明目-11及其活性成分治療糖尿病性黃斑水腫的研究進展

冉琳琳，蘇日古嘎，陳文林，曉 琴

0引言

糖尿病視網膜病變(diabetic retinopathy，DR)，是高血糖導致眼底視網膜神經微血管病變的最常見并發癥。我國糖尿病發病率為12.8%[1]，病程5a以下的2型糖尿病患者糖尿病性黃斑水腫(diabetic retinal macular edema，DME)的患病率為2.8%[2]，病程10a以上的DME患病率可達25%[3]。根據DR嚴重程度可分為非增生型(non-proliferative diabetic retinopathy, NPDR)和增生型(proliferative diabetic retinopathy, PDR)。在DR進展的任何階段均可以有DME的發生，隨著DR的逐步進展，黃斑水腫亦會隨之逐漸加重，但DME的嚴重程度并不總是與DR的分期完全平行[4]，在PDR患者中更為常見。現代醫學對DME的主要治療方式有激光、玻璃體腔注射抗血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、地塞米松緩釋劑及玻璃體切割手術。其中，抗VEGF是首選治療方式，盡管對治療DME取得了較好的效果，但需要多次玻璃體腔內注藥，增加多種并發癥發生的風險，且患者存在無應答、復發等現象。因此，在一定程度上延緩DR的進展，減少DME的發生，提高患者視力是亟需解決的問題。蒙藥是我國民族醫學的重要組成部分，其精髓也是圍繞整體觀念對疾病進行辨證論治。根據文獻研究和前期臨床應用證明明目-11有效改善DME患者視功能，延緩病情進展，本文對明目-11及其活性成分治療DME的研究進展進行評述。

1 DME的發病機制簡述

DME是DR的一種臨床表現，特征是滲出液在黃斑區積聚，其發生與發展是一個復雜的、多因素參與的級聯反應。持續的高血糖狀態對DME的發生有著重要作用。高血糖狀態下血流動力學改變，引起視網膜缺氧誘導氧化應激與炎癥反應的發生，導致VEGF的產生，各種細胞炎性因子的釋放，使血管通透性增加，細胞發生凋亡，血-視網膜屏障(blood retinal barrier, BRB)遭到破壞，視網膜內核層與外叢狀層之間液體積聚，黃斑區視網膜腫脹或增厚，引起DME，造成患者中心視力顯著降低[5]。

DME的發展包含了以下機制。神經損傷機制：視網膜神經損傷早于視網膜微血管病變，視網膜神經元損傷為神經元退行性病變的主要表現。在糖尿病早期受到高血糖狀態下氧化應激反應增強，糖基化終末產物(AGEs)堆積，引起周細胞發生凋亡、視網膜神經元損傷、膠質細胞的功能和結構的異常變化[6-8]、神經營養因子水平表達下降，影響視功能。血管損傷機制：主要是周細胞丟失使微血管損傷出現微動脈瘤、棉絮斑、出血增多、靜脈異常以及視網膜內微血管異常。以神經血管單元(neurovascular unit, NVU)為研究對象[9]，神經血管單元耦連體包括神經元、膠質細胞、免疫細胞、血管細胞、基底膜以及細胞外基質[10-11]。高血糖持續狀態下會引起視網膜色素上皮細胞、視網膜神經膠質細胞、視網膜毛細血管內皮細胞、周細胞的損傷[12]。VEGF及白細胞介素6(interlukin-6,IL-6)、白細胞介素-1β(IL-1β)、單細胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1, MCP-1)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)[13]等多種炎癥因子參與炎癥反應。高糖誘導了一些分子生物學反應，主要包括蛋白激酶C(PKC)的激活、多元醇路徑、晚期AGEs積累、氨基己糖胺途徑的激活，活性氧生成增強[14-15]導致的氧化應激反應增強。

2明目-11及其活性成分對DME的作用研究

明目-11出自《醫法海鑒》[16]，由金色訶子218g、姜黃286g、牛黃59g、藏紅花59g、朱砂50g、丁香17g、手參76g、滑石76g、赭石(制)117g、熊膽34g、硇砂8g配伍組成的水丸。功能清肝熱、去翳、明目，治療昏矇、目赤、翳障等眼疾。本方性涼，為眼底疾病的常用方劑。方中是以解毒、調理體素的金色訶子為主，以解毒、防腐的姜黃為輔，配合牛黃、藏紅花用于涼血、清肝熱，朱砂、熊膽以明目，手參以滋補，滑石、丁香以解毒,赭石、硇砂以去翳。合用具有明目、解毒、清肝熱、去翳、滋補的功能，對改善早期DR視網膜毛細血管高通透性、改善視力、抑制氧化應激、加快病變組織吸收有良好的作用。

依據明目-11該組方的藥物及劑量，由內蒙古民族大學附屬醫院制劑中心按照《內蒙古蒙藥制劑規范》[17]加工制成水丸，應用于臨床，對藥物過敏及嚴重肝腎功能不全的患者禁用。魯占軍等[18]依據我國糖尿病視網膜病變臨床診療指南(2014年)選取I期DR患者120例，隨機分為蒙藥組和對照組各60例。蒙藥組加用明目-11(15粒，口服，2次/日)，對照組加用羥苯磺酸鈣(0.5g，口服，3次/日)用藥3mo。觀察多焦視網膜電圖(mfERG)的P1波和N1波的振幅密度、潛伏期以及眼底微動脈瘤和出血點數量等情況。結果發現：蒙藥組P1波與N1波振幅密度改善優于對照組，證實明目-11及其活性成分可以有效改善視網膜功能損傷,減少微動脈瘤及出血點,提高黃斑區視功能，可作為早期DR的臨床用藥。在明目-11與眼底激光聯合應用治療重度NPDR的臨床報道中[19]，治療組的患者口服明目-11(15粒，2次/日，6wk)聯合激光治療，對照組患者單純給予激光治療，觀察治療前后的最佳矯正視力(BCVA)、視網膜滲出、出血等指標。結果發現：患者最佳矯正視力(BCVA)、出血及滲出面積優于單純激光治療組，對治療DR有效。

明目-11組方中的藏紅花、訶子、姜黃等活性成分可以改善DR和DME的視網膜功能[20]。前期研究已證實明目-11聯合抗VEGF可以有效抑制新生血管的形成、保護視功能、提高視力。在DME的發生機制中VEGF是重要的調節因子，其組方中的藏花醛、藏紅花酸、姜黃素、沒食子酸、鞣花酸、山奈酚、香草醛等活性成分與抑制VEGF相關，具有抑制細胞增生、降低血黏度、改善毛細血管通透性、促進滲出吸收的作用[21]。以下從明目-11的有效活性成分對視網膜神經細胞保護、抗炎作用、抗氧化應激等方面闡述其作用機制。

2.1神經細胞保護藏紅花對視網膜神經節細胞凋亡和視神經纖維的變性有抑制作用[22]，可以使脈絡膜及視網膜血液供應量增加，有利于促進視網膜功能的恢復。藏花醛是藏紅花中的一種萜類化合物可調控PI3K/Akt、NF-κB等信號通路[23]。Fang等[24]發現，通過靶向IRS-1的小干擾RNA轉染改變了miR-126對內皮細胞的誘導作用，提示miR-126可能通過抑制IRS-1的表達來抑制DR的血管生成，該研究還發現miR-126可以影響IRS-1的表達，從而下調PI3K/Akt通路蛋白的表達，并抑制細胞侵襲與存活。DR大鼠視網膜組織中miR-21和PI3K/Akt/VEGF相關基因表達增加，張力蛋白(PTEN)表達降低，miR-21可通過抑制張力蛋白的表達使PI3K/Akt/VEGF信號通路被激活，促進DR模型大鼠的視網膜血管內皮細胞的存活和血管生成[25]。在神經細胞損傷中，谷氨酸發揮著一定的作用。谷氨酸是一種激動興奮性的神經遞質，一般狀態下在神經元內部之間完成信息傳輸。高血糖狀態下細胞外的谷氨酸產生了累積，使N-甲基-D天冬氨酸受體的表達增加，進而神經元去極化和Ca離子超載，啟動了Caspase依賴和非依賴凋亡反應，最后引起神經細胞的凋亡[26]。藏紅花素通過調控谷氨酸鹽誘導的鈣離子內流，能夠增加線粒體的膜電位，Caspase-3與Caspase-9的水平顯著下降，抑制視網膜神經節細胞(retinal ganglion cells，RGCs)凋亡，對RGCs有保護作用[27]。藏紅花苷可以影響大鼠腦組織中Caspase-3、Bax、CHOP和GRP78蛋白的表達，降低神經元應激反應、神經細胞凋亡[28]，減少神經元自噬，改善神經功能[29]。藏紅花苷通過PI3K/Akt的信號通路阻斷小膠質細胞過度活化，減少RGCs的凋亡，從氧化應激和炎癥反應方面發揮神經保護作用[30]。藏紅花酸可以降低視網膜缺血/再灌注損傷，減少RGCs層及內核層細胞的凋亡[31]，調控PKC基因和蛋白表達，發揮保護糖尿病大鼠的視網膜神經上皮的作用，抑制視網膜神經細胞的凋亡[32]。

姜黃的有效成分姜黃素能抑制高糖誘導的視網膜血管內皮細胞的凋亡，其機制與Bcl-2表達增加、下調Bax表達進而抑制NF-κB信號通路有關[33]。此外，姜黃素可通過PI3K/Akt信號通路激活細胞自噬，降低神經細胞凋亡，發揮神經保護作用[34]。

訶子內含有大量神經保護的活性成分。其中，沒食子酸的二聚衍生物鞣花酸通過影響神經組織中超氧化物歧化酶、腦源性神經營養因子、總氧化狀態(TOS)、氧化應激指標(OSI)和一氧化氮(NO)水平，發揮神經保護作用[35]。鞣花酸通過激活星形膠質細胞中Nrf2信號通路對神經元發揮保護作用[36]。

山奈酚通過細胞外調節蛋白激酶和血管抑制素-1(VASH1)信號通路，影響RGCs活力、Caspase-3活性和ROS水平，保護RGCs免受高糖損傷[37]。香草醛通過信號通路抑制膠質細胞過度活化引發的炎性反應發揮神經保護作用[38]。

2.2抗炎作用炎癥反應在DME的發生與進展中發揮重要作用。其中，IL-6、IL-1β、TNF-α、MCP-1等炎癥因子扮演重要角色[39]。

藏紅花及其活性組分[40]可降低IL-1β、IL-6、TNF-α等致炎性因子的表達，提高抗炎因子水平，在人體不同疾病狀況下發揮抗炎功能，減少炎性反應的發生，提高機體抵抗力。通過研究藏花醛對高脂飲食致2型糖尿病大鼠血糖的血糖水平、炎癥損傷以及糖尿病腎病大鼠模型抗炎的影響，表明藏花醛能夠明顯降低炎癥因子IL-1β、IL-6、TNF-α在血清中的濃度[41]，具有抗炎作用，可以用作臨床糖尿病及其并發癥的治療。藏紅花素通過抑制Caspase-1和IL-1β表達保護視網膜缺血再灌注損傷小鼠RGCs[42]。姜黃素可抑制IL-1β激活核因子κB(NF-κB)信號通路刺激細胞中COX-2的表達途徑，抑制炎性因子的表達[43]，通過抗炎作用減緩DR的進展。沒食子酸能降低TNF-α水平[44]，抑制促細胞炎性因子腫瘤壞死因子、IL-6和IL-1的分泌[45]。鞣花酸亦可以降低IL-1β、IL-6、TNF-α、NF-κB水平，發揮抗炎作用[46]。

在高血糖條件下，山奈酚通過下調PI3K的表達抑制Src-Akt1-Erk1/2信號通路的激活，影響視網膜血管內皮細胞分泌VEGF，抗新生血管生成[47]。此外，山奈酚可通過上調胰島素樣生長因子1(IGF-1)表達，下調VEGF、細胞黏附分子的表達，使血管活性相關因子重新維持在相對平衡的狀態，從而抑制視網膜病理性新生血管生成[48]。

香草醛通過抑制HMGB1的表達發揮抗炎作用[37]。HMGB1是非組蛋白DNA結合蛋白，也是一種促炎細胞因子，通常定位于細胞核，在多種因素刺激下進入細胞與受體或晚期糖基化終產物受體結合，促進各種促炎細胞因子(如IL-1和TNF-α)的分泌。

2.3抗氧化作用糖尿病及其并發癥的出現和機體的抗氧化反應能力密切相關，體內自由基濃度升高、脂質過氧化可導致糖尿病動物神經細胞和血管組織的DNA和蛋白質受到影響[49]。

藏花醛可抑制谷氨酸誘導神經細胞產生大量自由基[50]，降低活性氧(ROS)的累積，起到細胞保護效果，清除自由基ROS、不飽和脂肪酸，明顯降低丙二醛(MDA)水平和NO水平，通過提高谷胱甘肽、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、抗氧化酶的水平以及巰基含量，發揮抗氧化效應[51]。藏花醛提高PI3K/Akt/GSK3β的蛋白表達，通過調控PI3K/Akt/GSK3β信號通路抑制細胞凋亡和氧化應激的發生[52]。藏紅花素可以有效控制細胞內活性氧水平、影響細胞凋亡的信號分子Bcl-2及Bax的表達，改善視網膜色素上皮(RPE)細胞內的氧化反應狀況，減少RPE細胞凋亡的發生[53]。

DR的氧化應激反應與PI3K/Akt/GSK3β/Nrf2通路的激活有關[54]。訶子中鞣花酸可以通過Nrf2通路發揮抗氧化作用[36]。核因子紅系-2相關因子2(Nrf2)是細胞內源性的抗氧化調節轉錄因子，通過刺激抗氧化基因的表達，減輕細胞氧化損傷[55]。糖原合成酶激酶3β(GSK3β)通過介導細胞凋亡、血管新生等多種效應參與視網膜疾病的發生發展[49]。GSK3β與RGCs的突觸變性有關，通過干預調節GSK3β激活Nrf2可以減少視網膜氧化應激導致的RGCs的損傷與凋亡[56]。Nrf2/HO-1通路是細胞進行抗氧化應激的重要途徑，Nrf2該轉錄因子干預其下游血紅素加氧酶-1(HO-1)等抗氧化酶的功能表達[23]。

沒食子酸與鞣花酸均可通過與自由基的高親和力清除自由基，發揮抗氧化作用。在一定濃度范圍內沒食子酸對自由基的清除作用與維生素C相當，降低砷誘導的大鼠器官組織中的丙二醛(MDA)、NO的含量，提高GSH-Px和超氧化物歧化酶(SOD)的活性[57-58]。

姜黃素通過調節內源性體內抗氧化系統，在細胞氧化應激中發揮著重要的作用。姜黃素可降低D-半乳糖所致大鼠體內的氧化反應，上調Nrf2蛋白和調節產物HO-1蛋白的表達[59]，可下調miR-125b使ROS生成減低，提高細胞抗氧化能力避免高糖誘導的細胞損傷[60]。體外研究實驗證實山奈酚對NO、過氧化氫(H2O2)、DPPH等自由基具有清除的作用[61]。

香草醛抑制細胞活力下降和凋亡誘導，減輕細胞中丙二醛水平和活性氧產生所顯示的細胞內脂質過氧化，降低抗氧化酶超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶活性水平[62]，發揮抗氧化作用。

明目-11在臨床應用及試驗研究中已證實具有保護視網膜神經血管損傷、促進眼底滲出吸收、改善患者視力的作用。明目-11的多種活性成分參與DME發生的多條通路，本文主要選取上述幾種較為明顯的活性成分從神經細胞保護、炎性反應、氧化應激等方面進行概述，對其活性成分參與DME的作用機制及相關通路歸納總結見表1。

表1 明目-11活性成分對糖尿病性黃斑水腫的作用機制與信號通路

3小結與展望

DR是糖尿病患者眼部常見并發癥，是勞動年齡群體視力喪失的主要原因。現代醫學治療DR存在一定的局限性。明目-11及其活性成分對DR具有神經保護、抗炎、抗氧化等作用，可以有效延緩DR的進展，治療DME。因此，深入研究蒙藥組方制劑對DR病變中的機制，開辟一種新的臨床治療方法以便早期預防或延緩DR的進展、保護DR患者視力，讓更多患者脫離低視力范疇，降低DR帶來的經濟負擔和致盲率，改善患者生活質量，對推進防盲、致盲工作的進展具有重要意義。所以，對明目-11及其活性成分的研究以及臨床應用應繼續作為一個重點研究方向。