中藥防治視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷的研究進展

曹玲英，游志鵬，范慧敏

(南昌大學a.研究生院醫(yī)學部2016級；b.第二附屬醫(yī)院眼科；c.研究生院醫(yī)學部2017級,南昌 330006))

視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷是一種特別復雜的病理生理過程，是由流向組織的血流受阻和隨后的血流恢復引起的氧化應激和下游細胞毒性炎癥效應，是臨床上主要的致盲性眼病共有的病理生理過程。視網(wǎng)膜缺血導致組織損傷疾病包括急性閉角型青光眼、視網(wǎng)膜血管阻塞、糖尿病性視網(wǎng)膜病變等[1]，目前對于其病理機制，人們了解甚少，有研究[2]表明其發(fā)病機制多與氧自由基損害、基因調(diào)控、細胞凋亡、鈣超載、炎癥反應的介入、平衡鈣離子穩(wěn)態(tài)、一氧化氮的調(diào)控等因素密切相關(guān)。本文將中藥對缺血再灌注損傷作用的研究進展作一綜述，以期對臨床診治各種眼科疾病引起的視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷提供理論基礎(chǔ)。

1 自由基損害

氧化應激與缺血性視網(wǎng)膜病變中的神經(jīng)細胞的死亡休戚相關(guān)，它可引起多種途徑，如炎癥、增殖和細胞凋亡[3]，缺血再灌注時,由于體內(nèi)的抗氧化防御系統(tǒng)失調(diào),如抗氧化酶活性降低及抗氧化劑的耗竭等導致自由基大量產(chǎn)生[4]，HE等[5]研究表明，Nrf2/HO-1抗氧化途徑激活可抵消視網(wǎng)膜缺血導致的損害。枸杞多糖預處理不僅減少活性氧(ROS)的生成，也提高了Nrf2/HO-1抗氧化途徑的激活I(lǐng)/R視網(wǎng)膜。蘿卜硫素(SF)，可以從十字花科蔬菜如西蘭花中獲得,可以在各組織的氧化應激反應中起到保護作用，蘿卜硫素對缺血再灌注損傷視網(wǎng)膜的保護作用,可能是由于在某種程度上Nrf2/HO-1抗氧化途徑的激活[6]。有相關(guān)研究[7]表明，七葉樹科植物天師栗干燥成熟的果實挲羅子含有β-七葉皂甙鈉，其結(jié)構(gòu)中含有7個羥基,羥基基團對自由基產(chǎn)生捕獲占有作用,羥基能降低脂質(zhì)過氧化發(fā)生的程度,因此其抗氧自由基作用較強。游志鵬等[8]研究表明，在缺血再灌注模型中單核細胞趨化因子(MCP-1)表達增加，β-七葉皂甙鈉治療組中MCP-1表達減少，β-七葉皂甙鈉對視網(wǎng)膜保護機制與下調(diào)視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷中MCP-1的表達有關(guān)。有研究[9-10]顯示，川芎嗪已被證實能清除活性氧,克制血小板聚集,使血管擴張、血液黏稠度降低,改善微循環(huán)，增加冠狀動脈和腦血流量。川芎嗪是通過下調(diào)HIF-1α和血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)mRNA的表達從而改善神經(jīng)與血管的復蘇,阻止視網(wǎng)膜新生血管，保護視網(wǎng)膜星形膠質(zhì)細胞，預防神經(jīng)元細胞死亡。酚類、黃酮類(約20余種)、萜類等是銀杏葉提取物的有效成分,擁有對抗氧化應激、清除各種自由基、改善血液供應和減輕缺血再灌注損傷等神經(jīng)保護作用[11]。

2 細胞凋亡及基因調(diào)控

細胞凋亡是許多疾病的病理結(jié)局，這是一種程序性的細胞死亡形式,可引起形態(tài)學和生物化學的改變,可導致細胞死亡[12]。在視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷后，細胞凋亡信號通路被激活[13]。包滿節(jié)等[14]實驗研究表明，蒙藥珍寶丸治療組能夠減輕視網(wǎng)膜水腫,抑制細胞凋亡。HIF-1是一種特別重要的反應基因編碼，HIF-1和VEGF在視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜新生血管(NV)的形成中起關(guān)鍵作用，兩者均被VEGF拮抗劑強烈抑制[15]。賈茜鈺等[16]研究發(fā)現(xiàn)，黃芪治療組視網(wǎng)膜中VEGF與HIF-1α的表達減少,缺血再灌注損傷組中VEGF與HIF-1α的表達率均升高,其機制是HIF-1α可能通過上調(diào)VEGF的蛋白表達,共同參與了缺血再灌注損傷的過程，中藥黃芪對視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷引起的損傷有保護作用。白藜蘆醇的食物來源包括葡萄、藍莓、覆盆子和桑葚等，人們對白藜蘆醇的興趣始于高濃度紅酒保護心血管健康的“法蘭西悖論”[17]。羅紅豆等[18]的研究表明，白藜蘆醇通過抑制Bax-Caspase-3依賴性凋亡途徑從而抑制視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷模型下視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞的死亡。丹參處理組相比對照組，缺血再灌注損傷所致的視網(wǎng)膜水腫減輕,通過上調(diào)凋亡抑制基因Bcl-2，防止了神經(jīng)節(jié)細胞的凋亡[19]。正常發(fā)育的神經(jīng)細胞凋亡有兩種不同的調(diào)控機制，一種是經(jīng)典的Caspase通路，另一種涉及細胞周期蛋白[20]細胞從G1期進入S期時的關(guān)鍵因子——細胞周期素D1(cyclin D1)和細胞周期素依賴性激酶4(CDK4)。有研究[20-21]發(fā)現(xiàn)，cyclin D1和CDK4表達在缺血再灌注損傷模型中明顯增加，且其表達1～2 d達到高峰，缺血后2～3 d出現(xiàn)凋亡高峰。應用CDK抑制劑可以抑制腦缺血后的神經(jīng)元凋亡[22]。蒺藜總皂苷降低了視網(wǎng)膜缺血再灌注后神經(jīng)元凋亡率,cyclin D1、CDK4蛋白表達降低,其機制是通過蒺藜總皂苷對cyclin D1和CDK4的調(diào)控作用[23]。紅花注射液通過上調(diào)Bcl-2蛋白與下調(diào)Bax蛋白的表達,抑制神經(jīng)細胞的凋亡從而防止視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷[24]。survivin又稱生存素,是蛋白質(zhì)凋亡家族抑制劑的成員，具有抑制細胞凋亡和促進細胞分裂的作用[25]。楊丹等[26]研究表明，復方五花血藤能減輕缺血再灌注引起的細胞水腫，對視網(wǎng)膜起保護作用，通過激活抗細胞凋亡因子survivin抑制凋亡。

3 炎癥反應的介入

視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷后血流動力學可發(fā)生改變,血管內(nèi)皮細胞活化產(chǎn)生自由基和一氧化氮(NO),刺激中性粒細胞釋放炎性介質(zhì)和炎性反應蛋白,從而加劇遲發(fā)神經(jīng)元損傷發(fā)生炎性反應[27]。去水淫羊藿素(ICT)是某種干燥葉和莖的水提取物，包括箭葉淫羊藿、朝鮮淫羊藿、巫山淫羊藿等，呂昊琴[28]研究顯示ICT實驗組中抗炎細胞因子白細胞介素(IL)-10蛋白表達水平升高，其機制是通過上調(diào)抗炎細胞因子IL-10蛋白表達水平，抑制炎癥反應，從而對視網(wǎng)膜損傷起保護作用。炎癥因子IL-23、IL-17參與視網(wǎng)膜缺血再灌注的病理過程,與視網(wǎng)膜損傷呈正相關(guān)[29]。姜黃素能夠降低缺血再灌注損傷中IL-23和IL-17的表達,從而減低視網(wǎng)膜炎癥反應的損傷，保護視網(wǎng)膜組織結(jié)構(gòu)，且與黃芪的濃度呈正相關(guān)[30]。蛇床子素預處理組視網(wǎng)膜厚度增加，促炎癥細胞因子IL-6減少，其機制是通過減少氧化應激和炎癥反應而減輕缺血引起的損傷[31]。

4 對NO的調(diào)控

NO是視網(wǎng)膜缺血后產(chǎn)生的一種重要自由基，它由一組已知一氧化氮合酶(NOS)的同工酶合成，存在于神經(jīng)元和內(nèi)皮細胞中的組成型NOS有兩種形式分別為nNOS和eNOS，可被刺激激活誘導形式的NOS(iNOS)。NO作為信使分子，在眼通路中負責介導房水動力學、血管舒張、視網(wǎng)膜神經(jīng)傳遞和光轉(zhuǎn)導[32]。因此，抑制NO產(chǎn)生可改善缺血再灌注損傷[33]。李常勝等[34]研究表明，在傳統(tǒng)的蒙藥額爾敦·烏日勒處理組降低視網(wǎng)膜中MDA含量,升高SOD活性，能減輕視網(wǎng)膜組織結(jié)構(gòu)損傷，對缺血再灌注損傷具有保護作用。刺五加注射液預處理組谷氨酸產(chǎn)生減少,如此就對抗谷氨酸產(chǎn)生NO,從而對視網(wǎng)膜損傷產(chǎn)生保護作用[35]。復脈飲預處理缺血大鼠后,缺血大鼠血清SOD水平升高而NO水平降低,從而保護了視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)[36]，原花青素可通過增加視網(wǎng)膜SOD活性、抑制視網(wǎng)膜中NOS表達、減少MDA含量，從而減少了大鼠視網(wǎng)膜缺血再灌注的損害作用[37]。拳參正丁醇提取物屬系蓼科植物，有研究[38]發(fā)現(xiàn)其可能通過增加具有保護作用的eNOS活性和T-NOS,降低具有損傷作用的iNOS的活性,導致NO含量升高,抗氧化能力和擴血管功能增強，從而保護視網(wǎng)膜功能?；钛ńj(luò)利水合劑可通過減少NO含量、增加視網(wǎng)膜SOD含量,減輕視網(wǎng)膜氧化應激損傷,緩解組織水腫從而對缺血再灌注引起的視網(wǎng)膜損傷起保護作用[39]。

5 平衡Ca2+穩(wěn)態(tài)

在缺血發(fā)作期間過度激發(fā)離子型谷氨酸受體導致視網(wǎng)膜神經(jīng)元的長期去極化，從而導致電壓門控Ca2+通道的打開并導致神經(jīng)元Ca2+超負荷，長期Ca2+超載激活視網(wǎng)膜神經(jīng)元中的凋亡機制[40]。相關(guān)研究[41]證實黃芪可以平衡Ca2+穩(wěn)態(tài),減少nNOS的激活,使NO的生成減少,調(diào)節(jié)脂質(zhì)過氧化反應，張然等[42]研究表明生姜提取物組大鼠視網(wǎng)膜SOD活性顯著增強，MDA、NO含量顯著減少，能減輕視網(wǎng)膜超微結(jié)構(gòu)的損傷。張遠平等[43]研究表明燈盞花素對缺血再灌注損傷起保護作用,燈盞花素在缺血再灌注損傷是通過減少細胞內(nèi)Ca2+超載、增強抗氧化能力和清除自由基的機制起作用的。

6 展望

很多眼病的發(fā)展都包含視網(wǎng)膜缺血再灌注這一病理過程，并且其結(jié)局會對視力造成不可逆的損害，而中藥如枸杞多糖[44]和丹參提取物[45]對視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷的神經(jīng)節(jié)細胞有保護作用。未來應該著重于中藥在各種作用通路中的應用研究，以期找到中藥在缺血再灌注模型中的新靶點。中藥提取物治療缺血再灌注損傷的研究還處在持續(xù)探索階段，值得人們?yōu)榇死^續(xù)努力。