摘要
痛风性关节炎是由尿酸盐晶体沉积引起的炎症性疾病，核因子κB（NF-κB）通路是调控炎症反应的关键，在单钠尿酸盐（MSU）晶体诱导的炎症级联反应中起重要作用。MSU晶体激活Toll样受体（TLRs）和NOD样受体（NLRs）等模式识别受体，进而启动IKK/IκB/NF-κB信号转导，促进肿瘤坏死因子（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）等促炎因子产生，并持续招募和活化免疫细胞，从而形成恶性炎症循环。本文重点探讨了NF-κB通路对软骨和肌肉组织的影响，包括促进软骨细胞凋亡、细胞外基质降解，以及肌肉炎症、萎缩和胰岛素抵抗等病理过程；总结了靶向NF-κB通路的一些的治疗策略在缓解痛风炎症及组织损伤中的潜在价值。
痛风性关节炎（gouty arthritis，GA）是一种由尿酸盐结晶沉积在关节及其周围组织引起的炎症性疾病，表现为急性疼痛、红肿和功能障碍，同时伴有高尿酸血症。核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）信号通路在调节机体的炎症反应过程中起关键作用，其异常激活可促进许多炎性疾病的发生发展[1]。目前研究证实NF-κB信号通路在GA中被激活是诱发该病炎症反应和组织损伤的关键因素之一。随着分子生物学及免疫学的发展，NF-κB信号通路在GA中发挥作用的方式如下：尿酸盐晶体通过激活不同模式识别受体，使得NF-κB被激活后分泌炎性介质，包括肿瘤坏死因子（（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）等，促进炎性介质的释放，并导致关节组织持续的损伤和修复障碍[2-3]。这些炎性介质的释放不仅加剧炎症反应，还可导致关节组织持续的损伤和修复障碍。NF-κB信号通路调控异常也与GA的慢性化和复发有关。有研究表明，通过抑制NF-κB的活化或调节其下游靶基因的表达，可能为GA的治疗提供新的策略[4]。但关于NF-κB在GA中的作用机制尚待进一步探究。本文主要总结NF-κB信号通路有关GA的研究进展，包括其激活机制、对软骨和肌肉的破坏作用及潜在治疗策略。
1 NF-κB信号通路引起GA的机制
GA的发生是由于尿酸盐晶体沉积于关节滑膜及软骨细胞上，从而引起炎症反应。研究证实NF-κB是GA发病的重要因素之一，尿酸盐晶体激活NF-κB信号通路后可产生炎性介质和细胞因子，如IL-1β、TNF-α等，可吸引中性粒细胞和巨噬细胞，加剧关节炎症反应[5]。GA主要是因体内尿酸水平过高引起，尿酸盐在关节及关节周围的软组织沉积而引起尿酸盐晶体沉积于关节，这些外源性刺激物可以直接激活关节滑膜细胞及巨噬细胞上的模式识别受体，如Toll样受体（Toll-like receptors，TLRs）和NOD样受体（nucleotide-binding oligomerization domain-like receptors，NLRs）[6-7]。尿酸晶体与模式识别受体（pattern recognition receptors，PRRs）结合后，触发细胞内的信号传导，引起促炎性细胞因子如TNF-α、IL-1β、IL-6的产生和释放。这些细胞因子进一步激活NF-κB信号通路。NF-κB在细胞质中通常与抑制蛋白IκB（inhibitor of nuclear factor kappa-B，IκB）结合，处于非活性状态。当细胞受到上述炎性介质的刺激时，IκB被磷酸化后被泛素化，引起其降解。该过程释放活化的NF-κB，使其能够进入细胞核，与特定的DNA序列结合，从而调控多种炎症相关基因的表达[8-9]。NF-κB激活可进一步生成炎性介质和趋化因子，如白细胞介素-8（interleukin-8，IL-8）、单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）等，从而吸引更多的白细胞至炎症局部而加剧炎症反应；NF-κB参与调节细胞黏附分子及金属蛋白酶的表达，而这些物质均在炎症以及组织损伤过程中起重要作用。持续的炎症引起软骨和骨质破坏，并可产生许多疼痛介质如前列腺素、细胞因子等引起关节疼痛和关节功能障碍[10-12]。
2 NF-κB信号通路对软骨的影响
NF-κB是一种能特异性结合免疫球蛋白κ轻链基因增强子区域的转录因子，由p65、p50等5种普遍存在的亚基形成同源或异源二聚体而发挥作用。在GA中，关节腔内沉积的单钠尿酸盐（monosodium urate，MSU）晶体被软骨细胞、滑膜细胞等识别成为较强刺激信号，激活IκB激酶（IκB kinase，IKK），进而引起IκBα蛋白的丝氨酸位点磷酸化及其后续的泛素化降解，使NF-κB二聚体（如p65/p50）脱去抑制作用而发生核转位，NF-κB可通过其κB位点特异的结合在靶基因上，启动如TNF-α、IL-1β等炎性因子的转录表达，而引起或扩大整个炎性级联反应，进一步造成软骨细胞代谢紊乱、基质降解和组织破坏，引起痛风性关节损伤进展[13-14]。
近年来研究表明，NF-κB信号通路在GA中能够反式激活大量免疫及分解代谢相关蛋白的表达，在膝关节软骨基质重塑、软骨细胞凋亡及衰老过程中均有直接影响；同时也在滑膜炎症的发生及软骨分化相关因子中发挥作用[15-16]。MSU晶体诱导关节炎及软骨变性的过程中是由IKKβ（p65/p50）介导。实验显示p65亚基缺失的软骨细胞中由IL-1β处理引起的所有衰老相关分泌表型（SASP）因素基因均被抑制；与之相反，p50的缺乏能够异常增加IKKβ的活性，加速软骨退变[17]。过多的经典NF-κB信号能够破坏合成代谢途径，例如抑制胰岛素样生长因子（insulin like growth factor，IGF）信号转导，阻碍软骨细胞增殖及骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein，BMPs）等修复因子的表达，进而引起软骨细胞发生凋亡[18]。
2.1 NF-κB信号通路对软骨细胞凋亡的影响
在GA中，MSU晶体诱发的炎症可以通过各种途径激活NF-κB信号通路，从而介导软骨细胞凋亡，包括线粒体损伤、内质网应激及死亡受体途径等。
线粒体氧化损伤是MSU晶体引发细胞应激的主要途径之一，可以引起DNA损伤反应并进一步激活NF-κB信号通路。IκB-ζ作为NF-κB下游的关键调节因子，参与调控破骨细胞分化因子（receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL）、炎症因子、分解代谢酶及衰老相关分泌表型（senescence-associated secretory phenotype，SASP）的表达。MSU晶体刺激通过NF-κB–IκB-ζ轴驱动活性氧（reactive oxygen species，ROS）大量产生及SASP形成，促进软骨细胞病理性衰老与凋亡。研究还发现，S100A10等蛋白表达与TNF-α水平呈正相关，敲低S100A10可减轻TNF-α诱导的ROS水平升高，表明ROS/NF-κB通路在痛风软骨细胞凋亡中起核心作用[19]。
同样，基于内质网应激（endoplasmic reticulum stress，ERS）学说发现，MSU能刺激软骨细胞出现ERS——未折叠蛋白反应（unfolded protein response，UPR），激活UPR会启动内质网超载反应，引起IKK激活，IκB降解，NF-κB活化；当敲低USP7后，能诱导BiP-eIF2α-ATF4-CHOP这条ERS信号通路激活，从而导致软骨细胞增殖下降、凋亡增加及炎症爆发[20]。
死亡受体途径同样参与NF-κB介导的凋亡过程。MSU晶体可以显著提升IL-1β和TNF-α的表达水平，在有晶体存在时会诱发其高表达；当TNF-α与肿瘤坏死因子受体（tumor necrosis factor receptor，TNFR）结合后会引起caspase-8/caspase-3等蛋白酶的级联效应，进而裂解DNA，从而引起细胞凋亡；并且，由TLR4识别MSU晶体所引发的下游接头蛋白MyD88，可以启动NF-κB信号通路，并通过NF-κB介导软骨细胞IL-1/IL-17，间接促使NLRP3炎症小体活化，从而增加软骨细胞凋亡的风险[21]。
2.2 NF-κB信号通路对细胞外基质的影响
在GA中，NF-κB的持续激活对细胞外基质（extracellular matrix，ECM）稳态的破坏尤为突出，其主要机制包括促进基质降解酶表达及抑制基质合成。
NF-κB入核后能结合到一些基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMP）基因启动子区（包括MMP-1、MMP-3和MMP-13），促进其转录。由于MMPs是一类降解ECM的重要酶类，其主要破坏Ⅱ型胶原及蛋白聚糖等软骨基质的主要成分，引起软骨结构破坏。在IL-1β或MSU晶体诱导软骨细胞炎性反应模型中，通过抑制NF-κB信号通路（p65核转位被抑制，IκBα表达水平被稳定）可以抑制MMPs的表达，促进组织金属蛋白酶抑制剂（tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMP）水平上升，从而起到重建MMP/TIMP比值及延缓ECM降解的作用[22]。
此外，NF-κB信号通路的抑制剂（如某些天然化合物或小分子化合物）可通过激活AMPK磷酸化、上调Sirtuin家族蛋白等方式抑制TNF-α诱导的NF-κB活化，从而减少MMP-13等分解代谢酶的表达，在一定程度上维持软骨基质完整性，延缓痛风引起的软骨退变[23]。
3 NF-κB信号通路对肌肉的影响
正常肌肉组织由肌纤维、卫星细胞（肌肉干细胞）、神经血管单元及少量免疫细胞共同维持其结构与功能稳态。在GA中，MSU晶体不仅沉积于关节腔，亦可析出于肌肉组织周围的结缔组织间隙中，形成痛风石。这些晶体作为危险相关分子模式（danger-associated molecular patterns，DAMPs），可被肌肉组织内的巨噬细胞、肌纤维细胞及卫星细胞等识别，显著上调局部炎症信号。其中，NF-κB信号通路的激活在介导痛风相关的肌肉炎症、胰岛素抵抗及蛋白代谢失衡中发挥核心作用[24]。
M1型巨噬细胞大量招募并活化，在MSU晶体刺激下发生炎症反应，并且分泌TNF-α、IL-1β等强效炎性因子，而具有抗炎作用的M2型巨噬细胞功能受到抑制。研究证实，通过NF-κB信号通路来阻断M1型巨噬细胞极化，同时增强M2型巨噬细胞极化，通过降低p65核表达、减少下游炎性因子产生，减轻肌肉炎症微环境，延缓痛风石形成和肌肉功能衰退。
炎症细胞因子（如IL-1β、TNF-α）本身就是NF-κB的靶基因，其表达可以形成正反馈回路来进一步放大炎症信号；NF-κB通路的持续激活促进了肌肉组织中TNF-α、IL-6等因子的高表达，并诱导E3泛素连接酶（如Atrogin-1、MuRF-1）等转录，而上述两种酶均为促进肌肉蛋白降解的靶点，它们的上调可促进肌原纤维蛋白被降解，引起肌原纤维蛋白丢失，产生肌肉消瘦、肌肉萎缩现象，在痛风慢性期和合并全身炎症者体内更加明显[25]。
在促炎性级联反应过程中，TNF-α可通过激活NF-κB/p65转录途径引起IL-6及趋化因子（如IL-8）的大量释放，募集更多中性粒细胞和单核细胞浸润至肌间质中加重局部炎症损伤，还可直接或间接干扰IGF-1信号转导过程。IGF-1是促进肌肉蛋白合成及卫星细胞增殖的重要因子，IGF-1信号转导被抑制，严重影响肌肉的修复与再生[26]。
研究还发现，一些脂肪因子或炎性介质在痛风状态下也可以导致肌肉病变，如血管生成素样蛋白（ANGPTL）家族的成员（ANGPTL2、ANGPTL6）在炎症条件下表达增加，通过激活肌肉间质细胞或肌纤维内NF-κB磷酸化水平，进而间接引起局部炎症反应发生并抑制胰岛素信号传导从而诱发肌肉胰岛素抵抗，导致肌肉能量代谢和功能状态恶化[27]。
IL-1β能激活NF-κB通路并上调环氧化酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的表达，诱导前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）等炎性介质的分泌。在肌肉组织中，PGE2水平升高与痛觉敏化、肌肉无力及蛋白分解代谢增强密切相关。研究表明，通过基因或药理手段干预p65/p50的表达，可显著降低IL-1β诱导的COX-2表达水平，减轻炎症性肌病的症状[28]。
因此，经典NF-κB信号通路的激活是GA时肌肉炎症、萎缩及胰岛素抵抗发生的重要发生机制。靶向抑制该通路不仅有助于控制局部炎症反应，也可能为改善痛风患者的肌肉质量与功能、减轻疼痛提供新的治疗策略。
4 小结
NF-κB信号通路作为炎症反应的核心调控枢纽，在GA的发生发展中发挥着至关重要的作用。尿酸盐晶体通过激活TLRs、NLRs等多种模式识别受体，启动IKK/IκB/NF-κB级联反应，引起大量促炎因子（如TNF-α、IL-1β、IL-6）和趋化因子的释放，进而募集并激活免疫细胞，形成炎症恶性循环。已有研究表明，靶向NF-κB信号通路成为治疗GA的重要策略。包括天然化合物、小分子抑制剂和生物制剂在内的多种干预手段，可通过抑制IKK活性、阻止IκB降解、干扰NF-κB核转位或阻断其下游靶基因表达等途径，有效减轻炎症反应、延缓组织损伤。然而，NF-κB通路在生理状态下也参与免疫监视和细胞存活等关键过程，因此开发组织特异性高、副作用小的精准调控策略仍是未来研究的重点。深入研究NF-κB信号通路在GA时的多维调控机制，不仅有助于揭示疾病本质，也为开发新型治疗药物和改善患者预后提供了重要的理论依据与临床转化方向。