石斛有效成分在眼科疾病治療中的實驗研究進(jìn)展

金茹娜 ，張騰 ,2，陳瑜 ,2

石斛（Dendrobium）屬蘭科植物，其多種植物的新鮮或干燥莖可為藥用。最早有《神農(nóng)本草經(jīng)》記載：“主傷中，除痹，下氣，補五臟虛勞，羸瘦，強陰，久服厚腸胃，輕身延年”。后有《本草綱目》、《本草衍義》、《本草綱目拾遺》等著作中均對石斛倍加推崇，作為我國傳統(tǒng)名貴中藥之一，享有“中華九大仙草”、“千金草”的美譽。

中國石斛屬植物中被認(rèn)定有藥用價值的種類已超過50余種[1],2015年版《中華人民共和國藥典》（以下簡稱《中國藥典》）中收錄了4種石斛，有鐵皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）、金釵石斛（Dendrobium nobile Lindl）、鼓槌石斛 （Dendrobium chrysotoxum Lindl） 和流蘇石斛（Dendrobium fimbriatum Hook）。其中，鐵皮石斛從2010年版《中國藥典》中即被單列出來，獨立形成一項[2]，至2015年版《中國藥典》則延續(xù)了這一分類方法[3]，并將石斛及鐵皮石斛的功能與主治均記載為：益胃生津，滋陰清熱，用于熱病津傷，口干煩渴，胃陰不足，食少干嘔，病后虛熱不退，陰虛火旺，骨蒸勞熱，目暗不明，筋骨萎軟。因其具明目功效，可用于治療目暗不明等內(nèi)障眼病，歷代中醫(yī)眼科醫(yī)家對其偏愛有加，因此眼科名方石斛夜光丸、石斛明目丸等經(jīng)典方劑流傳至今不衰。

隨著現(xiàn)代分子化學(xué)及藥理學(xué)研究的不斷進(jìn)展，從石斛中分離出來多種化學(xué)成分，且揭示了其多重藥理學(xué)效應(yīng)。值得注意的是，不同種類的石斛中有效成分含量和藥理學(xué)效應(yīng)也有所不同，因此，本文將對上述《中國藥典》收錄的4種石斛的有效成分在治療眼科疾病方面的藥理學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)歸納。

1 鐵皮石斛

中藥鐵皮石斛為蘭科植物鐵皮石斛的干燥莖，經(jīng)加熱烘干形成螺旋形，習(xí)稱鐵皮楓斗，也稱耳環(huán)石斛，經(jīng)切段烘干的習(xí)稱鐵皮石斛[3]。鐵皮石斛的主要化學(xué)成分包括多糖、菲類、聯(lián)芐類、精油、生物堿、酚類、酸類、酯類、氨酰類等，具有抗氧化、保護(hù)肝功能、抗腫瘤、降血糖、降血脂、降血壓、抗疲勞和抗胃潰瘍等方面的藥理作用[4-5]。其中多糖在鐵皮石斛中的含量最高[6]，是其發(fā)揮包括糖尿病視網(wǎng)膜病變在內(nèi)的多種疾病治療效應(yīng)的主要的化學(xué)成分。

李氏等[7]采用鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）腹腔注射誘導(dǎo)的SD大鼠糖尿病模型，觀察鐵皮石斛多糖對大鼠視網(wǎng)膜及血清中炎癥因子表達(dá)水平的影響。結(jié)果顯示，與糖尿病模型對照組比較，鐵皮石斛多糖低、中、高各劑量治療組大鼠視網(wǎng)膜白介素-6（interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor–α，TNF-α)、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的蛋白表達(dá)明顯降低，大鼠血清IL-6、TNF-α的水平下降；免疫組化分析顯示，正常大鼠視網(wǎng) 膜 未 見 明 顯 NF-κB (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells)陽性染色，糖尿病模型對照組大鼠視網(wǎng)膜內(nèi)NF-κB表達(dá)高于正常對照組，與糖尿病模型對照組比較，鐵皮石斛多糖各劑量治療組NF-κB表達(dá)降低。結(jié)果提示鐵皮石斛多糖可以降低糖尿病視網(wǎng)膜病變大鼠視網(wǎng)膜及整體炎癥因子（IL-6、TNF-α）的水平，抑制視網(wǎng)膜VEGF表達(dá)上調(diào)，其作用機制可能與下調(diào)NF-κB通路有關(guān)。

李氏等[8]檢測了鐵皮石斛多糖對高糖狀態(tài)下大鼠視網(wǎng)膜Müller細(xì)胞活力和凋亡的影響。結(jié)果顯示，正常糖濃度培養(yǎng)條件下，鐵皮石斛多糖對Müller細(xì)胞活力和細(xì)胞凋亡無顯著影響；高糖培養(yǎng)條件下，與正常對照組相比，Müller細(xì)胞活力顯著降低，細(xì)胞凋亡率顯著增加，與高糖組相比，高糖+鐵皮石斛組Müller細(xì)胞活力顯著增加，細(xì)胞凋亡率顯著降低。實驗結(jié)果提示鐵皮石斛多糖可能通過維持Müller細(xì)胞活性，減少Müller的凋亡而達(dá)到抗高糖狀態(tài)下視網(wǎng)膜損傷的作用。

陳氏等[9]利用RT-PCR技術(shù)從分子水平初步研究了鐵皮石斛多糖對高糖環(huán)境下人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞系ECV304中NF-κB表達(dá)的干預(yù)情況。結(jié)果顯示，與對照組比較，不同濃度鐵皮石斛多糖均顯著降低ECV304細(xì)胞NF-κB的表達(dá)，提示鐵皮石斛多糖對高糖誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞NF-κB的高表達(dá)有顯著的抑制作用。張氏等[10]通過優(yōu)化鐵皮石斛多糖提取工藝，研究了鐵皮石斛多糖對高糖狀態(tài)下人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞HUVEC的保護(hù)作用及機制，結(jié)果顯示，與正常組相比，高糖組細(xì)胞的生長抑制，Bax的表達(dá)上調(diào)，Bcl-2的表達(dá)下調(diào)，鐵皮石斛多糖可促進(jìn)高糖狀態(tài)下細(xì)胞的生長，下調(diào)Bax的表達(dá)，上調(diào)Bcl-2的表達(dá)。結(jié)果提示，鐵皮石斛多糖可抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，在一定程度上可防治糖尿病血管病變。

2 金釵石斛

金釵石斛是蘭科石斛屬植物，又名金釵石、扁金釵、扁黃草等，其莖為中藥石斛的來源之一，為歷版《中國藥典》所收載。金釵石斛主要化學(xué)成分為生物堿、多糖、倍半萜類、菲類、聯(lián)芐類等，其生物堿類成分含量高于鐵皮石斛[11]，具有抗白內(nèi)障、興奮腸道、免疫調(diào)節(jié)、降血糖、抗腫瘤、抗氧化、抗疲勞等藥理藥效學(xué)作用[12-13]。金釵石斛相關(guān)有效成分具有抗白內(nèi)障的藥理學(xué)效應(yīng)。

魏氏等[14]腹腔注射D-半乳糖誘導(dǎo)Wistar大鼠白內(nèi)障模型，采用金釵石斛生物堿灌胃治療，結(jié)果顯示，金釵石斛生物堿高劑量組能明顯減輕晶狀體混濁度，顯著升高晶狀體水溶性蛋白、谷胱甘肽（glutathione，GSH）的含量及總超氧化物歧化酶（total superoxide dismutase，T-SOD）的活性，降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）的活性，并可使大鼠晶狀體總蛋白質(zhì)恢復(fù)正常水平，糖基化蛋白水平降低。結(jié)果提示，糖尿病性白內(nèi)障伴隨一系列晶狀體蛋白表達(dá)水平的改變，其差異可能參與了晶狀體混濁的形成，金釵石斛生物堿具有較為顯著的抗糖尿病性白內(nèi)障作用。此外，魏氏等[15]還觀察了金釵石斛生物堿對半乳糖所致糖尿病性白內(nèi)障大鼠晶狀體中一氧化氮（nitric oxide，NO）水平、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthases，iNOS）的活性及其基因表達(dá)的影響，結(jié)果顯示，金釵石斛生物堿治療組和正常對照組、陽性對照組的NO水平及iNOS的活性均顯著低于模型組，金釵石斛生物堿可降低iNOS基因的表達(dá)。提示金釵石斛生物堿能有效降低iNOS基因的表達(dá)，對糖尿病性白內(nèi)障具有較好的治療作用。

魏氏等[16]采用溶劑提取法分離提取金釵石斛總生物堿和粗多糖，研究其對體外培養(yǎng)條件下H2O2誘導(dǎo)的Wistar大鼠晶狀體氧化損傷及白內(nèi)障形成的影響，發(fā)現(xiàn)石斛總生物堿組、粗多糖組晶狀體水溶性蛋白、GSH含量及T-SOD活性均顯著升高，同時MDA活性降低；其中總生物堿高劑量組晶狀體水溶性蛋白含量顯著高于陽性對照組水平，其MDA活性則顯著低于陽性對照組。提示金釵石斛總生物堿和粗多糖在體外均具有一定的抗白內(nèi)障的效應(yīng)，而總生物堿的效果優(yōu)于粗多糖。

馬氏等[17]將H2O2與傳代培養(yǎng)的人晶狀體上皮細(xì)胞（HLEC）共同孵育，復(fù)制氧化損傷模型，同時加入不同極性（脂溶性、水溶性、低極性、弱極性）的金釵石斛生物堿，檢測其對HLEC的增殖與凋亡的影響。結(jié)果顯示，H2O2組HLEC增殖下降，金釵石斛脂溶性生物堿和高劑量水溶性生物堿可促進(jìn)氧化損傷狀態(tài)下HLEC的增殖，其中脂溶性生物堿可顯著增強氧化損傷狀態(tài)下的HLEC的增殖。此外，脂溶性生物堿可以明顯抑制H2O2誘導(dǎo)的HLEC凋亡。結(jié)果提示，金釵石斛脂溶性生物堿可通過抗氧化損傷而促進(jìn)HLEC的增殖、抑制HLEC的凋亡。

3 鼓槌石斛

鼓槌石斛作為蘭科植物石斛的基源之一，首次收錄于2010版《中國藥典》，又名金弓石斛、粗紅草，主要含有芐類、菲類、芴酮類等化合物，其藥理學(xué)效應(yīng)包括抗腫瘤、抗HIV、免疫調(diào)節(jié)、心血管系統(tǒng)調(diào)節(jié)效應(yīng)、抗白內(nèi)障、胃腸系統(tǒng)作用、抗氧化及抗誘變等[18]。鼓槌石斛多糖具有抗氧化和抗高血糖的活性[19]，乙醇提取物及毛蘭素對糖尿病視網(wǎng)膜病變具有一定治療效應(yīng)，石斛酚具有一定的抗糖尿病性白內(nèi)障的效應(yīng)。

龔氏等[20]采用STZ誘導(dǎo)的小鼠糖尿病模型，觀察鼓槌石斛 乙 醇 提 取 物 （ethanol extract of Dendrobium chrysotoxum Lindl，EEDC）對視網(wǎng)膜病變的作用及機制。研究發(fā)現(xiàn)EEDC可降低STZ誘導(dǎo)的糖尿病小鼠視網(wǎng)膜VEGF受體VEGFR1和VEGFR2的基因表達(dá)，下調(diào)視網(wǎng)膜基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）2/9的mRNA表達(dá)水平，并降低STZ糖尿病小鼠血清VEGF、MMP2/9、堿性成纖維細(xì)胞生長因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）、 血 小 板 源 生 長 因 子（platelet-derived growth factor，PDGF）A/B、胰島素樣生長因子-1 （insulin-like growth factor-1，IGF-1）、IL-1β 及 IL-6 的水平，此外，EEDC還降低p65的磷酸化和細(xì)胞間黏附因子-1（in-tercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）的表達(dá)。研究顯示EEDC可在糖尿病視網(wǎng)膜病變進(jìn)程中減緩視網(wǎng)膜新生血管的形成，并通過抑制NF-κB途徑減輕視網(wǎng)膜的炎癥反應(yīng)。

余氏等[21]研究發(fā)現(xiàn)，EEDC不同劑量均能夠明顯減輕STZ誘導(dǎo)的糖尿病小鼠視網(wǎng)膜血管新生的程度，機制研究結(jié)果表明，EEDC能降低STZ糖尿病小鼠視網(wǎng)膜低氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α），VEGF 及其受體 VEGFR1和VEGFR2的基因表達(dá)，并降低STZ糖尿病小鼠玻璃體和血清中VEGF的含量。結(jié)果提示，EEDC具有改善糖尿病性視網(wǎng)膜病變的藥效活性，其機制可能為抑制視網(wǎng)膜VEGF通路相關(guān)基因的表達(dá)，并降低玻璃體和血清中VEGF水平，進(jìn)而抑制糖尿病視網(wǎng)膜病變進(jìn)程中的視網(wǎng)膜血管新生。余氏等[22]還在觀察EEDC對STZ誘導(dǎo)糖尿病小鼠非增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變的改善作用及機制實驗中發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，模型組小鼠視網(wǎng)膜組織伊文思藍(lán)滲漏量明顯增加，EEDC能夠減少視網(wǎng)膜組織伊文思藍(lán)滲透量，EEDC能夠顯著降低模型小鼠視網(wǎng)膜IL-1β、IL-6、TNF-α及早期生長反應(yīng)因子（early growth response factor-1， Egr-1）、組織因子（tissue factor， TF）、纖溶酶原激活物抑制劑（serpin E1）等基因的表達(dá)，EEDC能夠顯著下調(diào)模型小鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α及凝血/纖溶相關(guān)基因TF、serpin E1的水平。結(jié)果提示，EEDC具有抗STZ小鼠非增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變的作用，其機制可能為通過抑制非增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變小鼠視網(wǎng)膜和血清中炎性因子 IL-1β、IL-6、TNF-α 及 TF、serpin E1 的基因表達(dá)，緩解血視網(wǎng)膜屏障的破壞，從而發(fā)揮改善非增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變的作用。

此外，余氏等[23]觀察了鼓槌石斛中的毛蘭素抗糖尿病視網(wǎng)膜新血管生成的效應(yīng)及機制。結(jié)果顯示，毛蘭素可抑制高糖誘導(dǎo)的脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞RF/6A的管形成和遷移。在RF/6A細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞BV-2細(xì)胞中，毛蘭素可抑制高糖誘導(dǎo)的VEGF表達(dá)，抑制缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）核轉(zhuǎn)位以及ERK1/2的激活。此外，在RF/6A細(xì)胞中，毛蘭素可抑制VEGF誘導(dǎo)的新生血管生成、抑制VEGF誘導(dǎo)的VEGFR2的活化，以及其受體下游cRaf-MEK1/2-ERK1/2和PI3K-AKT信號通路的活性。除此之外，毛蘭素能減少STZ糖尿病小鼠和氧誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜病變小鼠的視網(wǎng)膜血管增加，抑制VEGF表達(dá)和小膠質(zhì)細(xì)胞活化。因此認(rèn)為毛蘭素可通過抑制脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞中ERK1/2介導(dǎo)的HIF-1α表達(dá)，抑制脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞中VEGF誘導(dǎo)的VEGFR2的活化及其下游信號傳導(dǎo)，消除高糖誘導(dǎo)的VEGF表達(dá)，抑制視網(wǎng)膜新血管的生成。

吳氏等[24]用鼓槌石斛的提取物石斛酚作用于葡萄糖誘導(dǎo)的人晶狀體上皮細(xì)胞系HLEC，基因表達(dá)分析結(jié)果顯示石斛酚可以抑制HLEC中醛糖還原酶（aldose reductase，AR）的基因表達(dá)，紫外可見光譜初步表明AR基因和石斛酚之間的相互作用可以遵循groove模式，結(jié)合常數(shù)為1.85×103L/mol。原子力顯微鏡數(shù)據(jù)表明，石斛酚可能插入AR基因雙螺旋的堿基對，表面增強拉曼光譜研究進(jìn)一步支持了這些觀察結(jié)果。上述研究結(jié)果提示，鼓槌石斛石斛酚直接抑制AR基因的表達(dá)，是其抗糖尿病性白內(nèi)障的可能機制之一。

4 流蘇石斛（馬鞭石斛）

2010年之前，歷版《中國藥典》中未曾出現(xiàn)流蘇石斛的名字，直至2010版，馬鞭石斛的拉丁來源修改為流蘇石斛。其化學(xué)成分主要有菲類、聯(lián)芐類、大黃素型蒽醌類、香豆素類等，但尚未分離得到生物堿類及芴酮類等有效成分。藥理作用主要體現(xiàn)在抗腫瘤活性及抗氧化活性方面[25]。目前尚未見與眼科疾病相關(guān)的研究報道。

5 展望

綜上所述，有關(guān)石斛在眼科疾病治療的實驗研究主要集中于與糖尿病有關(guān)的白內(nèi)障和視網(wǎng)膜并發(fā)癥方面，多項研究提示了石斛具有抗糖尿病性白內(nèi)障及視網(wǎng)膜并發(fā)癥的藥理學(xué)效應(yīng)。值得關(guān)注的是，近年來多項機制研究提示在微血管病變之前，已出現(xiàn)視網(wǎng)膜神經(jīng)元如光感受器細(xì)胞的相關(guān)病理改變，提出視網(wǎng)膜神經(jīng)血管單元（neurovascular unit，NVU）在糖尿病視網(wǎng)膜病變發(fā)生發(fā)展中的重要意義[26]。目前來源于不同種類石斛的多種有效組分在糖尿病視網(wǎng)膜病變過程中實驗研究多基于視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞保護(hù)、抗新血管生成及抗炎等效應(yīng)，對糖尿病視網(wǎng)膜病變病理形成過程中基于相關(guān)視網(wǎng)膜神經(jīng)元病理生理改變的研究尚未見報道。不同石斛有效組分的組合針對糖尿病視網(wǎng)膜病的復(fù)雜發(fā)生機制是否具有更好的協(xié)同干預(yù)效應(yīng)亦值得進(jìn)一步研究。此外，基于機理的石斛有效成分藥理學(xué)效應(yīng)的研究仍存在一定的空間。例如，有研究提示[27-28]金釵石斛生物總堿及多糖均能夠拮抗外源性內(nèi)毒素脂多糖引起的炎癥反應(yīng)，減少炎性因子的生成，其作用與抑制大鼠大腦皮層小膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞的激活及其炎癥因子的釋放密切相關(guān)。鑒于炎癥反應(yīng)在糖尿病視網(wǎng)膜病變進(jìn)程中重要意義，金釵石斛生物總堿及多糖應(yīng)用于糖尿病視網(wǎng)膜病變的可能性也值得關(guān)注。