石斛有效成分在眼科疾病治療中的實驗研究進展

金茹娜 ，張騰 ,2，陳瑜 ,2

石斛（Dendrobium）屬蘭科植物，其多種植物的新鮮或干燥莖可為藥用。最早有《神農本草經》記載：“主傷中，除痹，下氣，補五臟虛勞，羸瘦，強陰，久服厚腸胃，輕身延年”。后有《本草綱目》、《本草衍義》、《本草綱目拾遺》等著作中均對石斛倍加推崇，作為我國傳統名貴中藥之一，享有“中華九大仙草”、“千金草”的美譽。

中國石斛屬植物中被認定有藥用價值的種類已超過50余種[1],2015年版《中華人民共和國藥典》（以下簡稱《中國藥典》）中收錄了4種石斛，有鐵皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）、金釵石斛（Dendrobium nobile Lindl）、鼓槌石斛 （Dendrobium chrysotoxum Lindl） 和流蘇石斛（Dendrobium fimbriatum Hook）。其中，鐵皮石斛從2010年版《中國藥典》中即被單列出來，獨立形成一項[2]，至2015年版《中國藥典》則延續了這一分類方法[3]，并將石斛及鐵皮石斛的功能與主治均記載為：益胃生津，滋陰清熱，用于熱病津傷，口干煩渴，胃陰不足，食少干嘔，病后虛熱不退，陰虛火旺，骨蒸勞熱，目暗不明，筋骨萎軟。因其具明目功效，可用于治療目暗不明等內障眼病，歷代中醫眼科醫家對其偏愛有加，因此眼科名方石斛夜光丸、石斛明目丸等經典方劑流傳至今不衰。

隨著現代分子化學及藥理學研究的不斷進展，從石斛中分離出來多種化學成分，且揭示了其多重藥理學效應。值得注意的是，不同種類的石斛中有效成分含量和藥理學效應也有所不同，因此，本文將對上述《中國藥典》收錄的4種石斛的有效成分在治療眼科疾病方面的藥理學研究進展進行總結歸納。

1 鐵皮石斛

中藥鐵皮石斛為蘭科植物鐵皮石斛的干燥莖，經加熱烘干形成螺旋形，習稱鐵皮楓斗，也稱耳環石斛，經切段烘干的習稱鐵皮石斛[3]。鐵皮石斛的主要化學成分包括多糖、菲類、聯芐類、精油、生物堿、酚類、酸類、酯類、氨酰類等，具有抗氧化、保護肝功能、抗腫瘤、降血糖、降血脂、降血壓、抗疲勞和抗胃潰瘍等方面的藥理作用[4-5]。其中多糖在鐵皮石斛中的含量最高[6]，是其發揮包括糖尿病視網膜病變在內的多種疾病治療效應的主要的化學成分。

李氏等[7]采用鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）腹腔注射誘導的SD大鼠糖尿病模型，觀察鐵皮石斛多糖對大鼠視網膜及血清中炎癥因子表達水平的影響。結果顯示，與糖尿病模型對照組比較，鐵皮石斛多糖低、中、高各劑量治療組大鼠視網膜白介素-6（interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor–α，TNF-α)、血管內皮細胞生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的蛋白表達明顯降低，大鼠血清IL-6、TNF-α的水平下降；免疫組化分析顯示，正常大鼠視網 膜 未 見 明 顯 NF-κB (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells)陽性染色，糖尿病模型對照組大鼠視網膜內NF-κB表達高于正常對照組，與糖尿病模型對照組比較，鐵皮石斛多糖各劑量治療組NF-κB表達降低。結果提示鐵皮石斛多糖可以降低糖尿病視網膜病變大鼠視網膜及整體炎癥因子（IL-6、TNF-α）的水平，抑制視網膜VEGF表達上調，其作用機制可能與下調NF-κB通路有關。

李氏等[8]檢測了鐵皮石斛多糖對高糖狀態下大鼠視網膜Müller細胞活力和凋亡的影響。結果顯示，正常糖濃度培養條件下，鐵皮石斛多糖對Müller細胞活力和細胞凋亡無顯著影響；高糖培養條件下，與正常對照組相比，Müller細胞活力顯著降低，細胞凋亡率顯著增加，與高糖組相比，高糖+鐵皮石斛組Müller細胞活力顯著增加，細胞凋亡率顯著降低。實驗結果提示鐵皮石斛多糖可能通過維持Müller細胞活性，減少Müller的凋亡而達到抗高糖狀態下視網膜損傷的作用。

陳氏等[9]利用RT-PCR技術從分子水平初步研究了鐵皮石斛多糖對高糖環境下人臍靜脈內皮細胞系ECV304中NF-κB表達的干預情況。結果顯示，與對照組比較，不同濃度鐵皮石斛多糖均顯著降低ECV304細胞NF-κB的表達，提示鐵皮石斛多糖對高糖誘導的血管內皮細胞NF-κB的高表達有顯著的抑制作用。張氏等[10]通過優化鐵皮石斛多糖提取工藝，研究了鐵皮石斛多糖對高糖狀態下人臍靜脈血管內皮細胞HUVEC的保護作用及機制，結果顯示，與正常組相比，高糖組細胞的生長抑制，Bax的表達上調，Bcl-2的表達下調，鐵皮石斛多糖可促進高糖狀態下細胞的生長，下調Bax的表達，上調Bcl-2的表達。結果提示，鐵皮石斛多糖可抑制血管內皮細胞凋亡，在一定程度上可防治糖尿病血管病變。

2 金釵石斛

金釵石斛是蘭科石斛屬植物，又名金釵石、扁金釵、扁黃草等，其莖為中藥石斛的來源之一，為歷版《中國藥典》所收載。金釵石斛主要化學成分為生物堿、多糖、倍半萜類、菲類、聯芐類等，其生物堿類成分含量高于鐵皮石斛[11]，具有抗白內障、興奮腸道、免疫調節、降血糖、抗腫瘤、抗氧化、抗疲勞等藥理藥效學作用[12-13]。金釵石斛相關有效成分具有抗白內障的藥理學效應。

魏氏等[14]腹腔注射D-半乳糖誘導Wistar大鼠白內障模型，采用金釵石斛生物堿灌胃治療，結果顯示，金釵石斛生物堿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、谷胱甘肽（glutathione，GSH）的含量及總超氧化物歧化酶（total superoxide dismutase，T-SOD）的活性，降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）的活性，并可使大鼠晶狀體總蛋白質恢復正常水平，糖基化蛋白水平降低。結果提示，糖尿病性白內障伴隨一系列晶狀體蛋白表達水平的改變，其差異可能參與了晶狀體混濁的形成，金釵石斛生物堿具有較為顯著的抗糖尿病性白內障作用。此外，魏氏等[15]還觀察了金釵石斛生物堿對半乳糖所致糖尿病性白內障大鼠晶狀體中一氧化氮（nitric oxide，NO）水平、誘導型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthases，iNOS）的活性及其基因表達的影響，結果顯示，金釵石斛生物堿治療組和正常對照組、陽性對照組的NO水平及iNOS的活性均顯著低于模型組，金釵石斛生物堿可降低iNOS基因的表達。提示金釵石斛生物堿能有效降低iNOS基因的表達，對糖尿病性白內障具有較好的治療作用。

魏氏等[16]采用溶劑提取法分離提取金釵石斛總生物堿和粗多糖，研究其對體外培養條件下H2O2誘導的Wistar大鼠晶狀體氧化損傷及白內障形成的影響，發現石斛總生物堿組、粗多糖組晶狀體水溶性蛋白、GSH含量及T-SOD活性均顯著升高，同時MDA活性降低；其中總生物堿高劑量組晶狀體水溶性蛋白含量顯著高于陽性對照組水平，其MDA活性則顯著低于陽性對照組。提示金釵石斛總生物堿和粗多糖在體外均具有一定的抗白內障的效應，而總生物堿的效果優于粗多糖。

馬氏等[17]將H2O2與傳代培養的人晶狀體上皮細胞（HLEC）共同孵育，復制氧化損傷模型，同時加入不同極性（脂溶性、水溶性、低極性、弱極性）的金釵石斛生物堿，檢測其對HLEC的增殖與凋亡的影響。結果顯示，H2O2組HLEC增殖下降，金釵石斛脂溶性生物堿和高劑量水溶性生物堿可促進氧化損傷狀態下HLEC的增殖，其中脂溶性生物堿可顯著增強氧化損傷狀態下的HLEC的增殖。此外，脂溶性生物堿可以明顯抑制H2O2誘導的HLEC凋亡。結果提示，金釵石斛脂溶性生物堿可通過抗氧化損傷而促進HLEC的增殖、抑制HLEC的凋亡。

3 鼓槌石斛

鼓槌石斛作為蘭科植物石斛的基源之一，首次收錄于2010版《中國藥典》，又名金弓石斛、粗紅草，主要含有芐類、菲類、芴酮類等化合物，其藥理學效應包括抗腫瘤、抗HIV、免疫調節、心血管系統調節效應、抗白內障、胃腸系統作用、抗氧化及抗誘變等[18]。鼓槌石斛多糖具有抗氧化和抗高血糖的活性[19]，乙醇提取物及毛蘭素對糖尿病視網膜病變具有一定治療效應，石斛酚具有一定的抗糖尿病性白內障的效應。

龔氏等[20]采用STZ誘導的小鼠糖尿病模型，觀察鼓槌石斛 乙 醇 提 取 物 （ethanol extract of Dendrobium chrysotoxum Lindl，EEDC）對視網膜病變的作用及機制。研究發現EEDC可降低STZ誘導的糖尿病小鼠視網膜VEGF受體VEGFR1和VEGFR2的基因表達，下調視網膜基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）2/9的mRNA表達水平，并降低STZ糖尿病小鼠血清VEGF、MMP2/9、堿性成纖維細胞生長因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）、 血 小 板 源 生 長 因 子（platelet-derived growth factor，PDGF）A/B、胰島素樣生長因子-1 （insulin-like growth factor-1，IGF-1）、IL-1β 及 IL-6 的水平，此外，EEDC還降低p65的磷酸化和細胞間黏附因子-1（in-tercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）的表達。研究顯示EEDC可在糖尿病視網膜病變進程中減緩視網膜新生血管的形成，并通過抑制NF-κB途徑減輕視網膜的炎癥反應。

余氏等[21]研究發現，EEDC不同劑量均能夠明顯減輕STZ誘導的糖尿病小鼠視網膜血管新生的程度，機制研究結果表明，EEDC能降低STZ糖尿病小鼠視網膜低氧誘導因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α），VEGF 及其受體 VEGFR1和VEGFR2的基因表達，并降低STZ糖尿病小鼠玻璃體和血清中VEGF的含量。結果提示，EEDC具有改善糖尿病性視網膜病變的藥效活性，其機制可能為抑制視網膜VEGF通路相關基因的表達，并降低玻璃體和血清中VEGF水平，進而抑制糖尿病視網膜病變進程中的視網膜血管新生。余氏等[22]還在觀察EEDC對STZ誘導糖尿病小鼠非增殖性糖尿病視網膜病變的改善作用及機制實驗中發現，與對照組相比，模型組小鼠視網膜組織伊文思藍滲漏量明顯增加，EEDC能夠減少視網膜組織伊文思藍滲透量，EEDC能夠顯著降低模型小鼠視網膜IL-1β、IL-6、TNF-α及早期生長反應因子（early growth response factor-1， Egr-1）、組織因子（tissue factor， TF）、纖溶酶原激活物抑制劑（serpin E1）等基因的表達，EEDC能夠顯著下調模型小鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α及凝血/纖溶相關基因TF、serpin E1的水平。結果提示，EEDC具有抗STZ小鼠非增殖性糖尿病視網膜病變的作用，其機制可能為通過抑制非增殖性糖尿病視網膜病變小鼠視網膜和血清中炎性因子 IL-1β、IL-6、TNF-α 及 TF、serpin E1 的基因表達，緩解血視網膜屏障的破壞，從而發揮改善非增殖性糖尿病視網膜病變的作用。

此外，余氏等[23]觀察了鼓槌石斛中的毛蘭素抗糖尿病視網膜新血管生成的效應及機制。結果顯示，毛蘭素可抑制高糖誘導的脈絡膜視網膜內皮細胞RF/6A的管形成和遷移。在RF/6A細胞和小膠質細胞BV-2細胞中，毛蘭素可抑制高糖誘導的VEGF表達，抑制缺氧誘導因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）核轉位以及ERK1/2的激活。此外，在RF/6A細胞中，毛蘭素可抑制VEGF誘導的新生血管生成、抑制VEGF誘導的VEGFR2的活化，以及其受體下游cRaf-MEK1/2-ERK1/2和PI3K-AKT信號通路的活性。除此之外，毛蘭素能減少STZ糖尿病小鼠和氧誘導的視網膜病變小鼠的視網膜血管增加，抑制VEGF表達和小膠質細胞活化。因此認為毛蘭素可通過抑制脈絡膜視網膜血管內皮細胞和小膠質細胞中ERK1/2介導的HIF-1α表達，抑制脈絡膜視網膜血管內皮細胞中VEGF誘導的VEGFR2的活化及其下游信號傳導，消除高糖誘導的VEGF表達，抑制視網膜新血管的生成。

吳氏等[24]用鼓槌石斛的提取物石斛酚作用于葡萄糖誘導的人晶狀體上皮細胞系HLEC，基因表達分析結果顯示石斛酚可以抑制HLEC中醛糖還原酶（aldose reductase，AR）的基因表達，紫外可見光譜初步表明AR基因和石斛酚之間的相互作用可以遵循groove模式，結合常數為1.85×103L/mol。原子力顯微鏡數據表明，石斛酚可能插入AR基因雙螺旋的堿基對，表面增強拉曼光譜研究進一步支持了這些觀察結果。上述研究結果提示，鼓槌石斛石斛酚直接抑制AR基因的表達，是其抗糖尿病性白內障的可能機制之一。

4 流蘇石斛（馬鞭石斛）

2010年之前，歷版《中國藥典》中未曾出現流蘇石斛的名字，直至2010版，馬鞭石斛的拉丁來源修改為流蘇石斛。其化學成分主要有菲類、聯芐類、大黃素型蒽醌類、香豆素類等，但尚未分離得到生物堿類及芴酮類等有效成分。藥理作用主要體現在抗腫瘤活性及抗氧化活性方面[25]。目前尚未見與眼科疾病相關的研究報道。

5 展望

綜上所述，有關石斛在眼科疾病治療的實驗研究主要集中于與糖尿病有關的白內障和視網膜并發癥方面，多項研究提示了石斛具有抗糖尿病性白內障及視網膜并發癥的藥理學效應。值得關注的是，近年來多項機制研究提示在微血管病變之前，已出現視網膜神經元如光感受器細胞的相關病理改變，提出視網膜神經血管單元（neurovascular unit，NVU）在糖尿病視網膜病變發生發展中的重要意義[26]。目前來源于不同種類石斛的多種有效組分在糖尿病視網膜病變過程中實驗研究多基于視網膜血管內皮細胞保護、抗新血管生成及抗炎等效應，對糖尿病視網膜病變病理形成過程中基于相關視網膜神經元病理生理改變的研究尚未見報道。不同石斛有效組分的組合針對糖尿病視網膜病的復雜發生機制是否具有更好的協同干預效應亦值得進一步研究。此外，基于機理的石斛有效成分藥理學效應的研究仍存在一定的空間。例如，有研究提示[27-28]金釵石斛生物總堿及多糖均能夠拮抗外源性內毒素脂多糖引起的炎癥反應，減少炎性因子的生成，其作用與抑制大鼠大腦皮層小膠質細胞、星形膠質細胞的激活及其炎癥因子的釋放密切相關。鑒于炎癥反應在糖尿病視網膜病變進程中重要意義，金釵石斛生物總堿及多糖應用于糖尿病視網膜病變的可能性也值得關注。