紅花黃色素在眼科領(lǐng)域中應(yīng)用的研究進(jìn)展

劉陽(yáng) 張?zhí)熨Y

紅花黃色素（Safflor yellow，SY）是我國(guó)傳統(tǒng)中藥紅花的主要有效成分，其成分是由羥基紅花黃色素A（Hydroxysafflor yellow A，HSYA）、紅花黃色素B（Safflo yellow B，SYB）等多種查耳酮類化合物組成，其中HSYA是SY的主要活性成分[1]。SY具有抗氧化、抗細(xì)胞凋亡、抗凝血、抗炎等多種醫(yī)用功效[2～4]，臨床應(yīng)用十分廣泛，在眼科領(lǐng)域中也擁有重要的應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)就SY在眼科領(lǐng)域中的基礎(chǔ)研究進(jìn)展作一綜述。

1 SY的藥理作用

1.1 抗氧化作用 機(jī)體在紫外線或創(chuàng)傷等某些外界環(huán)境刺激下，會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的氧自由基，造成氧化，這些氧自由基會(huì)對(duì)細(xì)胞膜中的脂肪酸進(jìn)行攻擊，產(chǎn)生過(guò)氧化物，破壞正常的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，對(duì)組織造成損傷。SY可以激活由NFE2L2基因編碼的核因子E2相關(guān)因子2（Nuclear factor erythroid 2 related factor 2，Nrf2）信號(hào)通路，該信號(hào)通路能夠調(diào)節(jié)抗氧化劑蛋白及藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等二百多種基因，它的激活可以增加自溶血性鏈球菌分離的過(guò)氧化氫酶（CAT）、Nrf2靶標(biāo)酶NQO1、限速酶HO-1、超氧化物歧化酶（SOD）等抗氧化酶的水平和活性，并且顯著降低活性氧（Reactive oxygen species，ROS）和丙二醛（Malondialdehyde，MDA）等氧化應(yīng)激指標(biāo)的生物活性[5，6]，起到了抗氧化的作用。有學(xué)者[7]通過(guò)建立氧化應(yīng)激損傷模型發(fā)現(xiàn)預(yù)先向細(xì)胞中加入SY，可以明顯提高細(xì)胞的存活率，并且提高細(xì)胞中SOD表達(dá)水平及NO的含量，從而達(dá)到抗氧化效果。

1.2 抗炎作用 ①在人體正常炎性反應(yīng)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量炎癥細(xì)胞因子，如最早出現(xiàn)的腫瘤壞死因子α（Tumor necrosis factor， TNF-α）及促炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-1β、IL-6、IL-8等。有研究發(fā)現(xiàn)，SY能夠通過(guò)抑制p-38/c-Jun氨基末端激酶—NF-κB和Toll樣受體4-Myd88信號(hào)通路，從而降低IL-1β、IL-6、IL-12和TNF-α等的表達(dá)[8～10]。另有學(xué)者[11]為研究SY的抗炎作用建立了佐劑型關(guān)節(jié)炎大鼠模型，發(fā)現(xiàn)SY能顯著降低佐劑型關(guān)節(jié)炎大鼠的足趾腫脹度，其機(jī)制為SY能夠降低血清中IL-1β及TNF-α含量，并且降低關(guān)節(jié)滑膜組織中IL-1β及TNF-α蛋白的表達(dá)，從而證明了SY具有抗炎作用。②NOD樣受體蛋白3（NLRP3）作為炎癥小體中的一員，能夠被多種危險(xiǎn)信號(hào)和病原體所激活，是大部分炎癥反應(yīng)的核心，它的出現(xiàn)不但會(huì)引起促炎癥蛋白酶Caspase-1的激活，還會(huì)引起細(xì)胞凋亡，因此，抑制NLRP3的產(chǎn)生則成為抗炎工作中不可忽視的研究方向。SY能夠抑制磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMPK）的活性，而AMPK可以介導(dǎo)NLRP3炎癥小體信號(hào)通路[12]，因此可以利用SY的這一特性達(dá)到抗炎的目的。有研究發(fā)現(xiàn)，利用SY的抗炎能力可以減輕由糖尿病腎病帶來(lái)的炎癥損傷，其機(jī)制是通過(guò)抑制線粒體活性氧（ROS）使NLRP3 mRNA和含半胱氨酸的Caspase-1的表達(dá)降低[13]。

1.3 抗凝作用 血液的凝集是在凝血酶原的作用下形成纖維蛋白，而過(guò)度的凝血會(huì)導(dǎo)致血管栓塞或血栓形成。血小板激活因子（PAF）的表達(dá)通常會(huì)導(dǎo)致血液中的血小板鈣離子內(nèi)流，SY可以通過(guò)抑制這種鈣離子的內(nèi)流來(lái)降低血小板的活化，且使凝血酶原時(shí)間延長(zhǎng)，從而起到抗凝作用[14]。有學(xué)者[15]建立了SD大鼠大腦中動(dòng)脈閉塞(Middle cerebral artery occlusion，MCAO)模型，通過(guò)觀察大腦中動(dòng)脈梗死面積及評(píng)估神經(jīng)功能評(píng)分，發(fā)現(xiàn)SY能使MCAO大鼠腦血管的梗死面積和腦血管通透性明顯下降，在舒張腦血管方面效果明顯，證明了SY能夠改善缺血性腦卒中發(fā)病時(shí)大腦中動(dòng)脈的梗死情況。該學(xué)者同時(shí)又選取新西蘭兔進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分組，分別對(duì)各組兔給予靜脈注射不同濃度的SY，判斷各組兔凝血相關(guān)功能，包括PAF及二磷酸腺苷(ADP)等對(duì)兔血小板聚集的介導(dǎo)，用血液粘度計(jì)測(cè)定兔血液粘度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SY能夠減少血小板的聚集、降低血液的粘度，減少血管中血栓的形成。

1.4抗凋亡作用 細(xì)胞的凋亡通常受促凋亡基因、抑凋亡基因及凋亡過(guò)程中表達(dá)的基因所調(diào)控。線粒體膜的通透性增加是細(xì)胞凋亡的重要原因，其機(jī)制與促凋亡蛋白含量升高等多種因素有關(guān)。氧化應(yīng)激是引發(fā)細(xì)胞凋亡的重要原因之一，而氧化應(yīng)激的發(fā)生是由于在外界刺激下使線粒體中合成的ROS累積而引起的[16]。當(dāng)氧化應(yīng)激發(fā)生時(shí)，ROS濃度增加，線粒體膜的通透性增強(qiáng)，進(jìn)而導(dǎo)致線粒體的膜電位發(fā)生降低，并使細(xì)胞色素C被大量釋放，致使細(xì)胞發(fā)生凋亡[17]。有學(xué)者[18]通過(guò)建立低氧和血清剝奪條件下的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）模型，研究SY對(duì)細(xì)胞的抗凋亡作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SY通過(guò)降低ROS的累積，從而降低線粒體Cleaved Caspase-3的表達(dá)，并減少細(xì)胞色素C氧化的酶（cytC）從線粒體到細(xì)胞質(zhì)的釋放，顯著改善了細(xì)胞凋亡。另有研究發(fā)現(xiàn)[19]，異丙腎上腺素（ISO）作為β受體激動(dòng)劑的一種，能夠使心肌細(xì)胞的排列功能紊亂，使線粒體腫脹，而SY具有β受體拮抗作用，能有效減輕這種狀況的發(fā)生，從而使心肌缺血得到改善，減少心肌細(xì)胞的凋亡。

2 在眼科疾病中的應(yīng)用

2.1 治療糖尿病視網(wǎng)膜病變 糖尿病視網(wǎng)膜病變（Diabetic retinopathy，DR）是由糖尿病引起的諸多并發(fā)癥中最為嚴(yán)重的微血管病變，是一種增殖性的眼底疾病，其病變主要表現(xiàn)為視網(wǎng)膜缺血、缺氧及產(chǎn)生新生血管[20]。有研究發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)期的高糖狀態(tài)下，視網(wǎng)膜中的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞及神經(jīng)元細(xì)胞對(duì)血糖的敏感性增強(qiáng)，因此治療原則首先多以控制血糖為主，但對(duì)部分患者而言療效不佳[21]。另有學(xué)者認(rèn)為，DR發(fā)展過(guò)程中的病理變化主要表現(xiàn)在視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（RGC）的減少和凋亡的增加[22]。SY可以調(diào)控p38絲裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）信號(hào)通路，對(duì)DR大鼠模型的眼底神經(jīng)節(jié)細(xì)胞具有保護(hù)作用，減少其凋亡[23]。血液長(zhǎng)期處于高糖狀態(tài)下，會(huì)降低機(jī)體中毛細(xì)血管的自我調(diào)節(jié)能力，主要表現(xiàn)為血小板的聚集和白細(xì)胞的粘滯，致使血流緩慢，甚至形成血栓。SY可以減小糖尿病帶來(lái)的血流阻力，提高血液流速，加強(qiáng)血管內(nèi)血流灌注，改善糖尿病大鼠的視網(wǎng)膜血流動(dòng)力學(xué)[24]。

2.2 對(duì)視網(wǎng)膜光損傷具有保護(hù)作用 視網(wǎng)膜是人眼中十分重要的視覺(jué)器官，當(dāng)外界光源強(qiáng)度過(guò)大或照射時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，則會(huì)對(duì)視網(wǎng)膜造成損害，這種損害主要表現(xiàn)在視網(wǎng)膜外層感光細(xì)胞的凋亡，從而導(dǎo)致視網(wǎng)膜變性，我們稱之為視網(wǎng)膜光損傷[25]。視網(wǎng)膜光損傷是一種連續(xù)的能量轉(zhuǎn)移時(shí)所引起的電子軌道的變化，這種能量轉(zhuǎn)移主要表現(xiàn)為從光子到光敏分子再到氧，進(jìn)一步產(chǎn)生例如羥基自由基、超氧化物自由基、單線態(tài)氧、過(guò)氧化氫等大量ROS。ROS對(duì)人類視網(wǎng)膜組織具有十分廣泛的破壞力，它能夠通過(guò)破壞其他分子的化學(xué)鍵使分子失活，還能夠破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)脂質(zhì)上的多不飽和脂肪酸進(jìn)行攻擊，使其發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化（lipid peroxidation，LPO）的連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致視網(wǎng)膜發(fā)生不可逆的退行性病變，甚至失明。因此，若想預(yù)防和治療這種光損傷，清除多余自由基是關(guān)鍵[26]。SY能夠清除視網(wǎng)膜內(nèi)的氧自由基，對(duì)于這種過(guò)氧化氫誘導(dǎo)產(chǎn)生的氧化損傷具有良好的拮抗作用，進(jìn)而減少細(xì)胞的凋亡[27]。作為人類機(jī)體內(nèi)最主要的抗氧化酶之一的SOD具有清除自由基的能力，能大大降低光對(duì)眼底細(xì)胞造成的氧化損傷，且SOD的含量多少與抗氧化的程度成正比；NO在人類機(jī)體中的作用也十分廣泛，可由內(nèi)皮細(xì)胞釋放，對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生抗凋亡作用。在SY的干預(yù)下，受到氧化損傷的細(xì)胞中SOD的表達(dá)水平及NO的含量明顯上升，細(xì)胞存活率會(huì)大大提高。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，SY主要利用調(diào)節(jié)NO含量、介導(dǎo)N-甲基-D-天冬氨酸受體的表達(dá)、清除細(xì)胞內(nèi)氧自由基等途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)抗氧化作用[28，29]。甄棟欽等[30]建立了小鼠視網(wǎng)膜光損傷模型，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了SY對(duì)光照引發(fā)的視網(wǎng)膜脂質(zhì)過(guò)氧化具有明顯的抑制作用，為視網(wǎng)膜光損傷的防治提供依據(jù)。

2.3 對(duì)眼內(nèi)新生血管的抑制作用 在促進(jìn)新生血管形成的過(guò)程中，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）的功能是誘導(dǎo)新生血管生成，其在眼中過(guò)度表達(dá)則易引發(fā)血管性眼部疾病[31]。病理性眼內(nèi)新生血管形成常見(jiàn)于視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜及角膜病變等，這種代償性增殖的新生血管，其內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)異常、間隙增大，管壁脆。這種特性使其極易引起一些病理性改變，如增生、破裂和出血等，嚴(yán)重?fù)p傷視力，甚至導(dǎo)致失明[32，33]。SY可提高缺氧條件下內(nèi)皮細(xì)胞的存活率，其機(jī)制可能與上調(diào)bcl-2/bax比值，促進(jìn)HIF-1α蛋白積聚，從而增加VEGF的生成有關(guān)。因此，SY能夠維持缺氧狀態(tài)下內(nèi)皮細(xì)胞存活[34]。另外，HSYA作為SY的主要有效成分，能顯著降低高糖誘導(dǎo)的VEGF表達(dá)，對(duì)高糖狀態(tài)下引發(fā)的血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖具有抑制作用[35]。

2.4 對(duì)晶狀體氧化損傷的影響 晶狀體上皮細(xì)胞作為機(jī)體眼中晶狀體內(nèi)部代謝活動(dòng)最為旺盛的細(xì)胞，對(duì)晶狀體生理上的改變及生長(zhǎng)發(fā)育的維持具有重要作用。在正常情況下，晶狀體和房水中少量的抗氧化物質(zhì)和自由基處于動(dòng)態(tài)平衡，這使得晶狀體能夠避免或減少氧化損傷的發(fā)生，而過(guò)強(qiáng)或過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的光照進(jìn)入晶狀體時(shí)，會(huì)降低晶狀體清除自由基的能力，或是晶狀體內(nèi)部氧自由基的數(shù)量增加，從而使晶狀體的上皮細(xì)胞受到氧化損傷、細(xì)胞凋亡，甚至發(fā)展為白內(nèi)障[36]。有研究表明，羥基自由基作為一種重要的活性氧，能夠介導(dǎo)2-脫氧核糖發(fā)生氧化降解，SY能夠抑制這種降解，并且能夠清除1，1-二苯基-2-苦肼基，從而產(chǎn)生抗氧化作用[37]，進(jìn)而證明SY可以通過(guò)清除有害自由基保護(hù)晶狀體，避免晶狀體受到氧化損傷。

2.5 對(duì)干眼癥具有抗炎效果 干眼癥是一種淚膜和眼表疾病，常由淚液質(zhì)量異常、淚液蒸發(fā)過(guò)多或淚腺分泌不足等原因引起。有研究發(fā)現(xiàn)，干眼癥與多種自身免疫性疾病相關(guān)，是一種炎癥疾病，因此，目前治療干眼癥最有效的方法就是減輕炎癥，以恢復(fù)正常淚膜[38]。在角膜炎癥及新生血管形成過(guò)程中，IL-1β作為常見(jiàn)炎癥因子，發(fā)揮了重要的作用[39]。有研究發(fā)現(xiàn)[40]，通過(guò)脂多糖的刺激能夠使炎癥信號(hào)通路被激活，并且釋放核因子-κB/絲裂原活化蛋白激酶（NF-κB/MAPK）信號(hào)通路及IL-1β、TNF-α、前列腺素內(nèi)氧化酶還原酶-2等炎性介質(zhì)，而SY能有效抑制脂多糖刺激產(chǎn)生的一系列炎性反應(yīng)，降低炎性介質(zhì)，對(duì)緩解和改善干眼癥具有重要意義。

綜上，SY能夠在各類眼科疾病中發(fā)揮重要的作用，其機(jī)制主要與抗氧化、抗凝、抗炎、抗凋亡作用相關(guān),其能夠提高抗氧化酶的水平和活性，降低氧化應(yīng)激指標(biāo)，對(duì)視網(wǎng)膜光化學(xué)損傷及晶狀體的氧化損傷等氧化損傷類疾病具有良好的改善作用。SY還能使炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)下降，抑制炎癥小體的激活，在眼科相關(guān)炎癥疾病中起抗炎作用。對(duì)于DR等疾病，SY能夠降低因高糖誘導(dǎo)而生成的VEGF的表達(dá)，抑制細(xì)胞血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖。SY作為傳統(tǒng)中藥中的有效成分，在眼科領(lǐng)域藥用價(jià)值頗高。深入研究SY的作用機(jī)制，提高SY的生物利用度，對(duì)我國(guó)眼科領(lǐng)域相關(guān)疾病的治療具有十分重要的意義。