金釵石斛治療糖尿病及其相關病變的實驗研究進展

秦 瑜，陳 瑜，李春霞

1.上海中醫(yī)藥大學附屬上海市中西醫(yī)結合醫(yī)院眼科（上海 200082）；2.上海中醫(yī)藥大學附屬岳陽中西醫(yī)結合醫(yī)院眼科（上海 200437）；3.上海市中醫(yī)藥研究院中西醫(yī)結合臨床研究所（上海 200437）

金釵石斛（Dendrobium nobile Lindl.）因其形似古代婦女頭上的飾物——金釵而得名，為古代本草中最早能確定的石斛品種，是藥用石斛主流品種之一，在《神農(nóng)本草經(jīng)》中被列為上品，同時也是歷版《中華人民共和國藥典》都明確收載的石斛品種。因其特殊的生存環(huán)境和卓越的滋補功效，素有“千金草”之稱。金釵石斛味甘、微咸、微寒，無毒，歸胃、腎經(jīng)，具有益胃生津、滋陰清熱、定志除驚等功效，主要用于治療陰傷津虧、口干煩渴、食少干嘔、病后虛熱、目暗不明病證等［1-2］。現(xiàn)代藥理研究［3］表明，金釵石斛的主要成分包括生物堿類、糖苷類、菲類和聯(lián)芐類等，其中石斛堿是其特征性成分。金釵石斛具有降血糖、抗氧化、降血脂、抗炎、抗細胞凋亡、抑制腫瘤、調節(jié)免疫、改善腦缺血、保護神經(jīng)細胞等活性［4-11］。臨床上，金釵石斛常用于治療糖尿病、高脂血癥、心腦血管疾病、惡性腫瘤等。

據(jù)統(tǒng)計，我國約有1.14億糖尿病患者，約占全球糖尿病患者的27%，已成為世界上糖尿病患者最多的國家［12］。近年來我國成人糖尿病患病率顯著上升，已達到11.9%，且發(fā)病日趨年輕化；糖尿病可以導致全身微循環(huán)病變，累及心、肝、腎、眼、神經(jīng)系統(tǒng)等，是我國導致腎衰竭、心腦血管意外、失明、截肢的主要病因，疾病負擔沉重［13］。

糖尿病屬于中醫(yī)“消渴”的范疇。消渴是以多飲、多食、多尿、身體消瘦為特征的一種疾病。消渴之名，首見于《黃帝內(nèi)經(jīng)》。中醫(yī)認為，該病的病機特征是陰虛燥熱，以陰虛為本，以燥熱為標，且兩者互為因果。金釵石斛具有滋陰生津清熱之功效，適用于該病。因此，本文將對金釵石斛在糖尿病及其相關病變（并發(fā)癥）治療中的研究進展進行總結歸納。

1 金釵石斛對血糖及胰島功能的影響

蔡偉等［14］采用小鼠腹腔注射鏈脲霉素（140 mg·kg-1）造模，研究不同灌胃劑量金釵石斛水提物（0.25 g·kg-1、0.5 g·kg-1、0.75 g·kg-1）對正常小鼠和糖尿病小鼠血糖值、體質量的影響，結果發(fā)現(xiàn)3種不同劑量的金釵石斛水提物均對鏈脲霉素高血糖小鼠有明確的降血糖作用，其中高劑量組對正常小鼠血糖值沒有影響，不同劑量的水提物對模型小鼠和正常小鼠的體質量均沒有顯著影響。

黃琦等［15］觀察金釵石斛總生物堿（DNLA）不同劑量（40 mg·kg-1、80 mg·kg-1、160 mg·kg-1）及二甲雙胍（100 mg·kg-1）對腹腔注射四氧嘧啶（175 mg·kg-1）所致糖尿病大鼠空腹血糖及胰腺組織形態(tài)學變化的影響，發(fā)現(xiàn)與模型組比較，觀察組可明顯降低大鼠血糖水平，且胰島數(shù)量較多、體積較大，島內(nèi)細胞數(shù)較多，結果表明DNLA可降低四氧嘧啶所致糖尿病大鼠血糖水平，其機制與DNLA對胰島的保護作用有關。

糖尿病的發(fā)病機制是胰島功能異常導致的血糖升高，繼而導致全身微循環(huán)障礙，引發(fā)各類并發(fā)癥。因此，保護胰島功能、控制血糖對治療糖尿病及其相關疾病意義重大。金釵石斛具有降低高血糖的作用，但對正常血糖沒有影響。此外，金釵石斛的主要活性成分——DNLA對胰島細胞具有保護作用，這種保護作用可能與DNLA介導的改善線粒體氧化應激和線粒體功能障礙有關，從而對抗細胞氧化應激，保護細胞［5］。

2 金釵石斛對糖尿病腎病的影響

劉慶春［16］觀察金釵石斛對糖尿病大鼠腎組織蛋白激酶C（PKC）和轉化生長因子-β1（TGF-β1）表達的影響，結果顯示與糖尿病組相比，金釵石斛干預組（相當于生藥10 g·kg-1·d-1灌胃8周）大鼠的空腹血糖、血清尿素氮和肌酐、腎指數(shù)均明顯降低，免疫組化法顯示腎臟PKC和TGF-β1蛋白表達均下調，這提示金釵石斛對糖尿病大鼠的腎臟有明顯的保護作用，其機制可能與減少腎組織中PKC和TGF-β1的表達有關。

金徽等［17］觀察金釵石斛對糖尿病大鼠腎組織中糖基化終產(chǎn)物（AGE）表達的干預作用，結果顯示金釵石斛干預后（石斛水煎劑10 mL·kg-1·d-1灌胃12周）糖尿病大鼠血糖明顯下降，并且24 h尿蛋白、血尿素氮、24 h肌酐清除率明顯減少，肌酐清除率升高，腎質量與體質量比亦較模型組明顯降低，腎臟病理結果提示腎臟病理改變較輕，血液中AGE的含量較糖尿病模型組低，腎皮質中糖基化終產(chǎn)物受體（RAGE）蛋白、RAGE mRNA的表達也有明顯下調；上述說明金釵石斛可降低糖尿病模型大鼠血糖，降低腎小球濾過率，改善腎臟功能，減輕腎臟病理改變，同時降低血清中AGE以及腎組織RAGE mRNA和蛋白表達水平，對腎臟有保護作用。

金徽等［18］還觀察了金釵石斛水提物（5 mL·kg-1、10 mL·kg-1，每日灌胃，共給藥12周）對糖尿病大鼠腎組織核轉錄因子-κB（NF-κB）、白介素-6（IL-6）表達的影響，結果顯示與糖尿病組比較，金釵石斛低濃度組和高濃度組大鼠血糖、尿素氮、24 h尿蛋白明顯降低，肌酐清除率明顯增加，NF-κB、IL-6蛋白表達水平與IL-6 mRNA水平明顯降低，其中高濃度組的變化相較于低濃度組更顯著；上述說明金釵石斛能抑制糖尿病大鼠腎組織中NF-κB的活化，進而降低IL-6的表達，對糖尿病大鼠腎臟起到保護作用。

劉園園等［19］觀察了金釵石斛水煎劑（相當于金釵石斛生藥5 g·kg-1·d-1、10 g·kg-1·d-1、20 g·kg-1·d-1灌胃12周）對糖尿病大鼠腎臟過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARγ）表達的影響，發(fā)現(xiàn)金釵石斛高劑量組與羅格列酮組（2 mg·kg-1·d-1羅格列酮）的胱抑素C（CysC）、尿素氮和尿中β2微球蛋白（β2-MG）含量差異均無統(tǒng)計學意義（P<0.05），通過RT-PCR和Western blot法檢測糖尿病大鼠腎皮質中PPARγ mRNA和蛋白表達發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，金釵石斛中劑量組、高劑量組和羅格列酮組大鼠腎皮質中PPARγ表達量增高，其表達量與金釵石斛濃度呈正相關，其中高劑量組與羅格列酮組間差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；以上結果說明，金釵石斛能夠改善糖尿病大鼠腎功能，可以使糖尿病模型大鼠腎臟中PPARγ表達量升高，其作用與羅格列酮相似。

劉園園等［20］還觀察金釵石斛水煎劑（相當于金釵石斛生藥5 g·kg-1·d-1、10 g·kg-1·d-1、20 g·kg-1·d-1灌胃12周）對糖尿病腎病大鼠腎皮質誘導型一氧化氮合酶（iNOS）表達的影響，通過RT-PCR及Western blot法檢測發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，羅格列酮組（2 mg·kg-1·d-1灌胃）和金釵石斛高劑量組可以上調糖尿病腎病大鼠腎臟中iNOS及其蛋白表達，兩組組間差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；結果提示，金釵石斛干預后腎臟中iNOS表達升高，其腎功能及病理超微結構都得到改善，其機制可能是由于金釵石斛抗氧化作用使AGEs及抗氧化自由基生成減少，減弱自由基等物質對一氧化氮（NO）合成的影響，使NO產(chǎn)生增加，從而發(fā)揮其對腎臟的保護作用。

糖尿病腎病是糖尿病最常見、最嚴重的慢性并發(fā)癥之一。在糖尿病腎病的發(fā)展過程中，發(fā)現(xiàn)了3種主要的細胞內(nèi)代謝異常途徑：①多元醇和PKC途徑的激活；②晚期AGE的形成；③腎小球濾過過度引起的腎小球內(nèi)高血壓。在這3條主要途徑的上游，高血糖是糖尿病腎病進展的主要驅動力。在這3種途徑的下游，微炎癥和隨后的細胞外基質擴張是糖尿病腎病進展的共同途徑。近年來，研究者［21］認為炎癥通路在糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用，實驗觀察到的金釵石斛對腎功能的保護可能與該藥對這些通路中的靶點作用有關。

3 金釵石斛對糖尿病心臟病變的影響

劉瑩瑩等［22］研究金釵石斛多糖對2型糖尿病大鼠心肌組織B淋巴細胞瘤-2基因（Bcl-2）、B淋巴細胞瘤-xl基因（Bcl-xl）、Bcl-2相關X蛋白（Bax）和Bcl-2促凋亡（Bad）蛋白表達的影響，發(fā)現(xiàn)金釵石斛多糖3個劑量治療組（100 mg·kg-1·d-1、200 mg·kg-1·d-1、400 mg·kg-1·d-1灌胃8周）和貝那普利組（1 mg·kg-1·d-1灌胃8周）大鼠一般情況較模型組明顯好轉，金釵石斛多糖3個劑量治療組和貝那普利組可以明顯升高大鼠左室收縮壓和左室內(nèi)壓最大變化速率，降低左室舒張末壓，其中金釵石斛多糖中劑量組和貝那普利組療效基本一致，病理學檢測可見金釵石斛多糖3個劑量治療組和貝那普利組對改善受損的心肌具有明顯的促進作用，RT-PCR和Western blot法檢測可見金釵石斛多糖和貝那普利可以明顯升高Bcl-2和Bcl-xl表達，降低Bax和Bad蛋白表達；結果提示，金釵石斛多糖對糖尿病大鼠心肌細胞的組織結構和功能具有保護作用。

劉瑩瑩等［23］又觀察了金釵石斛多糖對2型糖尿病大鼠心肌組織中受體相互作用蛋白（RIP）表達的影響，發(fā)現(xiàn)金釵石斛多糖干預后的心肌細胞排列明顯好轉，特別是高劑量組更為明顯，金釵石斛多糖低、中、高劑量3個干預組（100 mg·kg-1·d-1、200 mg·kg-1·d-1、400 mg·kg-1·d-1灌胃8周）和貝那普利治療組（1 mg·kg-1·d-1灌胃8周）相較于模型組血糖、肌酸激酶、肌酸激酶同工酶、乳酸脫氫酶、IL-6、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和胰島素抵抗指數(shù)均明顯降低，胰島素含量則明顯升高，而貝那普利治療組變化趨勢基本介于金釵石斛多糖低劑量組和中劑量組之間，此外金釵石斛多糖和貝那普利均可以降低RIP3表達；結果提示金釵石斛多糖能夠改善糖尿病大鼠心肌損傷狀態(tài)，同時改善心功能，這可能與其可以降低心臟組織中RIP3蛋白表達，同時降低炎癥反應有關。

劉瑩瑩等［24］還觀察金釵石斛多糖（100 mg·kg-1·d-1、200 mg·kg-1·d-1、400 mg·kg-1·d-1灌胃8周）對2型糖尿病大鼠心肌組織中基質金屬蛋白酶（MMP）-1和MMP-9表達的影響，發(fā)現(xiàn)金釵石斛多糖中劑量組和高劑量組及貝那普利組（1 mg·kg-1·d-1灌胃8周）心肌損傷均較模型組有明顯減輕，其血糖、胰島素抵抗指數(shù)、天冬氨酸轉氨酶、α-羥丁酸、肌鈣蛋白、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽（GSH）、總抗氧化能力、丙二醛（MDA）和胰島素含量指標均有明顯改善，特別是氧化和抗氧化能力指標SOD、GSH、MDA和總抗氧化能力改善最為明顯，并且與模型組相比，金釵石斛多糖組和貝那普利組MMP-1和MMP-9表達水平明顯升高，而金釵石斛多糖中、高劑量組明顯高于貝那普利組；結果提示，金釵石斛多糖可以明顯改善2型糖尿病大鼠受損的心肌細胞，同時改善心功能，其效果優(yōu)于目前臨床中使用的心肌保護藥物貝那普利，并具有明顯的劑量依賴性，這可能與金釵石斛多糖可以提高大鼠抗氧化能力，增加心臟組織中MMP-1和MMP-9的表達有關。

糖尿病心臟病變的一個顯著特征是心肌肥大。Bugger等［25］研究表明，糖尿病與心肌肥大（左心室質量和壁厚增加）之間存在獨立的關聯(lián)，同時伴有收縮和舒張功能受損，并且糖尿病的心肌肥大與血糖控制相關，與血壓無關。其病理機制為：①增加的脂肪酸氧化和脂肪毒性可能促進線粒體功能障礙；②線粒體功能障礙和內(nèi)質網(wǎng)應激可能增加細胞凋亡；③氧化應激、增加的AGE信號和炎癥可能促進促纖維化基因的表達增加或促進細胞凋亡。上述動物實驗表明，金釵石斛多糖作為金釵石斛中含量最多的有效成分，能抗細胞凋亡、抗炎、抗纖維化，這些治療作用與糖尿病心臟病變機制契合，最終能有效保護心肌細胞，改善心功能。

4 金釵石斛對糖尿病肝臟病變的影響

劉慶春［26］觀察金釵石斛（10 g/kg灌胃6周）對糖尿病大鼠肝臟TNF-α表達的影響，發(fā)現(xiàn)金釵石斛干預組血清丙氨酸轉氨酶、天冬氨酸轉氨酶水平顯著降低，肝臟指數(shù)下降，肝組織中TNF-α的含量和表達均下降，提示金釵石斛能夠減輕糖尿病大鼠的肝臟損傷，其機制可能與下調促炎因子TNF-α的表達有關。

劉慶春［27］又觀察了金釵石斛（10 g·kg-1·d-1灌胃8周）對糖尿病大鼠肝組織NF-κB表達的影響，發(fā)現(xiàn)與模型組相比，金釵石斛組大鼠病理損傷減輕，肝臟NF-κB的含量和蛋白表達分別下降，提示金釵石斛可能通過抑制NF-κB的表達，保護糖尿病大鼠的肝臟。

劉慶春［28］還觀察了金釵石斛對糖尿病大鼠肝組織胰島素受體基因（InsR）表達的影響，發(fā)現(xiàn)與糖尿病組相比，金釵石斛組（10 g·kg-1·d-1灌胃8周）大鼠的空腹血糖、血清總膽固醇和三酰甘油水平降低，而肝臟InsR mRNA表達和蛋白表達上調，提示金釵石斛對糖尿病大鼠肝臟有一定的保護作用，能夠改善糖尿病大鼠的胰島素抵抗，其機制可能與上調大鼠肝細胞InsR mRNA的表達有關。

糖尿病性肝損害又稱為糖尿病性肝病，包括以肝細胞內(nèi)脂質的過度累積為特征的非酒精性脂肪性肝病，病變過程中炎癥因子大量產(chǎn)生，發(fā)展成為非酒精性脂肪性肝炎，進而出現(xiàn)肝纖維化，甚至肝硬化，最終出現(xiàn)肝功能衰竭［29］。糖尿病性肝病的主要表現(xiàn)為糖代謝紊亂和脂代謝異常。糖尿病合并脂肪肝是糖尿病肝損傷的主要發(fā)病機制［30］。此外，肝臟病變引起的胰島素敏感性降低及糖脂代謝異常反過來也可導致或加快糖尿病的進展［31］。因此，降糖、降脂成為治療的主要原則。金釵石斛可以通過抑制炎癥反應、改善胰島素抵抗、降糖、降脂來保護肝細胞。

5 金釵石斛對糖尿病眼部病變的影響

魏小勇等［32］采用腹腔注射D-半乳糖誘導Wistar大鼠白內(nèi)障模型，觀察組予DNLA（0.36 g·kg-1、0.18 g·kg-1）灌胃治療，結果顯示DNLA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、GSH的含量及總超氧化物歧化酶（T-SOD）的活性，降低MDA的活性，并可使大鼠晶狀體總蛋白質恢復至正常水平，糖基化蛋白水平降低，提示DNLA具有抗糖尿病性白內(nèi)障作用。

魏小勇等［33］還觀察了DNLA對半乳糖所致糖尿病性白內(nèi)障大鼠晶狀體中NO水平、iNOS活性及其基因表達的影響，結果顯示DNLA治療組（以0.36 g/kg、0.18 g/kg灌胃）和正常對照組、石斛夜光丸對照組（0.22 g/kg灌胃）的NO水平及iNOS的活性均顯著低于模型組，DNLA可降低iNOS基因的表達，提示其對糖尿病性白內(nèi)障具有一定的治療作用。

糖尿病在眼部最常累及晶狀體和視網(wǎng)膜。對于金釵石斛作用于糖尿病眼部病變的研究主要集中在糖尿病性白內(nèi)障，其發(fā)病機制與氧化應激相關，上述研究表明DNLA可降低晶狀體的氧化損傷從而起到抗白內(nèi)障的作用。而金釵石斛對于糖尿病視網(wǎng)膜病變的研究尚未見報道。目前認為，糖尿病視網(wǎng)膜病變是一個集合慢性炎癥、氧化應激、細胞凋亡等病理變化的復雜過程，金釵石斛的抗炎、抗氧化、抑制凋亡的作用在其他臟器實驗中均已體現(xiàn)，所以金釵石斛在這方面的研究值得關注。

6 小結

綜上所述，金釵石斛對糖尿病及其相關病變（并發(fā)癥）治療的研究主要集中在降糖、降脂、保護肝腎功能、保護心肌細胞、延緩白內(nèi)障發(fā)展、抗炎、抗氧化、抗細胞凋亡等方面，從各研究結果來看均能獲得較為理想的干預效果。然而，目前研究多集中在具體藥物本身，在有效成分的研究方面主要集中在石斛多糖和石斛生物堿。石斛多糖是金釵石斛中含量最多的有效成分，石斛生物堿則是其特征性成分，兩者均具有代表性，但對其有效成分分子層面的研究較少，值得進一步探索。