晓琴 鲁占军 于文贞 张天资 李善善 王彦夫 布仁巴图
(内蒙古民族大学 1蒙医药学院,内蒙古 通辽 028000;2附属医院;3北京大学人民医院眼科暨眼科研究所视觉损伤与修复教育部重点实验室 视网膜脉络膜疾病诊治研究北京市重点实验室)
年龄相关性黄斑变性(AMD)是指随着年龄增加,视网膜组织退化、变薄,引起黄斑功能下降,导致中心视力下降的致盲性眼病,发病率可达13%,约占老年人失明病因的20%〔1〕。临床上AMD有干性和湿性两种表现类型,湿性AMD患者比例较少,但约90%的AMD相关视力丧失与湿性AMD有关〔2〕,其主要的病理机制为脉络膜新生血管(CNV)形成,导致血管渗漏和出血,最终引起盘状瘢痕,进而影响视力。研究证明,CNV的发生是促血管生长因子和抑制血管形成因子平衡失调的结果,血管内皮生长因子(VEGF)是一种对血管内皮细胞具有高特异性的新生血管因子,是促进新生血管形成的主要生长因子,在CNV的发生中具有重要作用。AMD除了对患者造成严重的视力损伤,也给患者心理健康和社会功能带来负面影响,给患者家属和社会造成巨大的经济负担。目前抗VEGF治疗AMD有了一定的成效,但不能根治,在一定程度上延缓其进展、减少复发率、有效减少严重视力丧失是目前所期望的。预防AMD的理想方法是早期发现、早期诊断,有失明风险之前得到治疗。AMD发病与患者的年龄、遗传、吸烟、饮食、氧化应激、免疫炎症反应、心血管疾病等因素有关。对于湿性AMD的治疗,蒙医具有多组分、多靶点、整体化的治疗优势。蒙药明目十一味丸〔3〕是蒙医眼科常用验方,本方性凉,由诃子、姜黄、藏红花、牛黄、丁香、手参、滑石、赭石、熊胆、朱砂、硇砂组成,主治血希拉性眼疾、昏朦、目赤、翳障、干性结膜炎等眼疾。各药合用具备清肝热、明目、解毒、去翳、滋补,对血希拉性眼疾及干性结膜炎均有功效,在视网膜脉络膜血管性眼病中也有广泛的应用〔4,5〕。为了更好地继承和发展祖国传统蒙医药学,需要进一步加强对古方及验方的收集、归纳、整理和验证,同时结合现代科学技术和手段,明确眼科用蒙药的有效成分及其对应的药理作用。明目十一味丸组方中的藏红花、诃子、姜黄等药物活性成分与黄斑变性密切关联,本文对其抗氧化应激、抗炎、抗肿瘤及免疫调节等几个方面阐述其治疗AMD的研究进展。
蒙药诃子在蒙药界被称作是药王,是使君子科榄仁树属植物诃子、绒毛诃子或恒河诃子的干燥成熟果实。诃子味涩、性平。有祛三弊所引起的诸疾,调理三根、解毒功效。用于治疗赫依、希拉、巴达干合并症和聚和性疾病,中毒症及热性眼疾。药理学研究发现诃子提取物具有抗菌、抗氧化、降血糖、抗病毒、抗炎、杀灭或抑制恶性肿瘤细胞等作用〔6〕。
1.1诃子有效活性成分 诃子主要含鞣质类、芬酸类、三萜类等。诃子中的鞣质是抗肿瘤、减乌头毒的活性成分,其成分为诃子酸、诃黎勒酸、诃子次酸等〔7〕,酚酸类没食子酸是抗肿瘤的活性成分〔8〕。
1.2诃子治疗AMD相关药理作用 细胞在整个生命过程中不断进行氧化反应,这一连锁反应产生的副产物对细胞的损伤涉及各种疾病的发生过程,包括AMD。因视网膜本身比其他组织器官耗氧量高,易受到累积性光辐射,容易产生氧化反应,故容易受到氧化反应的损伤。临床观察发现诃子具有解毒、抗氧化能力,其清除自由基的能力是依达拉奉的数倍〔9〕。诃子醇提物、水提物、乙酸乙酯萃取物均有较强的抗氧化活性〔10〕,其多酚类化合物没食子酸,对 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)和 2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)的清除率较高,其抗氧化能力与维生素C相当〔11〕,其水提物能够降低巨噬细胞中促炎介质一氧化氮、诱生型一氧化氮合酶和环氧合酶-2的表达〔12〕。在各种多酚中,没食子酸(3,4,5-三羟基苯甲酸),一种天然存在的低分子量三苯酚化合物,已成为一种强大的抗氧化剂和有效的细胞凋亡诱导剂,主要有自由基清除活性,可抑制脂质过氧化,维持内源性防御系统能力〔13〕。诃黎勒酸有抗视网膜肿瘤作用,可调控凋亡蛋白,从而促进细胞凋亡。诃黎勒酸可影响肿瘤信号传导,诱导细胞凋亡〔14〕。视网膜脉络膜新生血管与肿瘤血管新生过程基本相同,诃子中的活性成分可抑制血管新生。诃黎勒酸是双重抑制剂,能够减少VEGF,抑制大鼠主动脉环和人脐静脉内皮细胞(HUVEs)血管生成〔15〕,降低VEGF-A〔16〕。诃子还具有抗病毒〔17〕和免疫调节〔18〕及调节代谢活性作用,研究显示没食子酸可能会减少高脂膳食(HFD)大鼠的肾周脂肪组织,这些发现也表明没食子酸(GA)有可能预防糖尿病(DM)并发症,包括视神经及视网膜病变的进展〔19〕。
藏红花为鸢尾科番红花属多年生草本植物的干燥柱头,性凉,味微苦,是一种昂贵的蒙药材,有清肝热,调经,活血,止血,止痛,消肿,滋养正精之功效。用于治疗肝肿大、肝损伤、目黄、肝血热盛、肝功衰弱、月经失调等疾患。
2.1藏红花有效活性成分 藏红花的化学成分主要包括萜类、黄酮类、蒽醌类、多取代单苯环类、环己烷和环己烯衍生物、氨基酸及生物碱类、呋喃类等,其黄酮类成分主要包括黄酮醇及其苷类、黄酮及其苷类,以花瓣中的含量最丰富,目前已分离鉴定得到19个化合物〔20〕。藏红花化学成分的研究主要集中在柱头部位。主要有效成分为藏红花酸和藏红花素〔21〕。藏红花酸具有抗肿瘤、抗动脉粥样硬化、抗高血压及治疗出血性休克、抗氧化、保肝利胆等作用;藏红花苷具有降血压、降糖、降脂、抗肿瘤、抗动脉粥样硬化等多种药理作用〔20〕。
2.2藏红花治疗AMD相关药理作用 视网膜及其黄斑部是最容易受到活性氧损伤的组织。视网膜疾病,无论其病因如何,都涉及氧化应激和细胞凋亡途径的激活,神经保护因子的使用在病理学的所有阶段都是至关重要的,即使视力完全丧失也是如此。〔研究证明,P23H大鼠(一种视网膜色素变性动物模型)保存的藏红花成分保护视网膜光感受器的形态和数量,毛细管网络和视觉反应,藏花醛的神经保护作用使这些化合物可能用于视网膜退行性疾病的治疗应用〔22〕。〕藏红花素可抑制视网膜神经节细胞(RGCs)凋亡和视神经纤维的变性,对慢性高眼压大鼠视网膜神经细胞发挥保护作用〔23〕。越来越多的研究显示藏红花和各关键成分的价值单独或与其他草药提取物结合应用于各种治疗或制药领域,可以作为光疗法、癌症、心血管和神经退行性疾病及缺氧诱导的危险病症的辅助治疗〔24〕。P2X7型嘌呤能受体存在于细胞内和细胞外,包括调节信号传导和视网膜细胞健康的小胶质细胞,涉及视网膜色素变性和AMD等视网膜神经退行性疾病。藏红花通过靶向P2X7受体减少ATP诱导的视网膜细胞毒性实验研究表明,藏红花可保护光感受器免受光诱导的损伤,同时保留视网膜形态和视觉功能,并改善AMD患者的视网膜光敏感性〔25〕。藏红花素类似物可增加视网膜和脉络膜中的血流量,并促进视网膜功能恢复〔26〕。在大鼠视网膜缺血/再灌注模型中,藏红花素通过激活肌醇磷脂-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路阻止损伤诱导的RGCs凋亡〔27〕。藏红花素在大鼠视网膜缺血再灌注(RIR)中发挥着重要作用,其不仅可以降低视网膜炎性因子肿瘤坏死因子(TNF)-α及白细胞介素(IL)-1β的含量,对恢复视网膜组织形态也具有促进作用〔28〕。
目前藏红花抗氧化作用的相关研究较多,例如,藏红花的活性成分被描述为具有保护和治疗特性的强效类胡萝卜素抗氧化剂〔29,30〕。藏红花补充剂可以诱导AMD中期视网膜功能的显著改善〔31〕,并在短期内治疗难治性DME〔32〕。
姜黄(Curcumin)是姜科姜黄属植物姜黄的干燥根茎,为多年生草本植物,是常用的蒙药。本品味辛、苦、性温,归脾、肝经,有杀粘、防腐烂、解毒、疗伤之功效,被广泛应用于白喉、炭疽等粘毒性疾病,遗精、中毒症等。
3.1姜黄的有效活性成分 姜黄主要包含挥发油和姜黄素类,此外还有糖类、甾醇等;其中姜黄素是蒙药姜黄的主要成分,有重要的经济价值和广泛的临床作用,如抗氧化、抗炎、抗动脉粥样硬化、降血脂等〔33〕。目前已鉴定了姜黄素β-谷甾醇、琥珀酸、丁烯醛、姜酮、3,3,5-三甲基-4-对甲基-苯基4-羟基-环己酮、双去甲氧基姜黄素、单去甲氧基姜黄素、N,N-二甲基苯甲醛、原儿茶酸、胡萝卜苷、蔗糖等13个化合物。
3.2姜黄素治疗AMD的相关药理作用 姜黄素具有广泛的药理学活性,能够调节促炎及抗炎因子的表达,抑制氧自由基及抑制细胞凋亡,是多类疾病的潜在药剂〔34〕。姜黄素具有很强的抗炎作用〔35〕,用于治疗肠道疾病,如溃疡性结肠炎〔36〕。姜黄素可抑制炎症反应介质,从而有效保护血管内皮〔37,38〕。视网膜细胞在生命过程中进行氧化反应,姜黄素可激活抗氧化酶,保护活性氧 (ROS)〔39〕。研究表明,姜黄素在 Nrf2 通路中激活抗氧化蛋白、硫氧还蛋白,保护神经元免受氧和葡萄糖剥夺引起的死亡,防止视网膜色素上皮细胞氧化〔40〕,其作用可能与选择性抑制核因子(NF)-κB信号通路有关〔41〕。 姜黄素C和其衍生物C3对丙烯醛诱导的人视网膜色素上皮(ARPE)细胞死亡有抑制效果,对丙烯醛诱导的ARPE细胞线粒体膜功能衰退具有抑制作用〔42〕;姜黄素的抗肿瘤作用被认为是通过许多不同的信号传导途径来实现的,如自噬〔43〕、血管生成〔44〕。VEGF是刺激视网膜新生血管的关键因子,与AMD脉络膜新生血管的关系密不可分。姜黄素纳米颗粒在角膜病治疗中证实了其可抑制VEGF、炎性细胞因子和基质金属蛋白酶(MMP)的表达,抑制脂多糖(LPS)诱导的角膜细胞中的NF-κB,是预防角膜新生血管形成的潜在候选者〔45〕。兔减烧伤角膜实验研究表明,姜黄素可有效降低角膜减烧伤后房水VEGF的表达并使CNV数目减少〔46〕。姜黄素类组分可通过下调Toll样受体(TLR)4/NF-κB通路抑制IL-6、TNF-α等炎症因子的产生,从而发挥对血管内皮细胞的保护作用〔47〕。Curcumin能提高人胚胎干细胞(ESCs)向视网膜色素上皮细胞(RPE)样细胞的定向诱导效率,其主要机制可能是通过促进Wnt/β-catenin信号通路的活性,从而促进ESCs诱导获得性视网膜色素上皮样细胞(iRPE)样细胞的分化和成熟〔48〕。
蒙药明目十一味丸是依功方配制而成的复方制剂,方中诃子、姜黄为君药,藏红花、牛黄为臣药。明目十一味丸是依功效理论指导下配制的复方制剂,是蒙医临床用药的主要形式。蒙药复方物质基础未能充分揭示蒙药配伍理论及临床功效的核心内容。在与蒙医药同属传统医学的中医学研究中,北京中医药大学雷海敏研究团队在中药复方物质基础研究中发现超分子结构的形成会显著影响单体的活性〔49〕。该结果从新的视角揭示超分子是复方药物物质基础之一,诠释了复方配伍理论的科学内涵,这对于同属的蒙医方剂治疗各种疾病的研究,包括AMD及蒙药开发研究具有重要的借鉴意义。