明目-11及其活性成分治療糖尿病性黃斑水腫的研究進(jìn)展

冉琳琳，蘇日古嘎，陳文林，曉 琴

0引言

糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy，DR)，是高血糖導(dǎo)致眼底視網(wǎng)膜神經(jīng)微血管病變的最常見(jiàn)并發(fā)癥。我國(guó)糖尿病發(fā)病率為12.8%[1]，病程5a以下的2型糖尿病患者糖尿病性黃斑水腫(diabetic retinal macular edema，DME)的患病率為2.8%[2]，病程10a以上的DME患病率可達(dá)25%[3]。根據(jù)DR嚴(yán)重程度可分為非增生型(non-proliferative diabetic retinopathy, NPDR)和增生型(proliferative diabetic retinopathy, PDR)。在DR進(jìn)展的任何階段均可以有DME的發(fā)生，隨著DR的逐步進(jìn)展，黃斑水腫亦會(huì)隨之逐漸加重，但DME的嚴(yán)重程度并不總是與DR的分期完全平行[4]，在PDR患者中更為常見(jiàn)。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)DME的主要治療方式有激光、玻璃體腔注射抗血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、地塞米松緩釋劑及玻璃體切割手術(shù)。其中，抗VEGF是首選治療方式，盡管對(duì)治療DME取得了較好的效果，但需要多次玻璃體腔內(nèi)注藥，增加多種并發(fā)癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，且患者存在無(wú)應(yīng)答、復(fù)發(fā)等現(xiàn)象。因此，在一定程度上延緩DR的進(jìn)展，減少DME的發(fā)生，提高患者視力是亟需解決的問(wèn)題。蒙藥是我國(guó)民族醫(yī)學(xué)的重要組成部分，其精髓也是圍繞整體觀念對(duì)疾病進(jìn)行辨證論治。根據(jù)文獻(xiàn)研究和前期臨床應(yīng)用證明明目-11有效改善DME患者視功能，延緩病情進(jìn)展，本文對(duì)明目-11及其活性成分治療DME的研究進(jìn)展進(jìn)行評(píng)述。

1 DME的發(fā)病機(jī)制簡(jiǎn)述

DME是DR的一種臨床表現(xiàn)，特征是滲出液在黃斑區(qū)積聚，其發(fā)生與發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜的、多因素參與的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。持續(xù)的高血糖狀態(tài)對(duì)DME的發(fā)生有著重要作用。高血糖狀態(tài)下血流動(dòng)力學(xué)改變，引起視網(wǎng)膜缺氧誘導(dǎo)氧化應(yīng)激與炎癥反應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致VEGF的產(chǎn)生，各種細(xì)胞炎性因子的釋放，使血管通透性增加，細(xì)胞發(fā)生凋亡，血-視網(wǎng)膜屏障(blood retinal barrier, BRB)遭到破壞，視網(wǎng)膜內(nèi)核層與外叢狀層之間液體積聚，黃斑區(qū)視網(wǎng)膜腫脹或增厚，引起DME，造成患者中心視力顯著降低[5]。

DME的發(fā)展包含了以下機(jī)制。神經(jīng)損傷機(jī)制：視網(wǎng)膜神經(jīng)損傷早于視網(wǎng)膜微血管病變，視網(wǎng)膜神經(jīng)元損傷為神經(jīng)元退行性病變的主要表現(xiàn)。在糖尿病早期受到高血糖狀態(tài)下氧化應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng)，糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)堆積，引起周細(xì)胞發(fā)生凋亡、視網(wǎng)膜神經(jīng)元損傷、膠質(zhì)細(xì)胞的功能和結(jié)構(gòu)的異常變化[6-8]、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子水平表達(dá)下降，影響視功能。血管損傷機(jī)制：主要是周細(xì)胞丟失使微血管損傷出現(xiàn)微動(dòng)脈瘤、棉絮斑、出血增多、靜脈異常以及視網(wǎng)膜內(nèi)微血管異常。以神經(jīng)血管單元(neurovascular unit, NVU)為研究對(duì)象[9]，神經(jīng)血管單元耦連體包括神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞、免疫細(xì)胞、血管細(xì)胞、基底膜以及細(xì)胞外基質(zhì)[10-11]。高血糖持續(xù)狀態(tài)下會(huì)引起視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞、視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、視網(wǎng)膜毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞的損傷[12]。VEGF及白細(xì)胞介素6(interlukin-6,IL-6)、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、單細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1, MCP-1)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)[13]等多種炎癥因子參與炎癥反應(yīng)。高糖誘導(dǎo)了一些分子生物學(xué)反應(yīng)，主要包括蛋白激酶C(PKC)的激活、多元醇路徑、晚期AGEs積累、氨基己糖胺途徑的激活，活性氧生成增強(qiáng)[14-15]導(dǎo)致的氧化應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng)。

2明目-11及其活性成分對(duì)DME的作用研究

明目-11出自《醫(yī)法海鑒》[16]，由金色訶子218g、姜黃286g、牛黃59g、藏紅花59g、朱砂50g、丁香17g、手參76g、滑石76g、赭石(制)117g、熊膽34g、硇砂8g配伍組成的水丸。功能清肝熱、去翳、明目，治療昏矇、目赤、翳障等眼疾。本方性涼，為眼底疾病的常用方劑。方中是以解毒、調(diào)理體素的金色訶子為主，以解毒、防腐的姜黃為輔，配合牛黃、藏紅花用于涼血、清肝熱，朱砂、熊膽以明目，手參以滋補(bǔ)，滑石、丁香以解毒,赭石、硇砂以去翳。合用具有明目、解毒、清肝熱、去翳、滋補(bǔ)的功能，對(duì)改善早期DR視網(wǎng)膜毛細(xì)血管高通透性、改善視力、抑制氧化應(yīng)激、加快病變組織吸收有良好的作用。

依據(jù)明目-11該組方的藥物及劑量，由內(nèi)蒙古民族大學(xué)附屬醫(yī)院制劑中心按照《內(nèi)蒙古蒙藥制劑規(guī)范》[17]加工制成水丸，應(yīng)用于臨床，對(duì)藥物過(guò)敏及嚴(yán)重肝腎功能不全的患者禁用。魯占軍等[18]依據(jù)我國(guó)糖尿病視網(wǎng)膜病變臨床診療指南(2014年)選取I期DR患者120例，隨機(jī)分為蒙藥組和對(duì)照組各60例。蒙藥組加用明目-11(15粒，口服，2次/日)，對(duì)照組加用羥苯磺酸鈣(0.5g，口服，3次/日)用藥3mo。觀察多焦視網(wǎng)膜電圖(mfERG)的P1波和N1波的振幅密度、潛伏期以及眼底微動(dòng)脈瘤和出血點(diǎn)數(shù)量等情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：蒙藥組P1波與N1波振幅密度改善優(yōu)于對(duì)照組，證實(shí)明目-11及其活性成分可以有效改善視網(wǎng)膜功能損傷,減少微動(dòng)脈瘤及出血點(diǎn),提高黃斑區(qū)視功能，可作為早期DR的臨床用藥。在明目-11與眼底激光聯(lián)合應(yīng)用治療重度NPDR的臨床報(bào)道中[19]，治療組的患者口服明目-11(15粒，2次/日，6wk)聯(lián)合激光治療，對(duì)照組患者單純給予激光治療，觀察治療前后的最佳矯正視力(BCVA)、視網(wǎng)膜滲出、出血等指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：患者最佳矯正視力(BCVA)、出血及滲出面積優(yōu)于單純激光治療組，對(duì)治療DR有效。

明目-11組方中的藏紅花、訶子、姜黃等活性成分可以改善DR和DME的視網(wǎng)膜功能[20]。前期研究已證實(shí)明目-11聯(lián)合抗VEGF可以有效抑制新生血管的形成、保護(hù)視功能、提高視力。在DME的發(fā)生機(jī)制中VEGF是重要的調(diào)節(jié)因子，其組方中的藏花醛、藏紅花酸、姜黃素、沒(méi)食子酸、鞣花酸、山奈酚、香草醛等活性成分與抑制VEGF相關(guān)，具有抑制細(xì)胞增生、降低血黏度、改善毛細(xì)血管通透性、促進(jìn)滲出吸收的作用[21]。以下從明目-11的有效活性成分對(duì)視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)、抗炎作用、抗氧化應(yīng)激等方面闡述其作用機(jī)制。

2.1神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)藏紅花對(duì)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞凋亡和視神經(jīng)纖維的變性有抑制作用[22]，可以使脈絡(luò)膜及視網(wǎng)膜血液供應(yīng)量增加，有利于促進(jìn)視網(wǎng)膜功能的恢復(fù)。藏花醛是藏紅花中的一種萜類化合物可調(diào)控PI3K/Akt、NF-κB等信號(hào)通路[23]。Fang等[24]發(fā)現(xiàn)，通過(guò)靶向IRS-1的小干擾RNA轉(zhuǎn)染改變了miR-126對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的誘導(dǎo)作用，提示miR-126可能通過(guò)抑制IRS-1的表達(dá)來(lái)抑制DR的血管生成，該研究還發(fā)現(xiàn)miR-126可以影響IRS-1的表達(dá)，從而下調(diào)PI3K/Akt通路蛋白的表達(dá)，并抑制細(xì)胞侵襲與存活。DR大鼠視網(wǎng)膜組織中miR-21和PI3K/Akt/VEGF相關(guān)基因表達(dá)增加，張力蛋白(PTEN)表達(dá)降低，miR-21可通過(guò)抑制張力蛋白的表達(dá)使PI3K/Akt/VEGF信號(hào)通路被激活，促進(jìn)DR模型大鼠的視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞的存活和血管生成[25]。在神經(jīng)細(xì)胞損傷中，谷氨酸發(fā)揮著一定的作用。谷氨酸是一種激動(dòng)興奮性的神經(jīng)遞質(zhì)，一般狀態(tài)下在神經(jīng)元內(nèi)部之間完成信息傳輸。高血糖狀態(tài)下細(xì)胞外的谷氨酸產(chǎn)生了累積，使N-甲基-D天冬氨酸受體的表達(dá)增加，進(jìn)而神經(jīng)元去極化和Ca離子超載，啟動(dòng)了Caspase依賴和非依賴凋亡反應(yīng)，最后引起神經(jīng)細(xì)胞的凋亡[26]。藏紅花素通過(guò)調(diào)控谷氨酸鹽誘導(dǎo)的鈣離子內(nèi)流，能夠增加線粒體的膜電位，Caspase-3與Caspase-9的水平顯著下降，抑制視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(retinal ganglion cells，RGCs)凋亡，對(duì)RGCs有保護(hù)作用[27]。藏紅花苷可以影響大鼠腦組織中Caspase-3、Bax、CHOP和GRP78蛋白的表達(dá)，降低神經(jīng)元應(yīng)激反應(yīng)、神經(jīng)細(xì)胞凋亡[28]，減少神經(jīng)元自噬，改善神經(jīng)功能[29]。藏紅花苷通過(guò)PI3K/Akt的信號(hào)通路阻斷小膠質(zhì)細(xì)胞過(guò)度活化，減少RGCs的凋亡，從氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)方面發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[30]。藏紅花酸可以降低視網(wǎng)膜缺血/再灌注損傷，減少RGCs層及內(nèi)核層細(xì)胞的凋亡[31]，調(diào)控PKC基因和蛋白表達(dá)，發(fā)揮保護(hù)糖尿病大鼠的視網(wǎng)膜神經(jīng)上皮的作用，抑制視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞的凋亡[32]。

姜黃的有效成分姜黃素能抑制高糖誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡，其機(jī)制與Bcl-2表達(dá)增加、下調(diào)Bax表達(dá)進(jìn)而抑制NF-κB信號(hào)通路有關(guān)[33]。此外，姜黃素可通過(guò)PI3K/Akt信號(hào)通路激活細(xì)胞自噬，降低神經(jīng)細(xì)胞凋亡，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[34]。

訶子內(nèi)含有大量神經(jīng)保護(hù)的活性成分。其中，沒(méi)食子酸的二聚衍生物鞣花酸通過(guò)影響神經(jīng)組織中超氧化物歧化酶、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、總氧化狀態(tài)(TOS)、氧化應(yīng)激指標(biāo)(OSI)和一氧化氮(NO)水平，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[35]。鞣花酸通過(guò)激活星形膠質(zhì)細(xì)胞中Nrf2信號(hào)通路對(duì)神經(jīng)元發(fā)揮保護(hù)作用[36]。

山奈酚通過(guò)細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶和血管抑制素-1(VASH1)信號(hào)通路，影響RGCs活力、Caspase-3活性和ROS水平，保護(hù)RGCs免受高糖損傷[37]。香草醛通過(guò)信號(hào)通路抑制膠質(zhì)細(xì)胞過(guò)度活化引發(fā)的炎性反應(yīng)發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[38]。

2.2抗炎作用炎癥反應(yīng)在DME的發(fā)生與進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。其中，IL-6、IL-1β、TNF-α、MCP-1等炎癥因子扮演重要角色[39]。

藏紅花及其活性組分[40]可降低IL-1β、IL-6、TNF-α等致炎性因子的表達(dá)，提高抗炎因子水平，在人體不同疾病狀況下發(fā)揮抗炎功能，減少炎性反應(yīng)的發(fā)生，提高機(jī)體抵抗力。通過(guò)研究藏花醛對(duì)高脂飲食致2型糖尿病大鼠血糖的血糖水平、炎癥損傷以及糖尿病腎病大鼠模型抗炎的影響，表明藏花醛能夠明顯降低炎癥因子IL-1β、IL-6、TNF-α在血清中的濃度[41]，具有抗炎作用，可以用作臨床糖尿病及其并發(fā)癥的治療。藏紅花素通過(guò)抑制Caspase-1和IL-1β表達(dá)保護(hù)視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷小鼠RGCs[42]。姜黃素可抑制IL-1β激活核因子κB(NF-κB)信號(hào)通路刺激細(xì)胞中COX-2的表達(dá)途徑，抑制炎性因子的表達(dá)[43]，通過(guò)抗炎作用減緩DR的進(jìn)展。沒(méi)食子酸能降低TNF-α水平[44]，抑制促細(xì)胞炎性因子腫瘤壞死因子、IL-6和IL-1的分泌[45]。鞣花酸亦可以降低IL-1β、IL-6、TNF-α、NF-κB水平，發(fā)揮抗炎作用[46]。

在高血糖條件下，山奈酚通過(guò)下調(diào)PI3K的表達(dá)抑制Src-Akt1-Erk1/2信號(hào)通路的激活，影響視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌VEGF，抗新生血管生成[47]。此外，山奈酚可通過(guò)上調(diào)胰島素樣生長(zhǎng)因子1(IGF-1)表達(dá)，下調(diào)VEGF、細(xì)胞黏附分子的表達(dá)，使血管活性相關(guān)因子重新維持在相對(duì)平衡的狀態(tài)，從而抑制視網(wǎng)膜病理性新生血管生成[48]。

香草醛通過(guò)抑制HMGB1的表達(dá)發(fā)揮抗炎作用[37]。HMGB1是非組蛋白DNA結(jié)合蛋白，也是一種促炎細(xì)胞因子，通常定位于細(xì)胞核，在多種因素刺激下進(jìn)入細(xì)胞與受體或晚期糖基化終產(chǎn)物受體結(jié)合，促進(jìn)各種促炎細(xì)胞因子(如IL-1和TNF-α)的分泌。

2.3抗氧化作用糖尿病及其并發(fā)癥的出現(xiàn)和機(jī)體的抗氧化反應(yīng)能力密切相關(guān)，體內(nèi)自由基濃度升高、脂質(zhì)過(guò)氧化可導(dǎo)致糖尿病動(dòng)物神經(jīng)細(xì)胞和血管組織的DNA和蛋白質(zhì)受到影響[49]。

藏花醛可抑制谷氨酸誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生大量自由基[50]，降低活性氧(ROS)的累積，起到細(xì)胞保護(hù)效果，清除自由基ROS、不飽和脂肪酸，明顯降低丙二醛(MDA)水平和NO水平，通過(guò)提高谷胱甘肽、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)、抗氧化酶的水平以及巰基含量，發(fā)揮抗氧化效應(yīng)[51]。藏花醛提高PI3K/Akt/GSK3β的蛋白表達(dá)，通過(guò)調(diào)控PI3K/Akt/GSK3β信號(hào)通路抑制細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激的發(fā)生[52]。藏紅花素可以有效控制細(xì)胞內(nèi)活性氧水平、影響細(xì)胞凋亡的信號(hào)分子Bcl-2及Bax的表達(dá)，改善視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)細(xì)胞內(nèi)的氧化反應(yīng)狀況，減少RPE細(xì)胞凋亡的發(fā)生[53]。

DR的氧化應(yīng)激反應(yīng)與PI3K/Akt/GSK3β/Nrf2通路的激活有關(guān)[54]。訶子中鞣花酸可以通過(guò)Nrf2通路發(fā)揮抗氧化作用[36]。核因子紅系-2相關(guān)因子2(Nrf2)是細(xì)胞內(nèi)源性的抗氧化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子，通過(guò)刺激抗氧化基因的表達(dá)，減輕細(xì)胞氧化損傷[55]。糖原合成酶激酶3β(GSK3β)通過(guò)介導(dǎo)細(xì)胞凋亡、血管新生等多種效應(yīng)參與視網(wǎng)膜疾病的發(fā)生發(fā)展[49]。GSK3β與RGCs的突觸變性有關(guān)，通過(guò)干預(yù)調(diào)節(jié)GSK3β激活Nrf2可以減少視網(wǎng)膜氧化應(yīng)激導(dǎo)致的RGCs的損傷與凋亡[56]。Nrf2/HO-1通路是細(xì)胞進(jìn)行抗氧化應(yīng)激的重要途徑，Nrf2該轉(zhuǎn)錄因子干預(yù)其下游血紅素加氧酶-1(HO-1)等抗氧化酶的功能表達(dá)[23]。

沒(méi)食子酸與鞣花酸均可通過(guò)與自由基的高親和力清除自由基，發(fā)揮抗氧化作用。在一定濃度范圍內(nèi)沒(méi)食子酸對(duì)自由基的清除作用與維生素C相當(dāng)，降低砷誘導(dǎo)的大鼠器官組織中的丙二醛(MDA)、NO的含量，提高GSH-Px和超氧化物歧化酶(SOD)的活性[57-58]。

姜黃素通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)源性體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)，在細(xì)胞氧化應(yīng)激中發(fā)揮著重要的作用。姜黃素可降低D-半乳糖所致大鼠體內(nèi)的氧化反應(yīng)，上調(diào)Nrf2蛋白和調(diào)節(jié)產(chǎn)物HO-1蛋白的表達(dá)[59]，可下調(diào)miR-125b使ROS生成減低，提高細(xì)胞抗氧化能力避免高糖誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷[60]。體外研究實(shí)驗(yàn)證實(shí)山奈酚對(duì)NO、過(guò)氧化氫(H2O2)、DPPH等自由基具有清除的作用[61]。

香草醛抑制細(xì)胞活力下降和凋亡誘導(dǎo)，減輕細(xì)胞中丙二醛水平和活性氧產(chǎn)生所顯示的細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化，降低抗氧化酶超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性水平[62]，發(fā)揮抗氧化作用。

明目-11在臨床應(yīng)用及試驗(yàn)研究中已證實(shí)具有保護(hù)視網(wǎng)膜神經(jīng)血管損傷、促進(jìn)眼底滲出吸收、改善患者視力的作用。明目-11的多種活性成分參與DME發(fā)生的多條通路，本文主要選取上述幾種較為明顯的活性成分從神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)、炎性反應(yīng)、氧化應(yīng)激等方面進(jìn)行概述，對(duì)其活性成分參與DME的作用機(jī)制及相關(guān)通路歸納總結(jié)見(jiàn)表1。

表1 明目-11活性成分對(duì)糖尿病性黃斑水腫的作用機(jī)制與信號(hào)通路

3小結(jié)與展望

DR是糖尿病患者眼部常見(jiàn)并發(fā)癥，是勞動(dòng)年齡群體視力喪失的主要原因?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療DR存在一定的局限性。明目-11及其活性成分對(duì)DR具有神經(jīng)保護(hù)、抗炎、抗氧化等作用，可以有效延緩DR的進(jìn)展，治療DME。因此，深入研究蒙藥組方制劑對(duì)DR病變中的機(jī)制，開(kāi)辟一種新的臨床治療方法以便早期預(yù)防或延緩DR的進(jìn)展、保護(hù)DR患者視力，讓更多患者脫離低視力范疇，降低DR帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和致盲率，改善患者生活質(zhì)量，對(duì)推進(jìn)防盲、致盲工作的進(jìn)展具有重要意義。所以，對(duì)明目-11及其活性成分的研究以及臨床應(yīng)用應(yīng)繼續(xù)作為一個(gè)重點(diǎn)研究方向。