胞IM12产生[17]。

　　许荣等[18]研究发现RA患者关节滑液和关节滑膜组织的OPN表达远远高于外周血单个核细胞的OPN基因表达，CD4+T细胞OPN基因表达均高于CD8+T细胞;RA患者关节液中OPN的表达显著高于血清，IL10，IFNγ和TNFα水平比自身血清及对照组血清增高，IL18和IL12水平比正常对照组明显升高。表明OPN可能通过调节病灶部位的细胞因子的分泌来调控RA病理过程中的炎症反应。

　　5 OPN与药物治疗

　　目前对OPN的药物干预研究多侧重于肾脏病、泌尿系结石、血管病变及骨质疏松，而且证实具有良好的疗效。对自身免疫性疾病如RA的研究较少，目前的研究发现中药在治疗RA中发挥了重要作用。

　　5.1 肾脏病药物 白亚君等[19]观察曲尼司特对环孢素A(CsA)慢性肾毒性大鼠肾功能及肾脏病理的影响，发现曲尼司特能明显改善慢性CsA肾毒性大鼠的体重下降，减少肾小管上皮细胞空泡变性和细胞坏死及间质炎细胞浸润和间质纤维化，对肌酐清除率下降无明显影响。表明曲尼司特能减轻CsA慢性肾毒性的肾脏病理损伤，这一防治作用与其下调OPN表达有关。有学者研究还发现安博维、阿托伐他汀药物能减轻CsA慢性肾毒性的肾脏病理损伤，机制与下调OPN表达有关[20，21]。

　　5.2 维生素 施国海等[22]研究发现维生素K3能够减少OPN表达量，随着维生素K3剂量增加，肾脏OPN表达量逐渐减少。表明维生素K3可减少诱石剂导致的肾曲小管OPN表达分布的变化。有类似的研究发现维生素K、雌二醇和睾酮均可上调骨桥蛋白及其mRNA的表达，抑制结石的形成，而维生素D过量则可促进结石形成[23]。

　　5.3 中药 李娟等[24]探讨补肾中药骨灵丸对体外培养成骨细胞矿化功能及OPN基因表达的影响。结果发现服用含中、高剂量骨灵丸患者均能上调OB OPN及基因的表达，使钙结节的数目增加，与空白对照病例比较具有统计学意义;未服药或低剂量骨灵丸的病例对OPN表达及矿化结节的形成无影响。表明骨灵丸可上调OPN基因的表达，这可能是骨灵丸促进钙结节形成、影响骨代谢的机制之一。

　　张健等[25]探讨川芎嗪对血小板源生长因子(PDGFBB)诱导的大鼠血管平滑肌细胞(VSMC)增殖及OPN mRNA表达的影响，证实川芎嗪可显著地抑制VSMC增殖，使细胞生长停滞于G0/G1期;PDGFBB诱导骨桥蛋白mRNA呈高表达，而川芎嗪下调了这种表达，提示川芎嗪可能作为防治血管成形术后再狭窄的一种药物。

　　刘虹彬等[26]报道丹参对氧化低密度脂蛋白(oxLDL)诱导的基质金属蛋白酶(MMP)表达以及OPN的合成与分泌具有明显的下调作用，且可显著抑制VSMC的DNA合成;表明丹参抗VSMC增殖与迁移的作用与其调整基质代谢有关。

　　RA发病机制复杂，OPN 只是其中的一个环节。很多相关文献中的实验数据提示OPN在 RA炎症及关节破坏过程中起着重要的作用。但 OPN究竟通过怎样的机制参与 RA 的发病，其上游和下游的调节通路究竟如何需进一步探索。另外，目前研究以小样本的动物实验为主，缺乏大样本的临床实验。因此未来应以临床研究为主，为RA的治疗提供新的治疗靶点。

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