金钗石斛治疗糖尿病及其相关病变的实验研究进展

秦 瑜，陈 瑜，李春霞

1.上海中医药大学附属上海市中西医结合医院眼科（上海 200082）；2.上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院眼科（上海 200437）；3.上海市中医药研究院中西医结合临床研究所（上海 200437）

金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl.）因其形似古代妇女头上的饰物——金钗而得名，为古代本草中最早能确定的石斛品种，是药用石斛主流品种之一，在《神农本草经》中被列为上品，同时也是历版《中华人民共和国药典》都明确收载的石斛品种。因其特殊的生存环境和卓越的滋补功效，素有“千金草”之称。金钗石斛味甘、微咸、微寒，无毒，归胃、肾经，具有益胃生津、滋阴清热、定志除惊等功效，主要用于治疗阴伤津亏、口干烦渴、食少干呕、病后虚热、目暗不明病证等［1-2］。现代药理研究［3］表明，金钗石斛的主要成分包括生物碱类、糖苷类、菲类和联苄类等，其中石斛碱是其特征性成分。金钗石斛具有降血糖、抗氧化、降血脂、抗炎、抗细胞凋亡、抑制肿瘤、调节免疫、改善脑缺血、保护神经细胞等活性［4-11］。临床上，金钗石斛常用于治疗糖尿病、高脂血症、心脑血管疾病、恶性肿瘤等。

据统计，我国约有1.14亿糖尿病患者，约占全球糖尿病患者的27%，已成为世界上糖尿病患者最多的国家［12］。近年来我国成人糖尿病患病率显著上升，已达到11.9%，且发病日趋年轻化；糖尿病可以导致全身微循环病变，累及心、肝、肾、眼、神经系统等，是我国导致肾衰竭、心脑血管意外、失明、截肢的主要病因，疾病负担沉重［13］。

糖尿病属于中医“消渴”的范畴。消渴是以多饮、多食、多尿、身体消瘦为特征的一种疾病。消渴之名，首见于《黄帝内经》。中医认为，该病的病机特征是阴虚燥热，以阴虚为本，以燥热为标，且两者互为因果。金钗石斛具有滋阴生津清热之功效，适用于该病。因此，本文将对金钗石斛在糖尿病及其相关病变（并发症）治疗中的研究进展进行总结归纳。

1 金钗石斛对血糖及胰岛功能的影响

蔡伟等［14］采用小鼠腹腔注射链脲霉素（140 mg·kg-1）造模，研究不同灌胃剂量金钗石斛水提物（0.25 g·kg-1、0.5 g·kg-1、0.75 g·kg-1）对正常小鼠和糖尿病小鼠血糖值、体质量的影响，结果发现3种不同剂量的金钗石斛水提物均对链脲霉素高血糖小鼠有明确的降血糖作用，其中高剂量组对正常小鼠血糖值没有影响，不同剂量的水提物对模型小鼠和正常小鼠的体质量均没有显著影响。

黄琦等［15］观察金钗石斛总生物碱（DNLA）不同剂量（40 mg·kg-1、80 mg·kg-1、160 mg·kg-1）及二甲双胍（100 mg·kg-1）对腹腔注射四氧嘧啶（175 mg·kg-1）所致糖尿病大鼠空腹血糖及胰腺组织形态学变化的影响，发现与模型组比较，观察组可明显降低大鼠血糖水平，且胰岛数量较多、体积较大，岛内细胞数较多，结果表明DNLA可降低四氧嘧啶所致糖尿病大鼠血糖水平，其机制与DNLA对胰岛的保护作用有关。

糖尿病的发病机制是胰岛功能异常导致的血糖升高，继而导致全身微循环障碍，引发各类并发症。因此，保护胰岛功能、控制血糖对治疗糖尿病及其相关疾病意义重大。金钗石斛具有降低高血糖的作用，但对正常血糖没有影响。此外，金钗石斛的主要活性成分——DNLA对胰岛细胞具有保护作用，这种保护作用可能与DNLA介导的改善线粒体氧化应激和线粒体功能障碍有关，从而对抗细胞氧化应激，保护细胞［5］。

2 金钗石斛对糖尿病肾病的影响

刘庆春［16］观察金钗石斛对糖尿病大鼠肾组织蛋白激酶C（PKC）和转化生长因子-β1（TGF-β1）表达的影响，结果显示与糖尿病组相比，金钗石斛干预组（相当于生药10 g·kg-1·d-1灌胃8周）大鼠的空腹血糖、血清尿素氮和肌酐、肾指数均明显降低，免疫组化法显示肾脏PKC和TGF-β1蛋白表达均下调，这提示金钗石斛对糖尿病大鼠的肾脏有明显的保护作用，其机制可能与减少肾组织中PKC和TGF-β1的表达有关。

金徽等［17］观察金钗石斛对糖尿病大鼠肾组织中糖基化终产物（AGE）表达的干预作用，结果显示金钗石斛干预后（石斛水煎剂10 mL·kg-1·d-1灌胃12周）糖尿病大鼠血糖明显下降，并且24 h尿蛋白、血尿素氮、24 h肌酐清除率明显减少，肌酐清除率升高，肾质量与体质量比亦较模型组明显降低，肾脏病理结果提示肾脏病理改变较轻，血液中AGE的含量较糖尿病模型组低，肾皮质中糖基化终产物受体（RAGE）蛋白、RAGE mRNA的表达也有明显下调；上述说明金钗石斛可降低糖尿病模型大鼠血糖，降低肾小球滤过率，改善肾脏功能，减轻肾脏病理改变，同时降低血清中AGE以及肾组织RAGE mRNA和蛋白表达水平，对肾脏有保护作用。

金徽等［18］还观察了金钗石斛水提物（5 mL·kg-1、10 mL·kg-1，每日灌胃，共给药12周）对糖尿病大鼠肾组织核转录因子-κB（NF-κB）、白介素-6（IL-6）表达的影响，结果显示与糖尿病组比较，金钗石斛低浓度组和高浓度组大鼠血糖、尿素氮、24 h尿蛋白明显降低，肌酐清除率明显增加，NF-κB、IL-6蛋白表达水平与IL-6 mRNA水平明显降低，其中高浓度组的变化相较于低浓度组更显著；上述说明金钗石斛能抑制糖尿病大鼠肾组织中NF-κB的活化，进而降低IL-6的表达，对糖尿病大鼠肾脏起到保护作用。

刘园园等［19］观察了金钗石斛水煎剂（相当于金钗石斛生药5 g·kg-1·d-1、10 g·kg-1·d-1、20 g·kg-1·d-1灌胃12周）对糖尿病大鼠肾脏过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）表达的影响，发现金钗石斛高剂量组与罗格列酮组（2 mg·kg-1·d-1罗格列酮）的胱抑素C（CysC）、尿素氮和尿中β2微球蛋白（β2-MG）含量差异均无统计学意义（P<0.05），通过RT-PCR和Western blot法检测糖尿病大鼠肾皮质中PPARγ mRNA和蛋白表达发现，与对照组相比，金钗石斛中剂量组、高剂量组和罗格列酮组大鼠肾皮质中PPARγ表达量增高，其表达量与金钗石斛浓度呈正相关，其中高剂量组与罗格列酮组间差异无统计学意义（P>0.05）；以上结果说明，金钗石斛能够改善糖尿病大鼠肾功能，可以使糖尿病模型大鼠肾脏中PPARγ表达量升高，其作用与罗格列酮相似。

刘园园等［20］还观察金钗石斛水煎剂（相当于金钗石斛生药5 g·kg-1·d-1、10 g·kg-1·d-1、20 g·kg-1·d-1灌胃12周）对糖尿病肾病大鼠肾皮质诱导型一氧化氮合酶（iNOS）表达的影响，通过RT-PCR及Western blot法检测发现，与对照组相比，罗格列酮组（2 mg·kg-1·d-1灌胃）和金钗石斛高剂量组可以上调糖尿病肾病大鼠肾脏中iNOS及其蛋白表达，两组组间差异无统计学意义（P>0.05）；结果提示，金钗石斛干预后肾脏中iNOS表达升高，其肾功能及病理超微结构都得到改善，其机制可能是由于金钗石斛抗氧化作用使AGEs及抗氧化自由基生成减少，减弱自由基等物质对一氧化氮（NO）合成的影响，使NO产生增加，从而发挥其对肾脏的保护作用。

糖尿病肾病是糖尿病最常见、最严重的慢性并发症之一。在糖尿病肾病的发展过程中，发现了3种主要的细胞内代谢异常途径：①多元醇和PKC途径的激活；②晚期AGE的形成；③肾小球滤过过度引起的肾小球内高血压。在这3条主要途径的上游，高血糖是糖尿病肾病进展的主要驱动力。在这3种途径的下游，微炎症和随后的细胞外基质扩张是糖尿病肾病进展的共同途径。近年来，研究者［21］认为炎症通路在糖尿病肾病的发生发展中起着重要作用，实验观察到的金钗石斛对肾功能的保护可能与该药对这些通路中的靶点作用有关。

3 金钗石斛对糖尿病心脏病变的影响

刘莹莹等［22］研究金钗石斛多糖对2型糖尿病大鼠心肌组织B淋巴细胞瘤-2基因（Bcl-2）、B淋巴细胞瘤-xl基因（Bcl-xl）、Bcl-2相关X蛋白（Bax）和Bcl-2促凋亡（Bad）蛋白表达的影响，发现金钗石斛多糖3个剂量治疗组（100 mg·kg-1·d-1、200 mg·kg-1·d-1、400 mg·kg-1·d-1灌胃8周）和贝那普利组（1 mg·kg-1·d-1灌胃8周）大鼠一般情况较模型组明显好转，金钗石斛多糖3个剂量治疗组和贝那普利组可以明显升高大鼠左室收缩压和左室内压最大变化速率，降低左室舒张末压，其中金钗石斛多糖中剂量组和贝那普利组疗效基本一致，病理学检测可见金钗石斛多糖3个剂量治疗组和贝那普利组对改善受损的心肌具有明显的促进作用，RT-PCR和Western blot法检测可见金钗石斛多糖和贝那普利可以明显升高Bcl-2和Bcl-xl表达，降低Bax和Bad蛋白表达；结果提示，金钗石斛多糖对糖尿病大鼠心肌细胞的组织结构和功能具有保护作用。

刘莹莹等［23］又观察了金钗石斛多糖对2型糖尿病大鼠心肌组织中受体相互作用蛋白（RIP）表达的影响，发现金钗石斛多糖干预后的心肌细胞排列明显好转，特别是高剂量组更为明显，金钗石斛多糖低、中、高剂量3个干预组（100 mg·kg-1·d-1、200 mg·kg-1·d-1、400 mg·kg-1·d-1灌胃8周）和贝那普利治疗组（1 mg·kg-1·d-1灌胃8周）相较于模型组血糖、肌酸激酶、肌酸激酶同工酶、乳酸脱氢酶、IL-6、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和胰岛素抵抗指数均明显降低，胰岛素含量则明显升高，而贝那普利治疗组变化趋势基本介于金钗石斛多糖低剂量组和中剂量组之间，此外金钗石斛多糖和贝那普利均可以降低RIP3表达；结果提示金钗石斛多糖能够改善糖尿病大鼠心肌损伤状态，同时改善心功能，这可能与其可以降低心脏组织中RIP3蛋白表达，同时降低炎症反应有关。

刘莹莹等［24］还观察金钗石斛多糖（100 mg·kg-1·d-1、200 mg·kg-1·d-1、400 mg·kg-1·d-1灌胃8周）对2型糖尿病大鼠心肌组织中基质金属蛋白酶（MMP）-1和MMP-9表达的影响，发现金钗石斛多糖中剂量组和高剂量组及贝那普利组（1 mg·kg-1·d-1灌胃8周）心肌损伤均较模型组有明显减轻，其血糖、胰岛素抵抗指数、天冬氨酸转氨酶、α-羟丁酸、肌钙蛋白、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽（GSH）、总抗氧化能力、丙二醛（MDA）和胰岛素含量指标均有明显改善，特别是氧化和抗氧化能力指标SOD、GSH、MDA和总抗氧化能力改善最为明显，并且与模型组相比，金钗石斛多糖组和贝那普利组MMP-1和MMP-9表达水平明显升高，而金钗石斛多糖中、高剂量组明显高于贝那普利组；结果提示，金钗石斛多糖可以明显改善2型糖尿病大鼠受损的心肌细胞，同时改善心功能，其效果优于目前临床中使用的心肌保护药物贝那普利，并具有明显的剂量依赖性，这可能与金钗石斛多糖可以提高大鼠抗氧化能力，增加心脏组织中MMP-1和MMP-9的表达有关。

糖尿病心脏病变的一个显著特征是心肌肥大。Bugger等［25］研究表明，糖尿病与心肌肥大（左心室质量和壁厚增加）之间存在独立的关联，同时伴有收缩和舒张功能受损，并且糖尿病的心肌肥大与血糖控制相关，与血压无关。其病理机制为：①增加的脂肪酸氧化和脂肪毒性可能促进线粒体功能障碍；②线粒体功能障碍和内质网应激可能增加细胞凋亡；③氧化应激、增加的AGE信号和炎症可能促进促纤维化基因的表达增加或促进细胞凋亡。上述动物实验表明，金钗石斛多糖作为金钗石斛中含量最多的有效成分，能抗细胞凋亡、抗炎、抗纤维化，这些治疗作用与糖尿病心脏病变机制契合，最终能有效保护心肌细胞，改善心功能。

4 金钗石斛对糖尿病肝脏病变的影响

刘庆春［26］观察金钗石斛（10 g/kg灌胃6周）对糖尿病大鼠肝脏TNF-α表达的影响，发现金钗石斛干预组血清丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶水平显著降低，肝脏指数下降，肝组织中TNF-α的含量和表达均下降，提示金钗石斛能够减轻糖尿病大鼠的肝脏损伤，其机制可能与下调促炎因子TNF-α的表达有关。

刘庆春［27］又观察了金钗石斛（10 g·kg-1·d-1灌胃8周）对糖尿病大鼠肝组织NF-κB表达的影响，发现与模型组相比，金钗石斛组大鼠病理损伤减轻，肝脏NF-κB的含量和蛋白表达分别下降，提示金钗石斛可能通过抑制NF-κB的表达，保护糖尿病大鼠的肝脏。

刘庆春［28］还观察了金钗石斛对糖尿病大鼠肝组织胰岛素受体基因（InsR）表达的影响，发现与糖尿病组相比，金钗石斛组（10 g·kg-1·d-1灌胃8周）大鼠的空腹血糖、血清总胆固醇和三酰甘油水平降低，而肝脏InsR mRNA表达和蛋白表达上调，提示金钗石斛对糖尿病大鼠肝脏有一定的保护作用，能够改善糖尿病大鼠的胰岛素抵抗，其机制可能与上调大鼠肝细胞InsR mRNA的表达有关。

糖尿病性肝损害又称为糖尿病性肝病，包括以肝细胞内脂质的过度累积为特征的非酒精性脂肪性肝病，病变过程中炎症因子大量产生，发展成为非酒精性脂肪性肝炎，进而出现肝纤维化，甚至肝硬化，最终出现肝功能衰竭［29］。糖尿病性肝病的主要表现为糖代谢紊乱和脂代谢异常。糖尿病合并脂肪肝是糖尿病肝损伤的主要发病机制［30］。此外，肝脏病变引起的胰岛素敏感性降低及糖脂代谢异常反过来也可导致或加快糖尿病的进展［31］。因此，降糖、降脂成为治疗的主要原则。金钗石斛可以通过抑制炎症反应、改善胰岛素抵抗、降糖、降脂来保护肝细胞。

5 金钗石斛对糖尿病眼部病变的影响

魏小勇等［32］采用腹腔注射D-半乳糖诱导Wistar大鼠白内障模型，观察组予DNLA（0.36 g·kg-1、0.18 g·kg-1）灌胃治疗，结果显示DNLA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、GSH的含量及总超氧化物歧化酶（T-SOD）的活性，降低MDA的活性，并可使大鼠晶状体总蛋白质恢复至正常水平，糖基化蛋白水平降低，提示DNLA具有抗糖尿病性白内障作用。

魏小勇等［33］还观察了DNLA对半乳糖所致糖尿病性白内障大鼠晶状体中NO水平、iNOS活性及其基因表达的影响，结果显示DNLA治疗组（以0.36 g/kg、0.18 g/kg灌胃）和正常对照组、石斛夜光丸对照组（0.22 g/kg灌胃）的NO水平及iNOS的活性均显著低于模型组，DNLA可降低iNOS基因的表达，提示其对糖尿病性白内障具有一定的治疗作用。

糖尿病在眼部最常累及晶状体和视网膜。对于金钗石斛作用于糖尿病眼部病变的研究主要集中在糖尿病性白内障，其发病机制与氧化应激相关，上述研究表明DNLA可降低晶状体的氧化损伤从而起到抗白内障的作用。而金钗石斛对于糖尿病视网膜病变的研究尚未见报道。目前认为，糖尿病视网膜病变是一个集合慢性炎症、氧化应激、细胞凋亡等病理变化的复杂过程，金钗石斛的抗炎、抗氧化、抑制凋亡的作用在其他脏器实验中均已体现，所以金钗石斛在这方面的研究值得关注。

6 小结

综上所述，金钗石斛对糖尿病及其相关病变（并发症）治疗的研究主要集中在降糖、降脂、保护肝肾功能、保护心肌细胞、延缓白内障发展、抗炎、抗氧化、抗细胞凋亡等方面，从各研究结果来看均能获得较为理想的干预效果。然而，目前研究多集中在具体药物本身，在有效成分的研究方面主要集中在石斛多糖和石斛生物碱。石斛多糖是金钗石斛中含量最多的有效成分，石斛生物碱则是其特征性成分，两者均具有代表性，但对其有效成分分子层面的研究较少，值得进一步探索。