石斛有效成分在眼科疾病治疗中的实验研究进展

金茹娜 ，张腾 ,2，陈瑜 ,2

石斛（Dendrobium）属兰科植物，其多种植物的新鲜或干燥茎可为药用。最早有《神农本草经》记载：“主伤中，除痹，下气，补五脏虚劳，羸瘦，强阴，久服厚肠胃，轻身延年”。后有《本草纲目》、《本草衍义》、《本草纲目拾遗》等著作中均对石斛倍加推崇，作为我国传统名贵中药之一，享有“中华九大仙草”、“千金草”的美誉。

中国石斛属植物中被认定有药用价值的种类已超过50余种[1],2015年版《中华人民共和国药典》（以下简称《中国药典》）中收录了4种石斛，有铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）、金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl）、鼓槌石斛 （Dendrobium chrysotoxum Lindl） 和流苏石斛（Dendrobium fimbriatum Hook）。其中，铁皮石斛从2010年版《中国药典》中即被单列出来，独立形成一项[2]，至2015年版《中国药典》则延续了这一分类方法[3]，并将石斛及铁皮石斛的功能与主治均记载为：益胃生津，滋阴清热，用于热病津伤，口干烦渴，胃阴不足，食少干呕，病后虚热不退，阴虚火旺，骨蒸劳热，目暗不明，筋骨萎软。因其具明目功效，可用于治疗目暗不明等内障眼病，历代中医眼科医家对其偏爱有加，因此眼科名方石斛夜光丸、石斛明目丸等经典方剂流传至今不衰。

随着现代分子化学及药理学研究的不断进展，从石斛中分离出来多种化学成分，且揭示了其多重药理学效应。值得注意的是，不同种类的石斛中有效成分含量和药理学效应也有所不同，因此，本文将对上述《中国药典》收录的4种石斛的有效成分在治疗眼科疾病方面的药理学研究进展进行总结归纳。

1 铁皮石斛

中药铁皮石斛为兰科植物铁皮石斛的干燥茎，经加热烘干形成螺旋形，习称铁皮枫斗，也称耳环石斛，经切段烘干的习称铁皮石斛[3]。铁皮石斛的主要化学成分包括多糖、菲类、联苄类、精油、生物碱、酚类、酸类、酯类、氨酰类等，具有抗氧化、保护肝功能、抗肿瘤、降血糖、降血脂、降血压、抗疲劳和抗胃溃疡等方面的药理作用[4-5]。其中多糖在铁皮石斛中的含量最高[6]，是其发挥包括糖尿病视网膜病变在内的多种疾病治疗效应的主要的化学成分。

李氏等[7]采用链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）腹腔注射诱导的SD大鼠糖尿病模型，观察铁皮石斛多糖对大鼠视网膜及血清中炎症因子表达水平的影响。结果显示，与糖尿病模型对照组比较，铁皮石斛多糖低、中、高各剂量治疗组大鼠视网膜白介素-6（interleukin-6，IL-6）、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor–α，TNF-α)、血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的蛋白表达明显降低，大鼠血清IL-6、TNF-α的水平下降；免疫组化分析显示，正常大鼠视网 膜 未 见 明 显 NF-κB (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells)阳性染色，糖尿病模型对照组大鼠视网膜内NF-κB表达高于正常对照组，与糖尿病模型对照组比较，铁皮石斛多糖各剂量治疗组NF-κB表达降低。结果提示铁皮石斛多糖可以降低糖尿病视网膜病变大鼠视网膜及整体炎症因子（IL-6、TNF-α）的水平，抑制视网膜VEGF表达上调，其作用机制可能与下调NF-κB通路有关。

李氏等[8]检测了铁皮石斛多糖对高糖状态下大鼠视网膜Müller细胞活力和凋亡的影响。结果显示，正常糖浓度培养条件下，铁皮石斛多糖对Müller细胞活力和细胞凋亡无显著影响；高糖培养条件下，与正常对照组相比，Müller细胞活力显著降低，细胞凋亡率显著增加，与高糖组相比，高糖+铁皮石斛组Müller细胞活力显著增加，细胞凋亡率显著降低。实验结果提示铁皮石斛多糖可能通过维持Müller细胞活性，减少Müller的凋亡而达到抗高糖状态下视网膜损伤的作用。

陈氏等[9]利用RT-PCR技术从分子水平初步研究了铁皮石斛多糖对高糖环境下人脐静脉内皮细胞系ECV304中NF-κB表达的干预情况。结果显示，与对照组比较，不同浓度铁皮石斛多糖均显著降低ECV304细胞NF-κB的表达，提示铁皮石斛多糖对高糖诱导的血管内皮细胞NF-κB的高表达有显著的抑制作用。张氏等[10]通过优化铁皮石斛多糖提取工艺，研究了铁皮石斛多糖对高糖状态下人脐静脉血管内皮细胞HUVEC的保护作用及机制，结果显示，与正常组相比，高糖组细胞的生长抑制，Bax的表达上调，Bcl-2的表达下调，铁皮石斛多糖可促进高糖状态下细胞的生长，下调Bax的表达，上调Bcl-2的表达。结果提示，铁皮石斛多糖可抑制血管内皮细胞凋亡，在一定程度上可防治糖尿病血管病变。

2 金钗石斛

金钗石斛是兰科石斛属植物，又名金钗石、扁金钗、扁黄草等，其茎为中药石斛的来源之一，为历版《中国药典》所收载。金钗石斛主要化学成分为生物碱、多糖、倍半萜类、菲类、联苄类等，其生物碱类成分含量高于铁皮石斛[11]，具有抗白内障、兴奋肠道、免疫调节、降血糖、抗肿瘤、抗氧化、抗疲劳等药理药效学作用[12-13]。金钗石斛相关有效成分具有抗白内障的药理学效应。

魏氏等[14]腹腔注射D-半乳糖诱导Wistar大鼠白内障模型，采用金钗石斛生物碱灌胃治疗，结果显示，金钗石斛生物碱高剂量组能明显减轻晶状体混浊度，显著升高晶状体水溶性蛋白、谷胱甘肽（glutathione，GSH）的含量及总超氧化物歧化酶（total superoxide dismutase，T-SOD）的活性，降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）的活性，并可使大鼠晶状体总蛋白质恢复正常水平，糖基化蛋白水平降低。结果提示，糖尿病性白内障伴随一系列晶状体蛋白表达水平的改变，其差异可能参与了晶状体混浊的形成，金钗石斛生物碱具有较为显著的抗糖尿病性白内障作用。此外，魏氏等[15]还观察了金钗石斛生物碱对半乳糖所致糖尿病性白内障大鼠晶状体中一氧化氮（nitric oxide，NO）水平、诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthases，iNOS）的活性及其基因表达的影响，结果显示，金钗石斛生物碱治疗组和正常对照组、阳性对照组的NO水平及iNOS的活性均显著低于模型组，金钗石斛生物碱可降低iNOS基因的表达。提示金钗石斛生物碱能有效降低iNOS基因的表达，对糖尿病性白内障具有较好的治疗作用。

魏氏等[16]采用溶剂提取法分离提取金钗石斛总生物碱和粗多糖，研究其对体外培养条件下H2O2诱导的Wistar大鼠晶状体氧化损伤及白内障形成的影响，发现石斛总生物碱组、粗多糖组晶状体水溶性蛋白、GSH含量及T-SOD活性均显著升高，同时MDA活性降低；其中总生物碱高剂量组晶状体水溶性蛋白含量显著高于阳性对照组水平，其MDA活性则显著低于阳性对照组。提示金钗石斛总生物碱和粗多糖在体外均具有一定的抗白内障的效应，而总生物碱的效果优于粗多糖。

马氏等[17]将H2O2与传代培养的人晶状体上皮细胞（HLEC）共同孵育，复制氧化损伤模型，同时加入不同极性（脂溶性、水溶性、低极性、弱极性）的金钗石斛生物碱，检测其对HLEC的增殖与凋亡的影响。结果显示，H2O2组HLEC增殖下降，金钗石斛脂溶性生物碱和高剂量水溶性生物碱可促进氧化损伤状态下HLEC的增殖，其中脂溶性生物碱可显著增强氧化损伤状态下的HLEC的增殖。此外，脂溶性生物碱可以明显抑制H2O2诱导的HLEC凋亡。结果提示，金钗石斛脂溶性生物碱可通过抗氧化损伤而促进HLEC的增殖、抑制HLEC的凋亡。

3 鼓槌石斛

鼓槌石斛作为兰科植物石斛的基源之一，首次收录于2010版《中国药典》，又名金弓石斛、粗红草，主要含有苄类、菲类、芴酮类等化合物，其药理学效应包括抗肿瘤、抗HIV、免疫调节、心血管系统调节效应、抗白内障、胃肠系统作用、抗氧化及抗诱变等[18]。鼓槌石斛多糖具有抗氧化和抗高血糖的活性[19]，乙醇提取物及毛兰素对糖尿病视网膜病变具有一定治疗效应，石斛酚具有一定的抗糖尿病性白内障的效应。

龚氏等[20]采用STZ诱导的小鼠糖尿病模型，观察鼓槌石斛 乙 醇 提 取 物 （ethanol extract of Dendrobium chrysotoxum Lindl，EEDC）对视网膜病变的作用及机制。研究发现EEDC可降低STZ诱导的糖尿病小鼠视网膜VEGF受体VEGFR1和VEGFR2的基因表达，下调视网膜基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）2/9的mRNA表达水平，并降低STZ糖尿病小鼠血清VEGF、MMP2/9、碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）、 血 小 板 源 生 长 因 子（platelet-derived growth factor，PDGF）A/B、胰岛素样生长因子-1 （insulin-like growth factor-1，IGF-1）、IL-1β 及 IL-6 的水平，此外，EEDC还降低p65的磷酸化和细胞间黏附因子-1（in-tercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）的表达。研究显示EEDC可在糖尿病视网膜病变进程中减缓视网膜新生血管的形成，并通过抑制NF-κB途径减轻视网膜的炎症反应。

余氏等[21]研究发现，EEDC不同剂量均能够明显减轻STZ诱导的糖尿病小鼠视网膜血管新生的程度，机制研究结果表明，EEDC能降低STZ糖尿病小鼠视网膜低氧诱导因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α），VEGF 及其受体 VEGFR1和VEGFR2的基因表达，并降低STZ糖尿病小鼠玻璃体和血清中VEGF的含量。结果提示，EEDC具有改善糖尿病性视网膜病变的药效活性，其机制可能为抑制视网膜VEGF通路相关基因的表达，并降低玻璃体和血清中VEGF水平，进而抑制糖尿病视网膜病变进程中的视网膜血管新生。余氏等[22]还在观察EEDC对STZ诱导糖尿病小鼠非增殖性糖尿病视网膜病变的改善作用及机制实验中发现，与对照组相比，模型组小鼠视网膜组织伊文思蓝渗漏量明显增加，EEDC能够减少视网膜组织伊文思蓝渗透量，EEDC能够显著降低模型小鼠视网膜IL-1β、IL-6、TNF-α及早期生长反应因子（early growth response factor-1， Egr-1）、组织因子（tissue factor， TF）、纤溶酶原激活物抑制剂（serpin E1）等基因的表达，EEDC能够显著下调模型小鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α及凝血/纤溶相关基因TF、serpin E1的水平。结果提示，EEDC具有抗STZ小鼠非增殖性糖尿病视网膜病变的作用，其机制可能为通过抑制非增殖性糖尿病视网膜病变小鼠视网膜和血清中炎性因子 IL-1β、IL-6、TNF-α 及 TF、serpin E1 的基因表达，缓解血视网膜屏障的破坏，从而发挥改善非增殖性糖尿病视网膜病变的作用。

此外，余氏等[23]观察了鼓槌石斛中的毛兰素抗糖尿病视网膜新血管生成的效应及机制。结果显示，毛兰素可抑制高糖诱导的脉络膜视网膜内皮细胞RF/6A的管形成和迁移。在RF/6A细胞和小胶质细胞BV-2细胞中，毛兰素可抑制高糖诱导的VEGF表达，抑制缺氧诱导因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）核转位以及ERK1/2的激活。此外，在RF/6A细胞中，毛兰素可抑制VEGF诱导的新生血管生成、抑制VEGF诱导的VEGFR2的活化，以及其受体下游cRaf-MEK1/2-ERK1/2和PI3K-AKT信号通路的活性。除此之外，毛兰素能减少STZ糖尿病小鼠和氧诱导的视网膜病变小鼠的视网膜血管增加，抑制VEGF表达和小胶质细胞活化。因此认为毛兰素可通过抑制脉络膜视网膜血管内皮细胞和小胶质细胞中ERK1/2介导的HIF-1α表达，抑制脉络膜视网膜血管内皮细胞中VEGF诱导的VEGFR2的活化及其下游信号传导，消除高糖诱导的VEGF表达，抑制视网膜新血管的生成。

吴氏等[24]用鼓槌石斛的提取物石斛酚作用于葡萄糖诱导的人晶状体上皮细胞系HLEC，基因表达分析结果显示石斛酚可以抑制HLEC中醛糖还原酶（aldose reductase，AR）的基因表达，紫外可见光谱初步表明AR基因和石斛酚之间的相互作用可以遵循groove模式，结合常数为1.85×103L/mol。原子力显微镜数据表明，石斛酚可能插入AR基因双螺旋的碱基对，表面增强拉曼光谱研究进一步支持了这些观察结果。上述研究结果提示，鼓槌石斛石斛酚直接抑制AR基因的表达，是其抗糖尿病性白内障的可能机制之一。

4 流苏石斛（马鞭石斛）

2010年之前，历版《中国药典》中未曾出现流苏石斛的名字，直至2010版，马鞭石斛的拉丁来源修改为流苏石斛。其化学成分主要有菲类、联苄类、大黄素型蒽醌类、香豆素类等，但尚未分离得到生物碱类及芴酮类等有效成分。药理作用主要体现在抗肿瘤活性及抗氧化活性方面[25]。目前尚未见与眼科疾病相关的研究报道。

5 展望

综上所述，有关石斛在眼科疾病治疗的实验研究主要集中于与糖尿病有关的白内障和视网膜并发症方面，多项研究提示了石斛具有抗糖尿病性白内障及视网膜并发症的药理学效应。值得关注的是，近年来多项机制研究提示在微血管病变之前，已出现视网膜神经元如光感受器细胞的相关病理改变，提出视网膜神经血管单元（neurovascular unit，NVU）在糖尿病视网膜病变发生发展中的重要意义[26]。目前来源于不同种类石斛的多种有效组分在糖尿病视网膜病变过程中实验研究多基于视网膜血管内皮细胞保护、抗新血管生成及抗炎等效应，对糖尿病视网膜病变病理形成过程中基于相关视网膜神经元病理生理改变的研究尚未见报道。不同石斛有效组分的组合针对糖尿病视网膜病的复杂发生机制是否具有更好的协同干预效应亦值得进一步研究。此外，基于机理的石斛有效成分药理学效应的研究仍存在一定的空间。例如，有研究提示[27-28]金钗石斛生物总碱及多糖均能够拮抗外源性内毒素脂多糖引起的炎症反应，减少炎性因子的生成，其作用与抑制大鼠大脑皮层小胶质细胞、星形胶质细胞的激活及其炎症因子的释放密切相关。鉴于炎症反应在糖尿病视网膜病变进程中重要意义，金钗石斛生物总碱及多糖应用于糖尿病视网膜病变的可能性也值得关注。