中藥多糖對實驗性糖尿病性視網膜病變防治作用的研究進展

狄夢卓 施煒 張云乾 王藝帆 魏偉

多糖是藥用植物的主要成分，是生物體中繼蛋白質、核酸之后的另一類重要的信息分子。它們廣泛存在于動物細胞膜、植物和微生物的細胞壁中。十個或十個以上的單糖通過糖苷鍵連接和縮合，形成聚羥基烷酮聚合物[1]。近幾十年來，從不同種類的中草藥中分離得到的多糖因其具有抗腫瘤、抗氧化、抗糖尿病、抗輻射、抗病毒、降血脂和免疫調節等重要生物活性而備受關注[2]。

影響視網膜血管的最常見疾病是糖尿病視網膜病變(DR)，其患病率隨著糖尿病病程的延長而增加，糖尿病病人的患病率約為 20%，而其中DR病人的患病率約為 75%[3]。目前DR的發病機制并沒有明確，主要有蛋白質非酶糖基化產物、多元醇代謝通路異常、氧化應激學說、腎素-血管緊張素、蛋白激酶C的激活及內皮素系統的異常等方面[4]。本文主要對中藥多糖在預防和治療實驗性DR中的研究進行綜述。

1 黃芪多糖(astragalus polysaccharides， APS)

黃芪性溫味甘，歸屬肺、脾兩經，具補氣固表、托毒排膿、利尿、生肌、斂創生肌等功效?，F代藥理學研究發現，APS能夠通過多途徑靶點來影響機體，是中藥黃芪中活性最強的有效物[5]。APS不僅被證實在體內、體外試驗中具有抗糖尿病作用[6]，而且被證實其在保護視網膜及阻止DR的發生及病程進展中起著關鍵作用。

在糖尿病中，Kir2.1表達的減少延長了細胞外鉀進入細胞的時間，影響了細胞復極化的過程，導致Müller細胞的生物學功能下降。李玉紅等[7]發現，通過APS治療的大鼠視網膜Kir2.1表達是上升的。由此推測,APS對糖尿病大鼠早期視網膜Müller細胞有保護作用。

DR最初被認為是一種微血管病變，原因是視網膜微血管異常，如微動脈瘤和脫細胞毛細血管。然而，充分的證據表明炎癥伴隨著DR的進展。黎國英等[8]通過對糖尿病SD大鼠的研究證實，APS在體內實驗中抑制炎癥因子TNF-α、IL-6、CRP及NF-κB的表達，從而發揮抗炎作用來緩解DR的病情進展。其他體外實驗同樣發現APS可以使TNF-α、細胞間黏附分子-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)的表達量下降，阻止大量炎癥因子的釋放，起到保護視網膜血管和神經的作用[9]。

血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是一種血管內皮生成和血管滲透性因子，被認為是導致DR以及其他視網膜疾病視網膜滲透性和血-視網膜屏障(BRB)完整性的關鍵分子，在病變的發生發展過程中參與了病變形成的各個環節[1]。在閆豐華等[9]和劉俊輝等[10]的實驗中, 均發現APS可以使VEGF和p-Akt表達減少。推測APS通過抑制Akt-VEGF信號通路活化，直接幫助減少新生血管的生成，調節視網膜血管滲漏。

另一方面，APS也可以發揮抗氧化的作用。高血糖破壞視網膜細胞內的穩態，引起內皮細胞過氧化、機體內氧自由基生成增加、造成膜蛋白及脂質過氧化，導致機體內超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)含量降低、丙二醛(malondialdehyde，MDA) 含量升高[11]。APS通過提高SOD及降低MDA的表達含量來降低視網膜細胞氧化損傷[7]。

2 紅芪多糖(radix hedysari polysaccharide，HPS)

紅芪是甘肅地道藥材，來源于豆科植物多巖黃芪的干燥根，與黃芪同科異屬，屬于補氣藥的一種，性味、歸經、功效、主治基本相同，都具有補氣升陽、固表止汗、托毒生肌和利水消腫等作用。

HPS屬于雜多糖，其來源于紅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，對治療DR的原發病也有一定的幫助作用[12]。

在汝亞琴等[13]的研究中，以db/db小鼠為研究對象，發現HPS可直接通過下調視網膜VEGF基因表達水平和蛋白合成量，抑制新生血管生成，保護db/db小鼠的視網膜微血管，從而延緩DR的發生發展。

HPS還可以間接調控VEGF表達，抑制新生血管生成。單玫等[14]的實驗中HPS通過降低大鼠血清CRP含量，減輕炎癥反應，實現抑制VEGF表達的作用，使視網膜組織中VEGF水平降低，促進色素上皮衍生因子(pigment epithelium derived factor，PEDF)表達。張花治等[15-16]先后兩項研究表明，HPS可升高血小板反應蛋白-1(TSP-1)基因和蛋白的表達，降低血小板源性生長因子-B(platelet-derived growth factor-B，PDGF-B)基因和蛋白的表達，并且可降低VEGF和E26轉錄因子-1基因和蛋白的表達，減少DR中新生血管生成及增殖，且高劑量的HPS延緩視網膜病變效果更好。

從氧化應激的角度分析，視網膜組織缺血、缺氧是VEGF產生的主要原因，糖尿病發病過程中一氧化氮含量的增多促使VEGF表達。HPS可以通過激活Nrf2抗氧化通路，使抗氧化酶SOD合成增加，從而抑制活性氧的產生，減少誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase ，iNOS)合成，降低NO損傷，減少過度氧化應激造成的細胞凋亡，繼而減輕DR[17]。

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

ABPS是莧科植物牛膝根中提取的多糖，具有相對分子量小、水溶性好的特點。牛膝已被證實具有改善血液循環、抗血小板聚集、抗氧化、抗炎、降低血糖等作用，可以幫助治療糖尿病原發病[18]。

楊旭東等[19]以高、中、低不同濃度的ABPS治療用鏈脲佐菌素(streptozocin，STZ)誘導的Wistar大鼠，發現ABPS能顯著下調Bax基因表達，上調survivin基因表達，且劑量越高效果越顯著。Bax 是半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)活化的重要調節因子，參與促進細胞凋亡的機制，由此推測ABPS有阻止糖尿病大鼠視網膜細胞凋亡的作用。

4 三七多糖(panax notoginseng polysaccharides，PNP)

糖類為三七中的藥用成分之一, 由多種多糖類活性物質構成[20]。PNP對糖尿病原發病治療也有一定作用。研究表明，PNP可以降低糖尿病大鼠的隨機血糖、糖耐量和肝糖原水平，起到控制血糖的作用。

PNP被證實在抗氧化抗炎方面可以起到改善視網膜血流的作用。PNP通過升高抗氧化物質谷胱甘肽(glutathione，r-glutamyl cysteingl +glycine，GSH)和氧化炎癥因子NO的水平，抑制VEGF和iNOS基因表達，增加白細胞黏滯，降低血管通透性，促進視網膜基底膜的增厚，起到改善視網膜血流的作用，從而改善糖尿病引起的視網膜病變[21]。

5 銀杏葉多糖(polysaccharide of ginkgo biloba leave，PGBL)

銀杏葉是銀杏的干燥葉, 具有斂肺、活血化瘀、止痛等作用。PGBL是銀杏葉中一種重要的活性成分, 其含量高達3%～6%。近年來已發現PGBL具有很多生物活性。有研究發現， PGBL不僅能降低糖尿病大鼠血糖，而且是可以通過下調糖尿病大鼠視網膜基質金屬蛋白酶9(MMP-9)及iNOS RNA表達來有效上調糖尿病大鼠的視網膜神經節細胞的數目，對DR具有一定的保護作用[22]。

6 枸杞多糖(lycium barbarum polysaccharides，LBP)

枸杞性味甘、平，歸肝、腎經，具有滋補肝腎，益精明目的功效，為平補腎精肝血之品。LBP來自枸杞果實的提取物，被認為是負責枸杞多種藥理和生物功能的主要化學成分。

在張慧西等[23]的研究中，LBP組小鼠視網膜組織中TNF-α、IL-1β、ICAM-1、p選擇素(p-selectin)的含量顯著低于糖尿病組。另一個實驗中LBP被證實可以下調CRP、TNF-α、IL-6的表達，穩定視網膜屏障上的緊密連接，減少血-視網膜屏障的炎癥因子釋放的作用[24]。Wang等[25]的研究表明，LBP可以作為Rho / ROCK抑制劑治療DR，通過LBP處理可以逆轉糖尿病大鼠中緊密連接蛋白P(P-Occludin)的下調和ROCK1蛋白和P-MLC因子的上調，這與視網膜細胞的整合形態和血-視網膜屏障有關。

糖尿病病人易在眼部累積晚期糖化終產物(advanced glycation end products，AGEs)，可與多種細胞發生作用，如視網膜血管內皮細胞、周細胞、視網膜色素上皮細胞、Müller細胞等，從而引起一系列損傷致使DR的發生和發展。而羅瓊等[26]的研究顯示，LBP能拮抗 AGEs的損傷效應，發揮保護視網膜神經細胞、下調細胞因子表達、抑制新生血管形成的作用。

郭建等[27]的研究表明，通過LBP抗氧化給藥可阻止視網膜神經病變的發展，可能在一定程度上減輕線粒體的病理改變，阻止神經細胞凋亡，控制病變向血管組織進展。

綜上所述，LBP能夠抑制糖尿病小鼠視網膜內的血管新生，減少視網膜血管滲透性、氧化應激反應及炎癥反應，保護BRB，對DR具有治療作用。

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

石斛是一種傳統的名貴藥材和滋補品, 具有益胃生津﹑滋陰清熱﹑潤肺止咳等功效。石斛的主要化學成分有多糖類、生物堿類﹑氨基酸﹑聯芐類等, 其中多糖含量較高。

炎癥機制在DR的早期發展中起著重要作用，嚴格的血糖控制和以炎癥為靶點的藥物治療有利于DR的治療。根據我國學者近年來對石斛的研究發現，PDC具有抗炎的藥理作用，且藥物不良反應較小，可能為DR早期的抗炎治療提供新的途徑[28]。

PDC可降低糖尿病大鼠視網膜及血清中TNF-α的表達水平，上調緊密連接蛋白Z0-1、occludin、claudin-5的表達, 改善DR時BRB的通透性[29]。進一步的動物研究表明, PDC不僅可以抑制TNF-α，還可以抑制IL-10、IL-6和干擾素等多種促炎性細胞因子的表達, 從而發揮抗炎作用[28]。另一方面，PDC可能通過提高Müller細胞活性，減少Müller細胞的凋亡，維持視網膜外屏障的穩態，達到保護高糖狀態下視網膜損傷的作用[30]。

PDC還能夠有效抑制缺氧/復氧誘導的視網膜神經節細胞(RGC)-5細胞凋亡，因此PDC在預防和治療DR方面具有一定的應用前景[31]。

總而言之，中藥多糖不僅對于治療DR原發病具有一定作用，而且可以直接作用于視網膜，通過抗炎、抗氧化應激、抗新生血管生成等作用，發揮保護視網膜屏障，維持視網膜血管滲透性等功能，從而幫助治療DR，且劑量越高效果越突出。由于雜多糖的成分、功能復雜，可以類比中藥的作用，因此中藥多糖的互相配伍是否會增強藥效也值得進一步研究。但值得注意的是，大部分中藥多糖都屬于雜多糖，難以精確控制各種成分的含量，不同產地和批次的中藥多糖提取過程中，各種糖份的含量差別巨大，更難以對其機制進一步明確。因此未來對中藥多糖的研究，應向更精細和更具有深度方向探尋。