中藥單體治療白內(nèi)障的研究進展

衛(wèi)怡穎 馬博威 李海龍 宋旭東 周紅剛

(1南開大學(xué)藥學(xué)院，天津 300350；2天津國際生物醫(yī)藥聯(lián)合研究院；3首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院同仁眼科中心)

白內(nèi)障是導(dǎo)致失明和視力障礙的主要原因，隨著人口老齡化，我國白內(nèi)障發(fā)病人數(shù)逐年增多，嚴重影響人們的生活質(zhì)量。白內(nèi)障是常見的眼部疾病之一，主要表現(xiàn)為視物模糊，多種因素都能導(dǎo)致白內(nèi)障，其中氧化應(yīng)激損傷被認為是白內(nèi)障形成的主要原因。它可以改變晶狀體細胞膜的通透性，引起細胞內(nèi)外離子平衡失調(diào)，這又進一步加重晶狀體的氧化程度，使晶狀體蛋白及脂類氧化，導(dǎo)致晶狀體混濁。目前，手術(shù)治療是公認的唯一確切有效治療白內(nèi)障的手段，白內(nèi)障的藥物治療在國內(nèi)外均處于探索研究階段〔1〕。當前針對白內(nèi)障的中藥治療越來越多，其中中藥單體發(fā)揮了重要作用。中藥在我國歷史悠久、價廉易得、副作用少，適合長期服用，越來越廣泛的應(yīng)用于治療各種慢性疾病。本文從中藥單體對白內(nèi)障治療的作用機制、療效等多方面綜合概述中藥單體對白內(nèi)障的作用。

1 白內(nèi)障與氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激是指氧化物質(zhì)與抗氧化物質(zhì)作用失衡，造成核酸、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)及碳水化合物過氧化，從而激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑和轉(zhuǎn)錄因子，導(dǎo)致慢性炎癥和組織功能障礙〔2〕。氧化應(yīng)激與炎癥在白內(nèi)障的發(fā)生和發(fā)展中起關(guān)鍵作用，當眼睛暴露在光線下，線粒體及光感受器的新陳代謝率高，因此特別容易受到氧化應(yīng)激的影響，使活性氧(ROS)的產(chǎn)生和中和之間不平衡，導(dǎo)致細胞成分氧化〔3〕。在正常眼球中，完整的玻璃凝膠通?？赏ㄟ^防止玻璃體液大量流動來幫助維持晶狀體周圍的低氧水平，玻璃凝膠的變性或破壞將使更多的氧氣輸送到晶狀體，晶狀體暴露于高氧環(huán)境中將引起核性白內(nèi)障〔4〕。當處于低氧環(huán)境中的正常晶狀體受到刺激時，會導(dǎo)致超氧化物陰離子、羥基自由基和過氧化氫(H2O2)等活性化合物增加，從而損傷晶狀體，導(dǎo)致晶狀體核酸、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)變性，引起突變和細胞凋亡〔5〕。有研究表明自由基可靶向作用于晶狀體中的多肽類物質(zhì)、α-晶狀體蛋白及分子伴侶等，從而導(dǎo)致白內(nèi)障〔6〕。

晶狀體蛋白可以保護細胞免受應(yīng)激誘導(dǎo)的細胞凋亡，調(diào)節(jié)細胞生長并增強基因組穩(wěn)定性〔7〕。α-晶狀體蛋白是脊椎動物晶狀體的主要結(jié)構(gòu)蛋白，可以抑制大多數(shù)酶引起的熱聚集和沉淀，并幫助未折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，α-晶狀體蛋白多肽能抑制晶狀體上皮細胞(LEC)凋亡和晶狀體混濁〔8〕。晶狀體中含有多種抗氧化劑，如谷胱甘肽(GSH)主要存在于晶狀體的上皮層，其可以保持蛋白質(zhì)硫醇處于還原狀態(tài)，通過防止形成高分子量的結(jié)晶蛋白聚集體來幫助保持晶狀體透明性，抗壞血酸(AsA)可以防止脂質(zhì)過氧化和巰基的減少〔4〕。

2 中藥單體對白內(nèi)障的治療作用

2.1黃酮及異黃酮類

2.1.1橙皮苷/橙皮素 橙皮苷及其糖苷配基橙皮素是來自蕓香科柑橘屬植物果實的兩種黃酮類化合物，具有抗氧化和抗炎等多種生物學(xué)活性〔9〕。研究表明，橙皮素對于亞硒酸鹽誘導(dǎo)的白內(nèi)障具有保護作用。Nakazawa等〔10,11〕發(fā)現(xiàn)橙皮素可以緩解亞硒酸鈉誘導(dǎo)的白內(nèi)障大鼠晶狀體中晶狀體絲蛋白的降解及GSH和AsA濃度的降低，并且橙皮素可以預(yù)防晶狀體蛋白分子伴侶活性和α-晶狀體蛋白水溶性的降低。Karimi等〔12〕的研究表明橙皮苷可以減少輻射引起的晶狀體中丙二醛(MDA)水平的升高及GSH的降低，從而在晶狀體中發(fā)揮抗氧化性能，緩解輻射引起的白內(nèi)障。

2.1.2柚皮素 柚皮素是柚皮甙的甙元，屬二氫黃酮類化合物，具有抗菌、抗炎、清除自由基、抗氧化等作用?？诜制に乜蓽p少1型糖尿病大鼠晶狀體的氧化應(yīng)激標志物及緩解糖性白內(nèi)障晶狀體可溶性蛋白的減少〔13〕。Akintunde等〔14〕的研究表明柚皮苷通過增加一氧化氮(NO)水平、抑制醛糖還原酶活性、細胞凋亡和炎癥促進眼部健康。

2.1.3蘆丁 蘆丁又稱為蕓香甙，是廣泛存在于植物中的類黃酮化合物。周艷峰〔15〕的研究表明，蘆丁可以抑制H2O2誘導(dǎo)的人LEC(HLEC)ROS的產(chǎn)生和脂質(zhì)過氧化及細胞凋亡，并呈現(xiàn)劑量依賴性。蘆丁通過核因子(NF)-κB和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路參與調(diào)節(jié)過程。Lu等〔16〕發(fā)現(xiàn)給予蘆丁后，高血糖大鼠晶狀體中的GSH含量升高，MDA含量下降，白內(nèi)障有所緩解。Zhou等〔17〕的研究發(fā)現(xiàn)蘆丁預(yù)處理可保護HLEC免受H2O2誘導(dǎo)的細胞活力降低和凋亡的影響，蘆丁通過阻止H2O2誘導(dǎo)的NF-кB/p65的激活和易位來緩解LEC的氧化應(yīng)激。

2.1.4槲皮素 槲皮素是一種廣泛分布于植物中的多羥基黃酮類化合物，具有多種生物活性及較高的藥用價值〔18〕。Lu等〔16〕發(fā)現(xiàn)槲皮素通過提高糖性白內(nèi)障大鼠晶狀體中GSH含量、減少MDA含量來抑制脂質(zhì)過氧化，從而緩解了白內(nèi)障。劉鵑等〔19〕的研究表明槲皮素可減輕鏈脲佐菌素引起的大鼠晶狀體渾濁程度及LEC的凋亡。Du等〔20〕發(fā)現(xiàn)鏈脲佐菌素引起的大鼠白內(nèi)障經(jīng)槲皮素治療后，晶狀體氧化應(yīng)激減輕，并抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)換(EMT)。槲皮素通過抑制轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β2/磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)的活化，增強抗氧化能力，從而有效改善高糖誘導(dǎo)的HLEC(SRA01/04)的EMT。

2.1.5木犀草素 木犀草素是廣泛存在于金銀花、白毛夏枯及胡蘿卜等植物中的一類黃酮類化合物，具有抗菌、抗氧化、抗炎、免疫調(diào)節(jié)、降血壓等作用〔21〕。Sreelakshmi等〔22〕發(fā)現(xiàn)與亞硒酸鈉誘導(dǎo)的SD大鼠白內(nèi)障組相比，木犀草素治療組的抗氧化酶活性增加，ROS水平降低，半胱氨酸蛋白酶(Caspase)-3活性降低，從而降低了晶狀體的氧化損傷，達到治療白內(nèi)障的目的。Chen等〔23〕用鏈脲佐菌素來誘導(dǎo)糖尿病大鼠，發(fā)現(xiàn)經(jīng)木犀草素治療后，大鼠晶狀體中GSH和GSH過氧化物酶(GPx)活性升高，MDA水平降低，同時，木犀草素還抑制糖尿病引起的晶狀體中白介素(IL)-1β、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、NF-κB mRNA和蛋白表達的升高。表明木犀草素可以通過抑制炎癥介質(zhì)和氧化應(yīng)激水平，成為白內(nèi)障的有效保護候選物。

2.1.6葛根素 葛根素是中藥葛根的主要有效成分，具有降血糖、降血脂、抗氧化等多種藥理活性。Zhang等〔24〕發(fā)現(xiàn)葛根素治療降低了晶狀體氧化應(yīng)激，恢復(fù)了MDA、GSH和 GPx的水平。此外，葛根素給藥降低了視網(wǎng)膜VEGF和IL-1β的表達水平，并增加了核因子E2相關(guān)因子(Nrf)2和血紅素加氧酶(HO)-1的mRNA表達水平，從而抑制了氧化應(yīng)激。結(jié)果表明，葛根素具有降血糖作用，并且通過降低Nrf2/HO-1信號通路的氧化應(yīng)激，預(yù)防糖尿病大鼠白內(nèi)障的發(fā)展。張劍等〔25〕的研究表明葛根素可通過改善胰島素抵抗狀態(tài)及降低p53的表達來抑制LCE凋亡，從而發(fā)揮延緩糖尿病性白內(nèi)障進程的作用。

2.1.7表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG) EGCG是綠茶中含有的類黃酮化合物。Chaudhury等〔26〕發(fā)現(xiàn)EGCG對人γB-晶狀蛋白聚集具有抑制作用，從而降低氧化應(yīng)激，緩解白內(nèi)障。Ergen等〔27〕發(fā)現(xiàn)EGCG可以降低硒性白內(nèi)障大鼠晶狀體MDA含量和總氧化劑狀態(tài)，提高GSH和總抗氧化劑(TAS)狀態(tài)。Chaudhury等〔28〕發(fā)現(xiàn)EGCG可防止H2O2存在時白內(nèi)障人晶狀體γ-晶狀體蛋白中的色氨酸氧化。

2.2多酚類

2.2.1白藜蘆醇 白藜蘆醇是一種植物抗毒素，屬于多酚類化合物，具有抗炎、抗氧化等作用。Higashi等〔29〕用鏈脲佐菌素和D-葡萄糖誘導(dǎo)糖尿病性白內(nèi)障，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇抑制了晶狀體中蛋白質(zhì)羰基的增加，表明白藜蘆醇通過減弱對晶狀體蛋白的氧化損傷來延遲糖尿病性白內(nèi)障的進展。Doganay等〔30〕證明白藜蘆醇通過降低大鼠晶狀體和紅細胞中GSH和MDA濃度，對亞硒酸誘導(dǎo)的白內(nèi)障有一定治療作用。Zheng等〔31〕研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇可消除H2O2誘導(dǎo)的LEC形態(tài)的改變，促進細胞增殖，并可以激活沉默調(diào)節(jié)蛋白(SIRT)1，通過抑制p53途徑保護LEC免受氧化應(yīng)激，從而抑制白內(nèi)障的形成。

2.2.2姜黃素 姜黃素是從姜黃根莖中提取出的多酚類化合物，具有多種生物活性。包秀麗等〔32〕發(fā)現(xiàn)姜黃素可以抑制Wnt/β-連環(huán)蛋白信號通路活化，下調(diào)細胞周期蛋白(Cyclin)D1的表達，從而抑制HLEC增殖，減輕EMT的發(fā)生。Manikandan等〔33〕發(fā)現(xiàn)姜黃素通過抑制非酶性抗氧化劑的消耗來抑制硒誘導(dǎo)的大鼠晶狀體中的氧化應(yīng)激并延遲白內(nèi)障的形成。Cao等〔34〕的研究表明姜黃素提高白內(nèi)障大鼠晶狀體中H2O2酶(CAT)，超氧化物歧化酶(SOD)和GPx的活性，減少Caspase-3和環(huán)氧化酶(Cox)-2的表達，并且姜黃素可以提高細胞活力，減少細胞凋亡。

2.3天然類胡蘿卜素類

2.3.1葉黃素/玉米黃質(zhì) 葉黃素是一種廣泛存在于植物中的類胡蘿卜素，玉米黃質(zhì)又稱玉米黃素，是葉黃素的同分異構(gòu)體。Bodoki等〔35〕的研究表明葉黃素通過保護眼睛免受光氧化應(yīng)激而減少白內(nèi)障的發(fā)展。Padmanabha等〔36〕用亞硒酸鈉誘導(dǎo)Wistar大鼠白內(nèi)障，發(fā)現(xiàn)葉黃素能降低白內(nèi)障晶狀體中水不溶性與水溶性蛋白的比例，通過調(diào)節(jié)白內(nèi)障晶狀體氧化應(yīng)激和炎癥來緩解白內(nèi)障。Barker等〔37〕和Bian等〔38〕發(fā)現(xiàn)葉黃素能夠濾除紫外線和藍光，清除自由基，可能減少光引發(fā)的晶狀體的氧化損傷，從而起到保護晶狀體、預(yù)防白內(nèi)障的作用。

2.3.2藏紅花素 藏紅花素是藏紅花的主要成分，具有抗炎、抗氧化等作用。Bahmani等〔39〕的研究表明藏紅花素能有效維持動物晶狀體中TAS、GSH水平和CAT活性，同時藏紅花素還能抑制α-晶狀體蛋白糖基化和聚集。Makri等〔40〕發(fā)現(xiàn)藏紅花提取物能通過增強SOD，GPx，及CAT等抗氧化劑水平來降低MDA，保護巰基并抑制晶狀體蛋白水解來防止Wistar大鼠中亞硒酸鹽引起的白內(nèi)障形成。

2.4植物多糖類

2.4.1山茱萸多糖 山茱萸多糖是從植物山茱萸中分離出的一種多糖組分，李娟等〔41〕的研究表明山茱萸多糖可能通過調(diào)節(jié)SIRT1的表達，從而調(diào)節(jié)下游基因p53和叉頭框轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子(FOX)O1的表達，最終抑制或延緩LEC的凋亡，減緩白內(nèi)障的進展。Wang等〔42〕發(fā)現(xiàn)山茱萸多糖可以提高SOD、GSH水平，清除自由基，有效抑制鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠的氧化應(yīng)激損傷。

2.4.2枸杞多糖 枸杞多糖是枸杞的主要活性成分，具有神經(jīng)保護，抗衰老和抗氧化作用〔43〕。劉求紅等〔44〕發(fā)現(xiàn)枸杞多糖可能通過提高晶狀體的抗氧化作用和促進LEC熱休克蛋白(HSP)27表達，來降低糖尿病性白內(nèi)障大鼠晶狀體混濁度及改善體重降低和高血糖的情況。錢月慧等〔45〕的研究表明枸杞多糖提前治療SD大鼠糖尿病性白內(nèi)障病可以延緩白內(nèi)障的發(fā)展。

2.5其他

2.5.1羊毛甾醇 羊毛甾醇又名異膽固醇，是一種重要的甾醇類化合物，具有廣泛的藥理作用〔46〕。Zhao等〔47〕的研究表明羊毛甾醇可以降低晶狀體內(nèi)蛋白質(zhì)的聚集，從而降低白內(nèi)障的嚴重程度。Nagai等〔48〕通過珠磨法設(shè)計了包含羊毛甾醇納米顆粒的玻璃體內(nèi)注射劑型，發(fā)現(xiàn)包含羊毛甾醇納米顆粒可以修復(fù)晶狀體結(jié)構(gòu)的輕微塌陷，并緩解晶狀體的混濁程度。Kang等〔49〕的研究表明羊毛甾醇通過與疏水性二聚化界面結(jié)合而破壞人γD-晶狀體蛋白的聚集。

2.5.2咖啡因 咖啡因是來源于咖啡、茶等植物中的一種黃嘌呤生物堿化合物。Kaczmarczyk-Sedlak等〔50〕發(fā)現(xiàn)咖啡因的施用可使糖性白內(nèi)障大鼠晶狀體MDA和高級氧化蛋白產(chǎn)物(AOPP)濃度降低，同時可提高GSH濃度。Yoon等〔51〕表明咖啡因?qū)ψ贤饩€及高糖誘導(dǎo)的白內(nèi)障動物模型均具有抗氧化損傷的保護作用，可以提高GSH含量及防止細胞凋亡。

2.5.3花青素 花青素是廣泛存在于植物中的天然色素。張華等〔52〕發(fā)現(xiàn)葡萄籽原花青素能降低LEC ROS水平，并可以通過抑制磷酸化p38，磷酸化c-Jun氨基末端激酶(JNK)蛋白表達阻斷MAPK細胞信號傳導(dǎo)通路，從而減輕氧化損傷，起到對HLEC的保護作用。周婉祎等〔53〕的研究表明花青素能提高LEC內(nèi)SOD、GSH、GPx及α-晶狀體蛋白含量，減少細胞內(nèi)MDA、ROS及Ca2+含量，保護細胞免受H2O2誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，并能抑制TGF-β2誘導(dǎo)的EMT，對白內(nèi)障起到預(yù)防和治療作用。

2.5.4迷迭香酸 迷迭香酸是從迷迭香中分離得到的一種酚酸類化合物，是一種天然抗氧化劑。Chemerovski-Glikman等〔54〕的研究表明迷迭香酸能減少人晶狀體白內(nèi)障的微粒大小并分解其淀粉樣蛋白從而延緩白內(nèi)障形成。Tsai等〔55〕發(fā)現(xiàn)迷迭香酸可以降低硒性白內(nèi)障大鼠晶狀體鈣，脂質(zhì)過氧化物和炎癥因子，還顯著提高了抗氧化酶活性及晶狀體絲蛋白，鈣蛋白酶(CAPN)2，Nrf2，SOD，HO-1和醌氧化還原酶(NQO)1蛋白質(zhì)表達，從而通過提高抗氧化能力緩解白內(nèi)障的發(fā)生。

2.5.5異補骨脂素 異補骨脂素是補骨脂中的有效單體，馮春燕等〔56～58〕、黃秀榕等〔59〕及祁明信等〔60〕的一系列研究發(fā)現(xiàn)異補骨脂素能夠增強抗氧化能力，提高HLEC內(nèi)抗氧化酶SOD、GPx及CAT的活性，并減輕HLEC氧化損傷，對H2O2誘導(dǎo)氧化損傷的HLEC及HLEC線粒體超微結(jié)構(gòu)發(fā)揮保護作用，并推測其抗HLEC氧化損傷作用可能是通過下調(diào)NF-κB表達實現(xiàn)的。

綜上，晶狀體內(nèi)的氧化應(yīng)激是引起白內(nèi)障發(fā)病的關(guān)鍵因素。在臨床上白內(nèi)障的治療主要是手術(shù)治療，但是我們需要尋找有效藥來預(yù)防和治療白內(nèi)障及用于白內(nèi)障的術(shù)后恢復(fù)。中藥是我國特有的醫(yī)藥資源，許多中藥都對白內(nèi)障具有一定的療效，但是在治療中發(fā)揮作用的大多都是中藥單體。這些中藥單體能通過調(diào)節(jié)細胞分泌的炎性因子及調(diào)控細胞間的信號傳導(dǎo)通路來緩解白內(nèi)障嚴重程度。目前大多數(shù)中藥單體在抗炎和抗氧化的研究還處于初級階段，研究其發(fā)揮作用的具體機制對進一步闡明中藥單體如何發(fā)揮藥理作用是非常重要的，同時也為白內(nèi)障的治療提供新的方法。