雷公藤紅素治療眼科疾病的作用機制研究進展

程聰聰，楊洪濱

雷公藤是衛矛科雷公藤屬植物，具有祛風除濕、殺毒、消腫止痛等功效，被廣泛應用于臨床，主要作用成分為二萜、三萜類化合物等。雷公藤紅素（celastrol）是一種三萜類化合物，也是雷公藤的主要活性單體之一，又名南蛇藤素，不僅具有抗炎、抗氧化、免疫抑制、抗病毒、抗腫瘤等作用，還能保護中樞神經細胞，治療中樞神經病變[1]。近年來研究者開始探索雷公藤紅素在眼科疾病中的應用，有研究[2]報道，其對真菌性角膜炎、年齡相關性黃斑變性（age-related macular degeneration，AMD）、后發性白內障等具有治療作用，且對相關藥理機制進行了探索。本文對雷公藤紅素在眼科疾病的最新進展進行綜述，以期為雷公藤紅素在眼科疾病的進一步研究及臨床應用提供參考，現報道如下。

1 雷公藤紅素的藥理及毒副作用

雷公藤紅素的分子式為C29H28O4，有研究[3]表明，此類化合物2位羰基和3位烯醇式羥基的分子內氫鍵，是其藥理及毒性作用的分子基礎。雷公藤紅素主要有以下5種藥理作用，（1）抗炎作用：HU M等[4]發現，雷公藤紅素通過誘導孤兒核受體轉錄因子蛋白和腫瘤壞死因子受體相關因子2（tumor necrosis factor receptor-associated factors，TRAF2）促進線粒體泛素化及自噬，從而抵抗炎癥的發生發展；雷公藤紅素也可以通過調節核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）、絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）等多條信號通路，誘導產生抗炎及免疫抑制的作用[5]。（2）抗氧化作用：雷公藤紅素可調節細胞氧化應激[6]，如MARTíN-RAMíREZ R等[7]發現，其可直接誘導SIRT7基因表達發揮抗氧化應激作用。（3）抗腫瘤作用：雷公藤紅素可通過促進腫瘤細胞調亡、抑制腫瘤細胞增殖、轉移和抗腫瘤新生血管生成等多種形式，對肺癌、胃癌、黑色素瘤等癌癥產生抑制作用[8-9]。（4）抑制肥胖：近年來，雷公藤紅素通過增加體內能量消耗、激活棕色脂肪組織和表達線粒體基因來抑制肥胖[10]也得到了廣泛關注。（5）神經保護：JIANG M等[11]證明了雷公藤紅素可通過促進白細胞介素（interleukin，IL）-33/生長刺激表達基因2（growth stimulation expressed gene 2，ST2）軸介導的M2型小膠質細胞極化，降低急性缺血性腦卒中導致的神經損傷。

雖然雷公藤紅素對多種疾病均具有良好的治療價值，但其臨床應用也存在一定限制因素，如水穩定性差、生物利用度低、治療窗口窄、不良反應和副作用多等[12]。此外，其毒副作用值得關注，有研究[13]表明，雷公藤紅素可以通過改變細胞色素450酶（cytochrome P450，CYP450s）活性影響肝細胞活性，對心臟及造血系統也有毒副作用，還可通過改變氨基酸的合成和代謝等方式影響腎臟以及生殖系統。為了降低雷公藤紅素的毒性作用，中醫學利用配伍、炮制等方法進行克制，如配伍三七或甘草炮制雷公藤可降低其對肝臟的損傷；也可直接對雷公藤紅素進行化學結構修飾，多數在C-29位羧基、C-3位羥基以及B環C-6進行[14]，從而獲得具有生物活性的衍生物，目前多集中于抗腫瘤活性方面[15]；還有研究[16]將雷公藤紅素裝載于聚乙二醇納米粒中得到生物學效應更佳的雷公藤紅素納米顆粒，用于治療肥胖等疾病。

2 眼部研究進展

2.1 角膜相關疾病

真菌性角膜炎是由真菌感染所引起的一類角膜疾病。由于對治療藥物的敏感性較弱，可使用的抗菌藥物較少，且治療及預后較細菌性角膜炎差[17]。臨床上已發現多種可引起真菌性角膜炎的病原菌，如煙曲霉菌是真菌性角膜炎常見的致病菌之一，其易對抗菌藥物產生耐藥性，因此急需研發新型抗菌藥[18]。SUN Q等[19]發現，雷公藤紅素可以通過下調炎癥因子和低密度脂蛋白氧化膜受體（low density lipoprotein oxidized recepter-1，LOX-1）來抑制煙曲霉菌性角膜炎的炎癥反應，促進角膜愈合。還有研究[20]表明，煙曲霉菌性角膜炎受輔助性T細胞（T helper cell 17，Th17）和產生IL-17的中性粒細胞調節，并證明了雷公藤紅素可以抑制Th17中的磷酸化信號傳導及轉錄激活蛋白（signal transducer and activator of transcription，STAT3）表達，從而調節Th17的產生，發揮治療作用。雷公藤紅素所表現的抗炎作用，在治療煙曲霉菌性角膜炎中展現了潛在價值。

隨著近年來角膜移植手術的推廣，促進同種異體角膜移植片成活并降低并發癥，一直是角膜移植手術的一個難題。LI Z等[21]發現，在同種異體角膜移植過程中，雷公藤紅素通過Toll樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4）/髓樣分化因子88（myeloid differentiation factor 88，MyD88）/NF-κB通路抑制M1型巨噬細胞的聚集和TLR4在角膜移植物中的表達，減少多種促炎細胞因子如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factorα，TNF-α）、IL-1、IL-6的釋放，抑制角膜水腫和角膜新生血管（corneal neovascularization，CNV）形成，促進了同種異體角膜移植片的存活。此外，還有研究[22-23]發現，雷公藤紅素通過抑制巨噬細胞浸潤，降低血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和基質金屬蛋白酶9的表達，顯著抑制CNV形成，有效減少角膜移植后并發癥的發生。

2.2 視網膜相關疾病

AMD是老年人視力障礙最常見的原因之一，AMD主要影響外層視網膜，如Bruch膜、視網膜色素上皮（retinal pigment epithelium，RPE）層等，造成RPE層及Bruch膜損傷，從而產生玻璃膜疣、新生血管、視網膜內液或下液等一系列病變[24]。氧化應激、自噬、RPE層細胞凋亡、炎癥等在AMD的發病機制中均發揮重要作用。DU Z等[25]發現，雷公藤紅素可以激活RPE細胞中的去乙酰化酶3（sirtuin 3，SIRT3）通路，防止氧化應激和細胞凋亡。PAIMELA T等[26]發現，雷公藤紅素可調節NF-κB及其關鍵調節因子熱休克蛋白70（heat shock proteins 70，Hsp70），從而抑制人RPE細胞的先天免疫反應。ZHOU Y等[27]發現，雷公藤紅素可通過增強核因子E2相關因子2（nuclear factor-erythroid 2-related factor 2，Nrf2）及其靶基因谷氨酸-半胱氨酸連接酶修飾亞基（glutamate-cysteine ligase modifier subunit，GCLM）和血紅素氧合酶1（heme oxygenase-1，HO-1）等的表達，來激活Nrf2信號通路來治療RPE的氧化損傷。BIAN M等[28]發現，雷公藤紅素可減輕RPE細胞和光感受器細胞的氧化應激，下調促炎基因在視網膜的表達，并抑制視網膜中小膠質細胞活化和增生，從而減少光誘導的光感受器細胞的死亡。這些研究都證明了雷公藤紅素在防止視網膜氧化應激及降低視網膜炎癥等方面有著較好的效果。

對于雷公藤紅素的研究不僅局限于RPE層，其對于其他視網膜疾病也有一定作用。糖尿病視網膜病變（diabetic retinopathy，DR）被認為是一種微血管病變導致的疾病，由于血管滲漏、毛細血管閉塞或新生血管形成，從而引起糖尿病性黃斑水腫（diabetic macular edema，DME）等病變[29]。FANG J等[30]發現，雷公藤紅素通過下調缺氧誘導因子1α（hypoxia inducible factor 1α，HIF-1α）/VEGF信號通路來抑制高糖誘導人視網膜血管內皮細胞（human retinal vascular endothelial cells，hRECs）的增殖和新生血管形成，表明雷公藤紅素可以改善糖尿病患者hRECs的病理改變，減緩DR的發展。

ZHAO K等[31]發現，雷公藤紅素可通過抑制miRNA-17-5p/HIF-1α/VEGF信號通路來保護神經膠質細胞，緩解病理性視網膜新生血管（retinal neovascularization，RNV）的發展，從而起到預防和治療早產兒視網膜病變（retinopathy of prematurity，ROP）的作用。ROP是以RNV為主要表現的疾病，是新生兒失明的主要原因之一，目前主要以抗VEGF治療為主，但該治療成本較高，且對嬰幼兒應用可導致迅速脫敏，雷公藤紅素給ROP的預防及治療帶來了新的研究方向。

2.3 視神經相關疾病

青光眼是以視網膜神經節細胞（retinal ganglion cell，RGC）凋亡、視神經萎縮和視野缺損為特征的神經退行性疾病，發病機制尚不完全明確[32]。目前降低眼壓仍是減緩青光眼發展的主要治療方法，但即使眼壓降低后，視神經病變也經常繼續進展，特別是在青光眼的晚期階段[33-34]。KYUNG H等[35]發現，雷公藤紅素可以通過抑制TNF-α介導的細胞凋亡來保護視神經中被擠壓損傷的RGC，起到保護視神經的作用。GU L等[36]的研究進一步證實了雷公藤紅素對眼壓升高誘導的神經損傷具有保護作用。

視神經炎（optic neuritis，ON）是以視神經炎癥性脫髓鞘為特征的疾病，與多發性硬化癥（multiple sclerosis，MS）有關，70%的MS患者可并發ON[37]。YANG H等[38]發現，雷公藤紅素可通過抑制NF-κB磷酸化和核易位并下調誘導型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）在視神經中的表達，以及抗RGC凋亡，來發揮保護視神經的作用，減弱MS和ON的癥狀。

2.4 其他

白內障是一種常見的致盲性疾病。前囊下白內障（anterior subcapsular cataract，ASC）是常見的白內障類型，后囊膜混濁（posterior capsular opacification，PCO）是白內障手術常見的并發癥之一，二者均是由晶狀體上皮細胞（lens epithelial cell，LEC）增殖、異常纖維化引起。其中，病理性上皮間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）在LEC異常纖維化的發生發展中發揮重要作用[39]，而轉化生長因子-β2（transforming growth factor-β2，TGF-β2）是EMT發生過程中最重要的生長因子[40]。WANG LP等[41]發現，雷公藤紅素可以抑制TGF-β2誘導的LEC纖維化，并能失活Sma和Mad相關蛋白（Sma-and Mad-related protein2/3，Smad2/3）磷酸化來抑制EMT，從而抑制ASC和PCO的發生；還發現雷公藤紅素可以引起LEC的G2/M期阻滯，從而抑制LEC增殖的進展。

Graves病（Graves disease，GD）是一種甲狀腺自身免疫性疾病，以甲狀腺功能亢進、彌漫性甲狀腺腫和Graves眼病為特征。Graves眼病以突眼、軟組織炎癥、眼瞼攣縮、眼球運動受限等為主要臨床表現[42]，其發生與眶成纖維細胞異常分泌炎癥細胞因子有關，包括IL-6、IL-8等，細胞間粘附分子-1（intercellular adhesion molecules，ICAM-1）和環氧化酶-2（cyclooxygenase-2，COX2）等也被發現在Graves眼病患者中表達上調[43]。LI H等[44]發現，雷公藤紅素通過下調眶成纖維細胞NF-κB、IL-6、IL-8、ICAM-1、COX2等炎癥因子的表達，從而抑制炎癥反應，起到治療Graves眼病的作用。

視網膜母細胞瘤（retinoblastoma，RB）是兒童最常見的眼內惡性腫瘤，治療不及時易危及生命，RB的治療方法有化療、放療、手術等[45]。RB的治療方法在過去幾十年中逐漸發展，其目的不僅是保護生命，還有降低視力損傷[46]。由于手術所造成的不可逆損傷及化療藥物的副作用較為明顯，所以研發出新型藥物一直是RB研究的主要目標。LI Z等[47]發現，雷公藤紅素通過誘導細胞凋亡來抑制異種移植小鼠模型RB生長；還有研究[48-49]發現，雷公藤紅素可以通過下調HIF-1α和VEGF表達，來抑制腫瘤血管生成，減緩異種移植小鼠模型RB的生長，為RB的治療帶來了新的研究方向。

3 小結

隨著對雷公藤紅素不斷研究，其在眼部疾病中的治療價值已得到認可，作用機制也更加清晰，但是現有研究也展現出一些不足：（1）目前對雷公藤紅素機制的研究主要集中在抗炎及抗新生血管方面，如減少IL-1、IL-6、TNF-α及VEGF表達等作用，其他機制如細胞周期阻滯、氧化應激等報道較少，需進一步深入探索。同時，目前的研究多是在細胞實驗的基礎上進行的，還需要相關動物實驗和臨床研究來進一步驗證。（2）由于眼部外用藥的作用通常比口服用藥的效果更明顯，應進一步研發雷公藤紅素的眼用制劑，如裝載雷公藤紅素的納米制劑，還能規避其對肝、腎的毒副作用，但目前相關研究較少。未來還需要對雷公藤紅素在眼部疾病中的應用進行更多挖掘。