中药单体治疗白内障的研究进展

卫怡颖 马博威 李海龙 宋旭东 周红刚

(1南开大学药学院，天津 300350；2天津国际生物医药联合研究院；3首都医科大学附属北京同仁医院同仁眼科中心)

白内障是导致失明和视力障碍的主要原因，随着人口老龄化，我国白内障发病人数逐年增多，严重影响人们的生活质量。白内障是常见的眼部疾病之一，主要表现为视物模糊，多种因素都能导致白内障，其中氧化应激损伤被认为是白内障形成的主要原因。它可以改变晶状体细胞膜的通透性，引起细胞内外离子平衡失调，这又进一步加重晶状体的氧化程度，使晶状体蛋白及脂类氧化，导致晶状体混浊。目前，手术治疗是公认的唯一确切有效治疗白内障的手段，白内障的药物治疗在国内外均处于探索研究阶段〔1〕。当前针对白内障的中药治疗越来越多，其中中药单体发挥了重要作用。中药在我国历史悠久、价廉易得、副作用少，适合长期服用，越来越广泛的应用于治疗各种慢性疾病。本文从中药单体对白内障治疗的作用机制、疗效等多方面综合概述中药单体对白内障的作用。

1 白内障与氧化应激

氧化应激是指氧化物质与抗氧化物质作用失衡，造成核酸、脂质、蛋白质及碳水化合物过氧化，从而激活信号转导途径和转录因子，导致慢性炎症和组织功能障碍〔2〕。氧化应激与炎症在白内障的发生和发展中起关键作用，当眼睛暴露在光线下，线粒体及光感受器的新陈代谢率高，因此特别容易受到氧化应激的影响，使活性氧(ROS)的产生和中和之间不平衡，导致细胞成分氧化〔3〕。在正常眼球中，完整的玻璃凝胶通常可通过防止玻璃体液大量流动来帮助维持晶状体周围的低氧水平，玻璃凝胶的变性或破坏将使更多的氧气输送到晶状体，晶状体暴露于高氧环境中将引起核性白内障〔4〕。当处于低氧环境中的正常晶状体受到刺激时，会导致超氧化物阴离子、羟基自由基和过氧化氢(H2O2)等活性化合物增加，从而损伤晶状体，导致晶状体核酸、蛋白质和脂质变性，引起突变和细胞凋亡〔5〕。有研究表明自由基可靶向作用于晶状体中的多肽类物质、α-晶状体蛋白及分子伴侣等，从而导致白内障〔6〕。

晶状体蛋白可以保护细胞免受应激诱导的细胞凋亡，调节细胞生长并增强基因组稳定性〔7〕。α-晶状体蛋白是脊椎动物晶状体的主要结构蛋白，可以抑制大多数酶引起的热聚集和沉淀，并帮助未折叠的蛋白质重新折叠，α-晶状体蛋白多肽能抑制晶状体上皮细胞(LEC)凋亡和晶状体混浊〔8〕。晶状体中含有多种抗氧化剂，如谷胱甘肽(GSH)主要存在于晶状体的上皮层，其可以保持蛋白质硫醇处于还原状态，通过防止形成高分子量的结晶蛋白聚集体来帮助保持晶状体透明性，抗坏血酸(AsA)可以防止脂质过氧化和巯基的减少〔4〕。

2 中药单体对白内障的治疗作用

2.1黄酮及异黄酮类

2.1.1橙皮苷/橙皮素 橙皮苷及其糖苷配基橙皮素是来自芸香科柑橘属植物果实的两种黄酮类化合物，具有抗氧化和抗炎等多种生物学活性〔9〕。研究表明，橙皮素对于亚硒酸盐诱导的白内障具有保护作用。Nakazawa等〔10,11〕发现橙皮素可以缓解亚硒酸钠诱导的白内障大鼠晶状体中晶状体丝蛋白的降解及GSH和AsA浓度的降低，并且橙皮素可以预防晶状体蛋白分子伴侣活性和α-晶状体蛋白水溶性的降低。Karimi等〔12〕的研究表明橙皮苷可以减少辐射引起的晶状体中丙二醛(MDA)水平的升高及GSH的降低，从而在晶状体中发挥抗氧化性能，缓解辐射引起的白内障。

2.1.2柚皮素 柚皮素是柚皮甙的甙元，属二氢黄酮类化合物，具有抗菌、抗炎、清除自由基、抗氧化等作用。口服柚皮素可减少1型糖尿病大鼠晶状体的氧化应激标志物及缓解糖性白内障晶状体可溶性蛋白的减少〔13〕。Akintunde等〔14〕的研究表明柚皮苷通过增加一氧化氮(NO)水平、抑制醛糖还原酶活性、细胞凋亡和炎症促进眼部健康。

2.1.3芦丁 芦丁又称为芸香甙，是广泛存在于植物中的类黄酮化合物。周艳峰〔15〕的研究表明，芦丁可以抑制H2O2诱导的人LEC(HLEC)ROS的产生和脂质过氧化及细胞凋亡，并呈现剂量依赖性。芦丁通过核因子(NF)-κB和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路参与调节过程。Lu等〔16〕发现给予芦丁后，高血糖大鼠晶状体中的GSH含量升高，MDA含量下降，白内障有所缓解。Zhou等〔17〕的研究发现芦丁预处理可保护HLEC免受H2O2诱导的细胞活力降低和凋亡的影响，芦丁通过阻止H2O2诱导的NF-кB/p65的激活和易位来缓解LEC的氧化应激。

2.1.4槲皮素 槲皮素是一种广泛分布于植物中的多羟基黄酮类化合物，具有多种生物活性及较高的药用价值〔18〕。Lu等〔16〕发现槲皮素通过提高糖性白内障大鼠晶状体中GSH含量、减少MDA含量来抑制脂质过氧化，从而缓解了白内障。刘鹃等〔19〕的研究表明槲皮素可减轻链脲佐菌素引起的大鼠晶状体浑浊程度及LEC的凋亡。Du等〔20〕发现链脲佐菌素引起的大鼠白内障经槲皮素治疗后，晶状体氧化应激减轻，并抑制上皮间质转换(EMT)。槲皮素通过抑制转化生长因子(TGF)-β2/磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)的活化，增强抗氧化能力，从而有效改善高糖诱导的HLEC(SRA01/04)的EMT。

2.1.5木犀草素 木犀草素是广泛存在于金银花、白毛夏枯及胡萝卜等植物中的一类黄酮类化合物，具有抗菌、抗氧化、抗炎、免疫调节、降血压等作用〔21〕。Sreelakshmi等〔22〕发现与亚硒酸钠诱导的SD大鼠白内障组相比，木犀草素治疗组的抗氧化酶活性增加，ROS水平降低，半胱氨酸蛋白酶(Caspase)-3活性降低，从而降低了晶状体的氧化损伤，达到治疗白内障的目的。Chen等〔23〕用链脲佐菌素来诱导糖尿病大鼠，发现经木犀草素治疗后，大鼠晶状体中GSH和GSH过氧化物酶(GPx)活性升高，MDA水平降低，同时，木犀草素还抑制糖尿病引起的晶状体中白介素(IL)-1β、血管内皮生长因子(VEGF)、NF-κB mRNA和蛋白表达的升高。表明木犀草素可以通过抑制炎症介质和氧化应激水平，成为白内障的有效保护候选物。

2.1.6葛根素 葛根素是中药葛根的主要有效成分，具有降血糖、降血脂、抗氧化等多种药理活性。Zhang等〔24〕发现葛根素治疗降低了晶状体氧化应激，恢复了MDA、GSH和 GPx的水平。此外，葛根素给药降低了视网膜VEGF和IL-1β的表达水平，并增加了核因子E2相关因子(Nrf)2和血红素加氧酶(HO)-1的mRNA表达水平，从而抑制了氧化应激。结果表明，葛根素具有降血糖作用，并且通过降低Nrf2/HO-1信号通路的氧化应激，预防糖尿病大鼠白内障的发展。张剑等〔25〕的研究表明葛根素可通过改善胰岛素抵抗状态及降低p53的表达来抑制LCE凋亡，从而发挥延缓糖尿病性白内障进程的作用。

2.1.7表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG) EGCG是绿茶中含有的类黄酮化合物。Chaudhury等〔26〕发现EGCG对人γB-晶状蛋白聚集具有抑制作用，从而降低氧化应激，缓解白内障。Ergen等〔27〕发现EGCG可以降低硒性白内障大鼠晶状体MDA含量和总氧化剂状态，提高GSH和总抗氧化剂(TAS)状态。Chaudhury等〔28〕发现EGCG可防止H2O2存在时白内障人晶状体γ-晶状体蛋白中的色氨酸氧化。

2.2多酚类

2.2.1白藜芦醇 白藜芦醇是一种植物抗毒素，属于多酚类化合物，具有抗炎、抗氧化等作用。Higashi等〔29〕用链脲佐菌素和D-葡萄糖诱导糖尿病性白内障，发现白藜芦醇抑制了晶状体中蛋白质羰基的增加，表明白藜芦醇通过减弱对晶状体蛋白的氧化损伤来延迟糖尿病性白内障的进展。Doganay等〔30〕证明白藜芦醇通过降低大鼠晶状体和红细胞中GSH和MDA浓度，对亚硒酸诱导的白内障有一定治疗作用。Zheng等〔31〕研究发现，白藜芦醇可消除H2O2诱导的LEC形态的改变，促进细胞增殖，并可以激活沉默调节蛋白(SIRT)1，通过抑制p53途径保护LEC免受氧化应激，从而抑制白内障的形成。

2.2.2姜黄素 姜黄素是从姜黄根茎中提取出的多酚类化合物，具有多种生物活性。包秀丽等〔32〕发现姜黄素可以抑制Wnt/β-连环蛋白信号通路活化，下调细胞周期蛋白(Cyclin)D1的表达，从而抑制HLEC增殖，减轻EMT的发生。Manikandan等〔33〕发现姜黄素通过抑制非酶性抗氧化剂的消耗来抑制硒诱导的大鼠晶状体中的氧化应激并延迟白内障的形成。Cao等〔34〕的研究表明姜黄素提高白内障大鼠晶状体中H2O2酶(CAT)，超氧化物歧化酶(SOD)和GPx的活性，减少Caspase-3和环氧化酶(Cox)-2的表达，并且姜黄素可以提高细胞活力，减少细胞凋亡。

2.3天然类胡萝卜素类

2.3.1叶黄素/玉米黄质 叶黄素是一种广泛存在于植物中的类胡萝卜素，玉米黄质又称玉米黄素，是叶黄素的同分异构体。Bodoki等〔35〕的研究表明叶黄素通过保护眼睛免受光氧化应激而减少白内障的发展。Padmanabha等〔36〕用亚硒酸钠诱导Wistar大鼠白内障，发现叶黄素能降低白内障晶状体中水不溶性与水溶性蛋白的比例，通过调节白内障晶状体氧化应激和炎症来缓解白内障。Barker等〔37〕和Bian等〔38〕发现叶黄素能够滤除紫外线和蓝光，清除自由基，可能减少光引发的晶状体的氧化损伤，从而起到保护晶状体、预防白内障的作用。

2.3.2藏红花素 藏红花素是藏红花的主要成分，具有抗炎、抗氧化等作用。Bahmani等〔39〕的研究表明藏红花素能有效维持动物晶状体中TAS、GSH水平和CAT活性，同时藏红花素还能抑制α-晶状体蛋白糖基化和聚集。Makri等〔40〕发现藏红花提取物能通过增强SOD，GPx，及CAT等抗氧化剂水平来降低MDA，保护巯基并抑制晶状体蛋白水解来防止Wistar大鼠中亚硒酸盐引起的白内障形成。

2.4植物多糖类

2.4.1山茱萸多糖 山茱萸多糖是从植物山茱萸中分离出的一种多糖组分，李娟等〔41〕的研究表明山茱萸多糖可能通过调节SIRT1的表达，从而调节下游基因p53和叉头框转录调节因子(FOX)O1的表达，最终抑制或延缓LEC的凋亡，减缓白内障的进展。Wang等〔42〕发现山茱萸多糖可以提高SOD、GSH水平，清除自由基，有效抑制链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠的氧化应激损伤。

2.4.2枸杞多糖 枸杞多糖是枸杞的主要活性成分，具有神经保护，抗衰老和抗氧化作用〔43〕。刘求红等〔44〕发现枸杞多糖可能通过提高晶状体的抗氧化作用和促进LEC热休克蛋白(HSP)27表达，来降低糖尿病性白内障大鼠晶状体混浊度及改善体重降低和高血糖的情况。钱月慧等〔45〕的研究表明枸杞多糖提前治疗SD大鼠糖尿病性白内障病可以延缓白内障的发展。

2.5其他

2.5.1羊毛甾醇 羊毛甾醇又名异胆固醇，是一种重要的甾醇类化合物，具有广泛的药理作用〔46〕。Zhao等〔47〕的研究表明羊毛甾醇可以降低晶状体内蛋白质的聚集，从而降低白内障的严重程度。Nagai等〔48〕通过珠磨法设计了包含羊毛甾醇纳米颗粒的玻璃体内注射剂型，发现包含羊毛甾醇纳米颗粒可以修复晶状体结构的轻微塌陷，并缓解晶状体的混浊程度。Kang等〔49〕的研究表明羊毛甾醇通过与疏水性二聚化界面结合而破坏人γD-晶状体蛋白的聚集。

2.5.2咖啡因 咖啡因是来源于咖啡、茶等植物中的一种黄嘌呤生物碱化合物。Kaczmarczyk-Sedlak等〔50〕发现咖啡因的施用可使糖性白内障大鼠晶状体MDA和高级氧化蛋白产物(AOPP)浓度降低，同时可提高GSH浓度。Yoon等〔51〕表明咖啡因对紫外线及高糖诱导的白内障动物模型均具有抗氧化损伤的保护作用，可以提高GSH含量及防止细胞凋亡。

2.5.3花青素 花青素是广泛存在于植物中的天然色素。张华等〔52〕发现葡萄籽原花青素能降低LEC ROS水平，并可以通过抑制磷酸化p38，磷酸化c-Jun氨基末端激酶(JNK)蛋白表达阻断MAPK细胞信号传导通路，从而减轻氧化损伤，起到对HLEC的保护作用。周婉祎等〔53〕的研究表明花青素能提高LEC内SOD、GSH、GPx及α-晶状体蛋白含量，减少细胞内MDA、ROS及Ca2+含量，保护细胞免受H2O2诱导的氧化应激，并能抑制TGF-β2诱导的EMT，对白内障起到预防和治疗作用。

2.5.4迷迭香酸 迷迭香酸是从迷迭香中分离得到的一种酚酸类化合物，是一种天然抗氧化剂。Chemerovski-Glikman等〔54〕的研究表明迷迭香酸能减少人晶状体白内障的微粒大小并分解其淀粉样蛋白从而延缓白内障形成。Tsai等〔55〕发现迷迭香酸可以降低硒性白内障大鼠晶状体钙，脂质过氧化物和炎症因子，还显著提高了抗氧化酶活性及晶状体丝蛋白，钙蛋白酶(CAPN)2，Nrf2，SOD，HO-1和醌氧化还原酶(NQO)1蛋白质表达，从而通过提高抗氧化能力缓解白内障的发生。

2.5.5异补骨脂素 异补骨脂素是补骨脂中的有效单体，冯春燕等〔56～58〕、黄秀榕等〔59〕及祁明信等〔60〕的一系列研究发现异补骨脂素能够增强抗氧化能力，提高HLEC内抗氧化酶SOD、GPx及CAT的活性，并减轻HLEC氧化损伤，对H2O2诱导氧化损伤的HLEC及HLEC线粒体超微结构发挥保护作用，并推测其抗HLEC氧化损伤作用可能是通过下调NF-κB表达实现的。

综上，晶状体内的氧化应激是引起白内障发病的关键因素。在临床上白内障的治疗主要是手术治疗，但是我们需要寻找有效药来预防和治疗白内障及用于白内障的术后恢复。中药是我国特有的医药资源，许多中药都对白内障具有一定的疗效，但是在治疗中发挥作用的大多都是中药单体。这些中药单体能通过调节细胞分泌的炎性因子及调控细胞间的信号传导通路来缓解白内障严重程度。目前大多数中药单体在抗炎和抗氧化的研究还处于初级阶段，研究其发挥作用的具体机制对进一步阐明中药单体如何发挥药理作用是非常重要的，同时也为白内障的治疗提供新的方法。