中药多糖对实验性糖尿病性视网膜病变防治作用的研究进展

狄梦卓 施炜 张云乾 王艺帆 魏伟

多糖是药用植物的主要成分，是生物体中继蛋白质、核酸之后的另一类重要的信息分子。它们广泛存在于动物细胞膜、植物和微生物的细胞壁中。十个或十个以上的单糖通过糖苷键连接和缩合，形成聚羟基烷酮聚合物[1]。近几十年来，从不同种类的中草药中分离得到的多糖因其具有抗肿瘤、抗氧化、抗糖尿病、抗辐射、抗病毒、降血脂和免疫调节等重要生物活性而备受关注[2]。

影响视网膜血管的最常见疾病是糖尿病视网膜病变(DR)，其患病率随着糖尿病病程的延长而增加，糖尿病病人的患病率约为 20%，而其中DR病人的患病率约为 75%[3]。目前DR的发病机制并没有明确，主要有蛋白质非酶糖基化产物、多元醇代谢通路异常、氧化应激学说、肾素-血管紧张素、蛋白激酶C的激活及内皮素系统的异常等方面[4]。本文主要对中药多糖在预防和治疗实验性DR中的研究进行综述。

1 黄芪多糖(astragalus polysaccharides， APS)

黄芪性温味甘，归属肺、脾两经，具补气固表、托毒排脓、利尿、生肌、敛创生肌等功效。现代药理学研究发现，APS能够通过多途径靶点来影响机体，是中药黄芪中活性最强的有效物[5]。APS不仅被证实在体内、体外试验中具有抗糖尿病作用[6]，而且被证实其在保护视网膜及阻止DR的发生及病程进展中起着关键作用。

在糖尿病中，Kir2.1表达的减少延长了细胞外钾进入细胞的时间，影响了细胞复极化的过程，导致Müller细胞的生物学功能下降。李玉红等[7]发现，通过APS治疗的大鼠视网膜Kir2.1表达是上升的。由此推测,APS对糖尿病大鼠早期视网膜Müller细胞有保护作用。

DR最初被认为是一种微血管病变，原因是视网膜微血管异常，如微动脉瘤和脱细胞毛细血管。然而，充分的证据表明炎症伴随着DR的进展。黎国英等[8]通过对糖尿病SD大鼠的研究证实，APS在体内实验中抑制炎症因子TNF-α、IL-6、CRP及NF-κB的表达，从而发挥抗炎作用来缓解DR的病情进展。其他体外实验同样发现APS可以使TNF-α、细胞间黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1)和磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)及胱抑素C(Cystatin C，CYSC)的表达量下降，阻止大量炎症因子的释放，起到保护视网膜血管和神经的作用[9]。

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是一种血管内皮生成和血管渗透性因子，被认为是导致DR以及其他视网膜疾病视网膜渗透性和血-视网膜屏障(BRB)完整性的关键分子，在病变的发生发展过程中参与了病变形成的各个环节[1]。在闫丰华等[9]和刘俊辉等[10]的实验中, 均发现APS可以使VEGF和p-Akt表达减少。推测APS通过抑制Akt-VEGF信号通路活化，直接帮助减少新生血管的生成，调节视网膜血管渗漏。

另一方面，APS也可以发挥抗氧化的作用。高血糖破坏视网膜细胞内的稳态，引起内皮细胞过氧化、机体内氧自由基生成增加、造成膜蛋白及脂质过氧化，导致机体内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)含量降低、丙二醛(malondialdehyde，MDA) 含量升高[11]。APS通过提高SOD及降低MDA的表达含量来降低视网膜细胞氧化损伤[7]。

2 红芪多糖(radix hedysari polysaccharide，HPS)

红芪是甘肃地道药材，来源于豆科植物多岩黄芪的干燥根，与黄芪同科异属，属于补气药的一种，性味、归经、功效、主治基本相同，都具有补气升阳、固表止汗、托毒生肌和利水消肿等作用。

HPS属于杂多糖，其来源于红芪的干燥根提取的多糖活性成分。HPS有降低血糖血脂、降低血黏度的作用，对治疗DR的原发病也有一定的帮助作用[12]。

在汝亚琴等[13]的研究中，以db/db小鼠为研究对象，发现HPS可直接通过下调视网膜VEGF基因表达水平和蛋白合成量，抑制新生血管生成，保护db/db小鼠的视网膜微血管，从而延缓DR的发生发展。

HPS还可以间接调控VEGF表达，抑制新生血管生成。单玫等[14]的实验中HPS通过降低大鼠血清CRP含量，减轻炎症反应，实现抑制VEGF表达的作用，使视网膜组织中VEGF水平降低，促进色素上皮衍生因子(pigment epithelium derived factor，PEDF)表达。张花治等[15-16]先后两项研究表明，HPS可升高血小板反应蛋白-1(TSP-1)基因和蛋白的表达，降低血小板源性生长因子-B(platelet-derived growth factor-B，PDGF-B)基因和蛋白的表达，并且可降低VEGF和E26转录因子-1基因和蛋白的表达，减少DR中新生血管生成及增殖，且高剂量的HPS延缓视网膜病变效果更好。

从氧化应激的角度分析，视网膜组织缺血、缺氧是VEGF产生的主要原因，糖尿病发病过程中一氧化氮含量的增多促使VEGF表达。HPS可以通过激活Nrf2抗氧化通路，使抗氧化酶SOD合成增加，从而抑制活性氧的产生，减少诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase ，iNOS)合成，降低NO损伤，减少过度氧化应激造成的细胞凋亡，继而减轻DR[17]。

3 牛膝多糖(achyranthes bidentata blume polysaccharides，ABPS)

ABPS是苋科植物牛膝根中提取的多糖，具有相对分子量小、水溶性好的特点。牛膝已被证实具有改善血液循环、抗血小板聚集、抗氧化、抗炎、降低血糖等作用，可以帮助治疗糖尿病原发病[18]。

杨旭东等[19]以高、中、低不同浓度的ABPS治疗用链脲佐菌素(streptozocin，STZ)诱导的Wistar大鼠，发现ABPS能显著下调Bax基因表达，上调survivin基因表达，且剂量越高效果越显著。Bax 是半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)活化的重要调节因子，参与促进细胞凋亡的机制，由此推测ABPS有阻止糖尿病大鼠视网膜细胞凋亡的作用。

4 三七多糖(panax notoginseng polysaccharides，PNP)

糖类为三七中的药用成分之一, 由多种多糖类活性物质构成[20]。PNP对糖尿病原发病治疗也有一定作用。研究表明，PNP可以降低糖尿病大鼠的随机血糖、糖耐量和肝糖原水平，起到控制血糖的作用。

PNP被证实在抗氧化抗炎方面可以起到改善视网膜血流的作用。PNP通过升高抗氧化物质谷胱甘肽(glutathione，r-glutamyl cysteingl +glycine，GSH)和氧化炎症因子NO的水平，抑制VEGF和iNOS基因表达，增加白细胞黏滞，降低血管通透性，促进视网膜基底膜的增厚，起到改善视网膜血流的作用，从而改善糖尿病引起的视网膜病变[21]。

5 银杏叶多糖(polysaccharide of ginkgo biloba leave，PGBL)

银杏叶是银杏的干燥叶, 具有敛肺、活血化瘀、止痛等作用。PGBL是银杏叶中一种重要的活性成分, 其含量高达3%～6%。近年来已发现PGBL具有很多生物活性。有研究发现， PGBL不仅能降低糖尿病大鼠血糖，而且是可以通过下调糖尿病大鼠视网膜基质金属蛋白酶9(MMP-9)及iNOS RNA表达来有效上调糖尿病大鼠的视网膜神经节细胞的数目，对DR具有一定的保护作用[22]。

6 枸杞多糖(lycium barbarum polysaccharides，LBP)

枸杞性味甘、平，归肝、肾经，具有滋补肝肾，益精明目的功效，为平补肾精肝血之品。LBP来自枸杞果实的提取物，被认为是负责枸杞多种药理和生物功能的主要化学成分。

在张慧西等[23]的研究中，LBP组小鼠视网膜组织中TNF-α、IL-1β、ICAM-1、p选择素(p-selectin)的含量显著低于糖尿病组。另一个实验中LBP被证实可以下调CRP、TNF-α、IL-6的表达，稳定视网膜屏障上的紧密连接，减少血-视网膜屏障的炎症因子释放的作用[24]。Wang等[25]的研究表明，LBP可以作为Rho / ROCK抑制剂治疗DR，通过LBP处理可以逆转糖尿病大鼠中紧密连接蛋白P(P-Occludin)的下调和ROCK1蛋白和P-MLC因子的上调，这与视网膜细胞的整合形态和血-视网膜屏障有关。

糖尿病病人易在眼部累积晚期糖化终产物(advanced glycation end products，AGEs)，可与多种细胞发生作用，如视网膜血管内皮细胞、周细胞、视网膜色素上皮细胞、Müller细胞等，从而引起一系列损伤致使DR的发生和发展。而罗琼等[26]的研究显示，LBP能拮抗 AGEs的损伤效应，发挥保护视网膜神经细胞、下调细胞因子表达、抑制新生血管形成的作用。

郭建等[27]的研究表明，通过LBP抗氧化给药可阻止视网膜神经病变的发展，可能在一定程度上减轻线粒体的病理改变，阻止神经细胞凋亡，控制病变向血管组织进展。

综上所述，LBP能够抑制糖尿病小鼠视网膜内的血管新生，减少视网膜血管渗透性、氧化应激反应及炎症反应，保护BRB，对DR具有治疗作用。

7 铁皮石斛多糖(polysaccharides of dendrobium candidum，PDC)

石斛是一种传统的名贵药材和滋补品, 具有益胃生津﹑滋阴清热﹑润肺止咳等功效。石斛的主要化学成分有多糖类、生物碱类﹑氨基酸﹑联苄类等, 其中多糖含量较高。

炎症机制在DR的早期发展中起着重要作用，严格的血糖控制和以炎症为靶点的药物治疗有利于DR的治疗。根据我国学者近年来对石斛的研究发现，PDC具有抗炎的药理作用，且药物不良反应较小，可能为DR早期的抗炎治疗提供新的途径[28]。

PDC可降低糖尿病大鼠视网膜及血清中TNF-α的表达水平，上调紧密连接蛋白Z0-1、occludin、claudin-5的表达, 改善DR时BRB的通透性[29]。进一步的动物研究表明, PDC不仅可以抑制TNF-α，还可以抑制IL-10、IL-6和干扰素等多种促炎性细胞因子的表达, 从而发挥抗炎作用[28]。另一方面，PDC可能通过提高Müller细胞活性，减少Müller细胞的凋亡，维持视网膜外屏障的稳态，达到保护高糖状态下视网膜损伤的作用[30]。

PDC还能够有效抑制缺氧/复氧诱导的视网膜神经节细胞(RGC)-5细胞凋亡，因此PDC在预防和治疗DR方面具有一定的应用前景[31]。

总而言之，中药多糖不仅对于治疗DR原发病具有一定作用，而且可以直接作用于视网膜，通过抗炎、抗氧化应激、抗新生血管生成等作用，发挥保护视网膜屏障，维持视网膜血管渗透性等功能，从而帮助治疗DR，且剂量越高效果越突出。由于杂多糖的成分、功能复杂，可以类比中药的作用，因此中药多糖的互相配伍是否会增强药效也值得进一步研究。但值得注意的是，大部分中药多糖都属于杂多糖，难以精确控制各种成分的含量，不同产地和批次的中药多糖提取过程中，各种糖份的含量差别巨大，更难以对其机制进一步明确。因此未来对中药多糖的研究，应向更精细和更具有深度方向探寻。