中药防治视网膜缺血再灌注损伤的研究进展

曹玲英，游志鹏，范慧敏

(南昌大学a.研究生院医学部2016级；b.第二附属医院眼科；c.研究生院医学部2017级,南昌 330006))

视网膜缺血再灌注损伤是一种特别复杂的病理生理过程，是由流向组织的血流受阻和随后的血流恢复引起的氧化应激和下游细胞毒性炎症效应，是临床上主要的致盲性眼病共有的病理生理过程。视网膜缺血导致组织损伤疾病包括急性闭角型青光眼、视网膜血管阻塞、糖尿病性视网膜病变等[1]，目前对于其病理机制，人们了解甚少，有研究[2]表明其发病机制多与氧自由基损害、基因调控、细胞凋亡、钙超载、炎症反应的介入、平衡钙离子稳态、一氧化氮的调控等因素密切相关。本文将中药对缺血再灌注损伤作用的研究进展作一综述，以期对临床诊治各种眼科疾病引起的视网膜缺血再灌注损伤提供理论基础。

1 自由基损害

氧化应激与缺血性视网膜病变中的神经细胞的死亡休戚相关，它可引起多种途径，如炎症、增殖和细胞凋亡[3]，缺血再灌注时,由于体内的抗氧化防御系统失调,如抗氧化酶活性降低及抗氧化剂的耗竭等导致自由基大量产生[4]，HE等[5]研究表明，Nrf2/HO-1抗氧化途径激活可抵消视网膜缺血导致的损害。枸杞多糖预处理不仅减少活性氧(ROS)的生成，也提高了Nrf2/HO-1抗氧化途径的激活I/R视网膜。萝卜硫素(SF)，可以从十字花科蔬菜如西兰花中获得,可以在各组织的氧化应激反应中起到保护作用，萝卜硫素对缺血再灌注损伤视网膜的保护作用,可能是由于在某种程度上Nrf2/HO-1抗氧化途径的激活[6]。有相关研究[7]表明，七叶树科植物天师栗干燥成熟的果实挲罗子含有β-七叶皂甙钠，其结构中含有7个羟基,羟基基团对自由基产生捕获占有作用,羟基能降低脂质过氧化发生的程度,因此其抗氧自由基作用较强。游志鹏等[8]研究表明，在缺血再灌注模型中单核细胞趋化因子(MCP-1)表达增加，β-七叶皂甙钠治疗组中MCP-1表达减少，β-七叶皂甙钠对视网膜保护机制与下调视网膜缺血再灌注损伤中MCP-1的表达有关。有研究[9-10]显示，川芎嗪已被证实能清除活性氧,克制血小板聚集,使血管扩张、血液黏稠度降低,改善微循环，增加冠状动脉和脑血流量。川芎嗪是通过下调HIF-1α和血管内皮生长因子(VEGF)mRNA的表达从而改善神经与血管的复苏,阻止视网膜新生血管，保护视网膜星形胶质细胞，预防神经元细胞死亡。酚类、黄酮类(约20余种)、萜类等是银杏叶提取物的有效成分,拥有对抗氧化应激、清除各种自由基、改善血液供应和减轻缺血再灌注损伤等神经保护作用[11]。

2 细胞凋亡及基因调控

细胞凋亡是许多疾病的病理结局，这是一种程序性的细胞死亡形式,可引起形态学和生物化学的改变,可导致细胞死亡[12]。在视网膜缺血再灌注损伤后，细胞凋亡信号通路被激活[13]。包满节等[14]实验研究表明，蒙药珍宝丸治疗组能够减轻视网膜水肿,抑制细胞凋亡。HIF-1是一种特别重要的反应基因编码，HIF-1和VEGF在视网膜和脉络膜新生血管(NV)的形成中起关键作用，两者均被VEGF拮抗剂强烈抑制[15]。贾茜钰等[16]研究发现，黄芪治疗组视网膜中VEGF与HIF-1α的表达减少,缺血再灌注损伤组中VEGF与HIF-1α的表达率均升高,其机制是HIF-1α可能通过上调VEGF的蛋白表达,共同参与了缺血再灌注损伤的过程，中药黄芪对视网膜缺血再灌注损伤引起的损伤有保护作用。白藜芦醇的食物来源包括葡萄、蓝莓、覆盆子和桑葚等，人们对白藜芦醇的兴趣始于高浓度红酒保护心血管健康的“法兰西悖论”[17]。罗红豆等[18]的研究表明，白藜芦醇通过抑制Bax-Caspase-3依赖性凋亡途径从而抑制视网膜缺血再灌注损伤模型下视网膜神经节细胞的死亡。丹参处理组相比对照组，缺血再灌注损伤所致的视网膜水肿减轻,通过上调凋亡抑制基因Bcl-2，防止了神经节细胞的凋亡[19]。正常发育的神经细胞凋亡有两种不同的调控机制，一种是经典的Caspase通路，另一种涉及细胞周期蛋白[20]细胞从G1期进入S期时的关键因子——细胞周期素D1(cyclin D1)和细胞周期素依赖性激酶4(CDK4)。有研究[20-21]发现，cyclin D1和CDK4表达在缺血再灌注损伤模型中明显增加，且其表达1～2 d达到高峰，缺血后2～3 d出现凋亡高峰。应用CDK抑制剂可以抑制脑缺血后的神经元凋亡[22]。蒺藜总皂苷降低了视网膜缺血再灌注后神经元凋亡率,cyclin D1、CDK4蛋白表达降低,其机制是通过蒺藜总皂苷对cyclin D1和CDK4的调控作用[23]。红花注射液通过上调Bcl-2蛋白与下调Bax蛋白的表达,抑制神经细胞的凋亡从而防止视网膜缺血再灌注损伤[24]。survivin又称生存素,是蛋白质凋亡家族抑制剂的成员，具有抑制细胞凋亡和促进细胞分裂的作用[25]。杨丹等[26]研究表明，复方五花血藤能减轻缺血再灌注引起的细胞水肿，对视网膜起保护作用，通过激活抗细胞凋亡因子survivin抑制凋亡。

3 炎症反应的介入

视网膜缺血再灌注损伤后血流动力学可发生改变,血管内皮细胞活化产生自由基和一氧化氮(NO),刺激中性粒细胞释放炎性介质和炎性反应蛋白,从而加剧迟发神经元损伤发生炎性反应[27]。去水淫羊藿素(ICT)是某种干燥叶和茎的水提取物，包括箭叶淫羊藿、朝鲜淫羊藿、巫山淫羊藿等，吕昊琴[28]研究显示ICT实验组中抗炎细胞因子白细胞介素(IL)-10蛋白表达水平升高，其机制是通过上调抗炎细胞因子IL-10蛋白表达水平，抑制炎症反应，从而对视网膜损伤起保护作用。炎症因子IL-23、IL-17参与视网膜缺血再灌注的病理过程,与视网膜损伤呈正相关[29]。姜黄素能够降低缺血再灌注损伤中IL-23和IL-17的表达,从而减低视网膜炎症反应的损伤，保护视网膜组织结构，且与黄芪的浓度呈正相关[30]。蛇床子素预处理组视网膜厚度增加，促炎症细胞因子IL-6减少，其机制是通过减少氧化应激和炎症反应而减轻缺血引起的损伤[31]。

4 对NO的调控

NO是视网膜缺血后产生的一种重要自由基，它由一组已知一氧化氮合酶(NOS)的同工酶合成，存在于神经元和内皮细胞中的组成型NOS有两种形式分别为nNOS和eNOS，可被刺激激活诱导形式的NOS(iNOS)。NO作为信使分子，在眼通路中负责介导房水动力学、血管舒张、视网膜神经传递和光转导[32]。因此，抑制NO产生可改善缺血再灌注损伤[33]。李常胜等[34]研究表明，在传统的蒙药额尔敦·乌日勒处理组降低视网膜中MDA含量,升高SOD活性，能减轻视网膜组织结构损伤，对缺血再灌注损伤具有保护作用。刺五加注射液预处理组谷氨酸产生减少,如此就对抗谷氨酸产生NO,从而对视网膜损伤产生保护作用[35]。复脉饮预处理缺血大鼠后,缺血大鼠血清SOD水平升高而NO水平降低,从而保护了视网膜结构[36]，原花青素可通过增加视网膜SOD活性、抑制视网膜中NOS表达、减少MDA含量，从而减少了大鼠视网膜缺血再灌注的损害作用[37]。拳参正丁醇提取物属系蓼科植物，有研究[38]发现其可能通过增加具有保护作用的eNOS活性和T-NOS,降低具有损伤作用的iNOS的活性,导致NO含量升高,抗氧化能力和扩血管功能增强，从而保护视网膜功能。活血通络利水合剂可通过减少NO含量、增加视网膜SOD含量,减轻视网膜氧化应激损伤,缓解组织水肿从而对缺血再灌注引起的视网膜损伤起保护作用[39]。

5 平衡Ca2+稳态

在缺血发作期间过度激发离子型谷氨酸受体导致视网膜神经元的长期去极化，从而导致电压门控Ca2+通道的打开并导致神经元Ca2+超负荷，长期Ca2+超载激活视网膜神经元中的凋亡机制[40]。相关研究[41]证实黄芪可以平衡Ca2+稳态,减少nNOS的激活,使NO的生成减少,调节脂质过氧化反应，张然等[42]研究表明生姜提取物组大鼠视网膜SOD活性显著增强，MDA、NO含量显著减少，能减轻视网膜超微结构的损伤。张远平等[43]研究表明灯盏花素对缺血再灌注损伤起保护作用,灯盏花素在缺血再灌注损伤是通过减少细胞内Ca2+超载、增强抗氧化能力和清除自由基的机制起作用的。

6 展望

很多眼病的发展都包含视网膜缺血再灌注这一病理过程，并且其结局会对视力造成不可逆的损害，而中药如枸杞多糖[44]和丹参提取物[45]对视网膜缺血再灌注损伤的神经节细胞有保护作用。未来应该着重于中药在各种作用通路中的应用研究，以期找到中药在缺血再灌注模型中的新靶点。中药提取物治疗缺血再灌注损伤的研究还处在持续探索阶段，值得人们为此继续努力。