史少陽，宋海珊，包娟

(北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院眼科，沈陽 110003)

姜黃素類化合物主要是從姜科等藥用植物中分離出的一類二芳基庚烷類化合物，其來源廣泛，因最早是從姜黃中分離出來而得名。姜黃素類化合物主要分布在姜科植物中，其根莖可入藥。天然姜黃素類化合物的成分按化學(xué)結(jié)構(gòu)特征(按庚烷母體結(jié)構(gòu)中的庚烷連接鏈上含氧取代基的種類和數(shù)目以及是否成環(huán))可分為單氧代型、雙氧代型、三氧代型、吡喃取代型、呋喃取代型、大環(huán)醚型和二聚體型7個類型[1]。姜黃素、去甲氧基姜黃素和去二甲氧基姜黃素是姜黃的3種主要有效成分。姜黃素是姜黃藥理作用中最重要的活性成分之一，具有破血、行氣、通經(jīng)止痛的功效?？估w維化、抗腫瘤、抗炎癥、抗微生物、調(diào)脂利膽、抗凝、抗氧化等是姜黃素具有的多種藥理作用。姜黃素在內(nèi)科和腫瘤中被廣泛研究，但在眼科的應(yīng)用相對較少。有研究表明，姜黃素具有減緩甚至逆轉(zhuǎn)某些眼底疾病發(fā)生、發(fā)展的作用[2]，使其成為治療視網(wǎng)膜疾病的新選擇。目前姜黃素在眼科的研究主要包括抑制翼狀胬肉成纖維細胞的增生、抑制角膜及眼表新生血管生成、抑制晶狀體上皮細胞增殖并預(yù)防后發(fā)性白內(nèi)障以及抑制眼底新生血管的增殖等。姜黃素對視網(wǎng)膜血管病變、變性、腫瘤等疾病具有某些潛在功能?，F(xiàn)就姜黃素在眼底視網(wǎng)膜及視神經(jīng)疾病中的研究進展予以綜述。

1 姜黃素與糖尿病視網(wǎng)膜病變及黃斑水腫

姜黃素在糖尿病視網(wǎng)膜病變中發(fā)揮控制血糖水平、抑制炎癥因子和新生血管因子的作用。姜黃素可降低糖尿病大鼠血糖水平，減輕糖尿病引起的體重減輕，還可改善糖尿病導(dǎo)致的視網(wǎng)膜顯微結(jié)構(gòu)變化，防止糖尿病大鼠視網(wǎng)膜功能降低[3]。另外，姜黃素可下調(diào)糖尿病大鼠視網(wǎng)膜中血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、腫瘤壞死因子-α及促炎細胞因子的表達，透射電子顯微鏡觀察到姜黃素抑制了糖尿病大鼠視網(wǎng)膜中的結(jié)構(gòu)變性和毛細血管基膜厚度的增加[4]。Khimmaktong等[5]采用血管腐蝕鑄造技術(shù)和掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，姜黃素可以修復(fù)糖尿病大鼠脈絡(luò)膜毛細血管病變，并可減少脈絡(luò)膜微血管并發(fā)癥的發(fā)生；研究還發(fā)現(xiàn)，姜黃素治療組大鼠視網(wǎng)膜谷胱甘肽水平降低，抗氧化酶、超氧化物歧化酶和過氧化氫酶水平較糖尿病組活性降低。此外，姜黃素可正向調(diào)節(jié)抗氧化系統(tǒng)[4]。

同時，姜黃素還具有抗細胞凋亡及視神經(jīng)保護作用。Li等[6]的研究顯示，姜黃素通過抑制鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱ(Ca2+/calmodulin dependent protein kinase Ⅱ，CaMKⅡ)活性下調(diào)VEGF、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶和細胞間黏附分子-1的表達，保護糖尿病大鼠視網(wǎng)膜免受早期損傷，從而減輕糖尿病引起的視網(wǎng)膜血管滲漏；另外，糖尿病可降低a波、b波和振蕩電位的幅度，但姜黃素的治療能抑制這種影響，從而預(yù)防糖尿病患者視網(wǎng)膜中的神經(jīng)元損傷；而姜黃素還可減少外核層、內(nèi)核層和神經(jīng)節(jié)細胞層的細胞損傷。姜黃素能使糖尿病大鼠視網(wǎng)膜中谷氨酸水平顯著降低，同時抑制糖尿病大鼠視網(wǎng)膜中磷酸化CaMKⅡ的表達，推測姜黃素可通過降低谷氨酸水平和下調(diào)CaMKⅡ減輕糖尿病誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞凋亡[7]。此外，姜黃素也通過上調(diào)Bcl-2和下調(diào)Bax的表達發(fā)揮抗細胞凋亡作用[1]。

黃斑水腫是指眼底視網(wǎng)膜對光線最敏感部位黃斑區(qū)發(fā)生炎癥反應(yīng)、液體滲入，形成水腫，造成視力嚴重降低。黃斑水腫是糖尿病視網(wǎng)膜病變、中心性漿液性脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變等眼病的眼部表現(xiàn)，是引起視力減退的重要原因之一。姜黃素具有改善黃斑水腫、減少神經(jīng)視網(wǎng)膜及視網(wǎng)膜色素上皮脫離的作用。Steigerwalt等[8]應(yīng)用Meriva?(一種姜黃素-磷脂遞送系統(tǒng))制成Norflo?片劑，用于治療糖尿病性微血管病變和中心性漿液性脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變，結(jié)果顯示，患者視力及微血管病變均得到改善。有學(xué)者應(yīng)用光學(xué)相干斷層掃描觀察中心性漿液性脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變患者的視力和視網(wǎng)膜厚度的改變，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過12個月的治療，61%的患者有顯著改善，39%的患者病情穩(wěn)定，未見視力降低病例，95%的患眼神經(jīng)視網(wǎng)膜或視網(wǎng)膜色素上皮細胞脫離減少，視網(wǎng)膜厚度降低，且干預(yù)前后視網(wǎng)膜厚度比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義[9]。糖尿病視網(wǎng)膜病變患者治療3個月后，92%的患眼顯示黃斑水腫減少，8%的患者病情穩(wěn)定，未見水腫增加病例；進一步評估視敏度情況，84%的患者改善，16%的患者病情穩(wěn)定，未見視力降低病例[10]。

2 姜黃素與增生性玻璃體視網(wǎng)膜病變

增殖性玻璃體視網(wǎng)膜病變(proliferative vitreorentinopathy，PVR)是一種常見的難治性眼病，由幾種類型的局部細胞去分化、易位和增殖引起，這些細胞形成視網(wǎng)膜前膜，并形成牽引力導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫離、視力喪失。PVR是視網(wǎng)膜復(fù)位手術(shù)失敗的常見原因。視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelium，RPE)細胞是形成視網(wǎng)膜前膜的主要細胞之一，再增殖和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化是PVR中RPE細胞的主要病理改變。體外實驗顯示，姜黃素可誘導(dǎo)p53和p21表達，并以劑量和時間依賴性方式顯著抑制原代人RPE細胞增殖[11]。同時，姜黃素還可以通過抑制RPE細胞中的蛋白激酶B、促分裂原活化的蛋白激酶和轉(zhuǎn)化生長因子-β途徑影響增殖和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化[12]。另外，姜黃素也可以逆轉(zhuǎn)急性視網(wǎng)膜色素上皮-19(acute retinal pegment epitheliitis-19，ARPE-19)細胞中轉(zhuǎn)化生長因子-β1誘導(dǎo)的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，并通過Smad-3磷酸化抑制細胞增殖和遷移；同時，表皮生長因子在促進RPE細胞遷移和增殖中起重要作用，體外實驗顯示，姜黃素下調(diào)RPE細胞中的表皮生長因子表達，并具有時間-效應(yīng)和劑量-效應(yīng)關(guān)系[13]。在動物實驗中，兔眼姜黃素干預(yù)組玻璃體混濁度較低，增殖膜較薄，PVR評分和視網(wǎng)膜脫離發(fā)生率均顯著低于對照組，由此推測，姜黃素通過下調(diào)表皮生長因子抑制RPE細胞增殖，從而有效抑制PVR的發(fā)生、發(fā)展[14]。

此外，通過溶解聚丙交酯-乙交酯和姜黃素制備含有姜黃素的可生物降解的鞏膜塞，在對兔PVR模型的研究中發(fā)現(xiàn)，姜黃素可能通過抑制各種炎癥因子而發(fā)揮抗PVR的作用[15]。Zhang等[16]利用兔眼研究可生物降解的含姜黃素的鞏膜栓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，姜黃素處理組的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)正常，姜黃素處理組與對照組眼壓、視網(wǎng)膜電圖a波和b波振幅以及結(jié)膜反應(yīng)程度比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，且在鞏膜塞完全退化后鞏膜切開傷口愈合良好，未發(fā)現(xiàn)前房反應(yīng)或并發(fā)癥，表明裝載姜黃素的鞏膜塞可在體外維持高濃度的姜黃素，且在體內(nèi)是安全的，可能成為治療眼后段疾病的新選擇。

3 姜黃素與年齡相關(guān)性黃斑變性及視網(wǎng)膜色素變性

老年人失明的主要原因之一是年齡相關(guān)性黃斑變性。姜黃素能夠調(diào)節(jié)衰老RPE細胞中的細胞增殖、氧化應(yīng)激和細胞凋亡過程。通過脈沖過氧化氫暴露老化模型研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素可改善細胞活力，對凋亡相關(guān)蛋白和氧化應(yīng)激生物標志物的表達具有顯著影響[17]。類姜黃素治療可顯著降低非受體酪氨酸激酶和p53的表達水平，并抑制p38表達，姜黃提取物及類姜黃素為藍光誘導(dǎo)的人RPE細胞光氧化損傷和細胞凋亡提供了顯著的保護作用，并具有劑量依賴性[18]。ARPE-19細胞的丙烯醛損傷模型已用于吸煙和年齡相關(guān)性黃斑變性的研究，Li等[19]合成了姜黃素類似物1,5-雙(2-三氟甲基苯基)-1,4-戊二烯-3-酮(C3)，C3對人視網(wǎng)膜色素中丙烯醛誘導(dǎo)的毒性具有改善和保護作用，姜黃素和C3均可激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B通路，姜黃素還可保護ARPE-19細胞免受丙烯醛誘導(dǎo)的細胞氧化損傷，并具有維持谷胱甘肽水平和線粒體功能的作用。上述研究結(jié)果提示，類姜黃素在治療年齡相關(guān)性黃斑變性方面具有潛在功能。

視網(wǎng)膜色素變性是一種遺傳性神經(jīng)退行性疾病，其特征在于細胞凋亡導(dǎo)致感光細胞喪失，最終引起失明，目前尚無有效的治療方法。體內(nèi)及體外實驗均顯示，姜黃素具有抑制細胞凋亡及神經(jīng)保護作用[20]。姜黃素可抑制微膠質(zhì)瘤的活化，抑制視網(wǎng)膜中趨化因子和基質(zhì)金屬蛋白酶的分泌，顯著減少rd1小鼠視網(wǎng)膜中細胞凋亡數(shù)目，從而延遲視網(wǎng)膜變性，改善視功能，在BV2小神經(jīng)膠質(zhì)細胞和視網(wǎng)膜衍生的661W細胞的共培養(yǎng)物中也觀察到了上述效應(yīng)[21]。姜黃素可顯著抑制感光細胞的損傷，且這種作用呈現(xiàn)劑量依賴性；此外，姜黃素還可顯著降低8-羥化脫氧鳥苷水平和TUNEL(脫氧核糖核苷酸末端轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的缺口末端標記法)陽性感光細胞的百分比；另外，姜黃素還通過抑制DNA氧化應(yīng)激，抑制N-甲基-N-亞硝基脲誘導(dǎo)的感光細胞凋亡[22]。

研究顯示，姜黃素可通過降低內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和改善視網(wǎng)膜中的基因表達改善視網(wǎng)膜形態(tài)、抑制損傷，更適用于治療繼發(fā)于P23H視紫紅質(zhì)突變的視網(wǎng)膜色素變性[23]。姜黃素還可通過調(diào)節(jié)細胞內(nèi)鈣的釋放下調(diào)VEGF和胱天蛋白酶-3和9的水平，從而抑制人RPE中的氧化應(yīng)激反應(yīng)[24]。另外，姜黃素可增加抗氧化基因的表達，并降低血管緊張素Ⅱ1型受體、核因子κB和VEGF的表達；同時，姜黃素還可改變?nèi)薃RPE-19細胞中作為抗氧化防御和腎素-血管緊張素系統(tǒng)調(diào)節(jié)劑的氧化應(yīng)激相關(guān)的微RNA(microRNA，miRNA)的表達[25]。

RPE在保持視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和功能完整性方面發(fā)揮重要作用，衰老和損傷導(dǎo)致的細胞再生減少等因素是RPE再生的主要障礙。Park等[26]利用與姜黃素結(jié)合的藻酸鹽制成基于水凝膠的姜黃素/藻酸鹽系統(tǒng)，并將RPE細胞固定在其中，體外細胞分析顯示，姜黃素/藻酸鹽水凝膠表現(xiàn)出良好的生物相容性，增強了細胞生長能力，并促使更多的細胞外基質(zhì)形成；此外，姜黃素的存在對維持視網(wǎng)膜功能和產(chǎn)生基質(zhì)關(guān)鍵基因的表達具有正向調(diào)節(jié)作用，體外實驗證明，姜黃素/藻酸鹽水凝膠充當(dāng)細胞遞送載體可用于視網(wǎng)膜下腔移植，并具有為RPE再生提供適當(dāng)環(huán)境的能力，由此推測，姜黃素/藻酸鹽水凝膠可轉(zhuǎn)化為潛在的外科移植物，用于視網(wǎng)膜組織工程的生物植入。

4 姜黃素與視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷

研究顯示，姜黃素可以通過抑制信號通路、下調(diào)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白等方式減輕視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷，它可以通過抑制信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活來發(fā)揮保護功能；同時，核因子κB的激活也受到抑制，進一步增強了姜黃素的保護作用，從而減少視網(wǎng)膜血管以及神經(jīng)元變性；此外，磷酸化核因子κB抑制因子α和單核細胞趨化蛋白-1的上調(diào)也受到抑制[27]。Wang等[28]應(yīng)用腦卒中大鼠模型(采用雙側(cè)椎動脈電凝術(shù)聯(lián)合短暫雙側(cè)頸總動脈結(jié)扎術(shù))研究發(fā)現(xiàn)，在姜黃素處理組中，視網(wǎng)膜毛細血管細胞和神經(jīng)元的凋亡數(shù)量均顯著減少，而且姜黃素抑制了腦卒中自發(fā)高血壓大鼠視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷后磷酸化c-Jun氨基端激酶的表達，姜黃素作為c-Jun氨基端激酶的特殊抑制劑，可通過抑制視網(wǎng)膜毛細血管細胞和神經(jīng)元的凋亡，預(yù)防缺血再灌注損傷后高血壓性視網(wǎng)膜病變的發(fā)生。另有研究探討姜黃素對視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷后視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)及白細胞介素(interleukin，IL)-23和IL-17表達的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，姜黃素干預(yù)可以改善缺血再灌注大鼠視網(wǎng)膜的形態(tài)學(xué)損傷；免疫組織化學(xué)染色顯示，IL-23和IL-17主要在神經(jīng)節(jié)細胞層和視網(wǎng)膜內(nèi)核層表達，視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷導(dǎo)致IL-23和IL-17表達增高，而姜黃素可以顯著降低缺血再灌注損傷后視網(wǎng)膜中IL-23和IL-17的表達，且具有劑量依賴性[29]。

5 姜黃素與青光眼視神經(jīng)保護

青光眼是以視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞及視神經(jīng)軸突的丟失為特征的神經(jīng)變性疾病。青光眼與許多病理機制有關(guān)，不僅包括眼睛壓力，還包括自我調(diào)節(jié)缺陷、缺乏神經(jīng)反應(yīng)因素、谷氨酸興奮性毒性、免疫機制以及自由基損傷等。青光眼的視神經(jīng)保護旨在保護那些損傷的或可能損傷的神經(jīng)元，Davis等[20]使用一種新型納米載體制劑，將姜黃素定位于納米載體內(nèi)部，成功溶解高濃度(4.3 mg/mL)的姜黃素，體外實驗顯示，姜黃素負載的納米載體(curcumin nanocarriers，CN)對氯化鈷誘導(dǎo)的缺氧和谷氨酸誘導(dǎo)的毒性均具有抵抗作用，CN處理可顯著增加視網(wǎng)膜前體細胞系R28細胞的活力；對青光眼相關(guān)高眼壓和部分視神經(jīng)橫斷體內(nèi)模型的研究發(fā)現(xiàn)，CN可顯著減少視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞損傷，提示CN可能作為青光眼和其他神經(jīng)性眼病的有效神經(jīng)保護劑。

谷氨酸受體，尤其是N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid，NMDA)型谷氨酸受體引起的毒性與青光眼、缺血性及糖尿病性視網(wǎng)膜病相關(guān)。有研究表明，姜黃素對NMDA受體誘導(dǎo)的毒性具有神經(jīng)保護作用，其機制包括GluN2A(NMDA receptor 2A)亞基活性的增加；此外，CaMKⅡ抑制劑KN-93能夠阻斷姜黃素對GluN2A表達的影響，姜黃素還降低了絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶的活性，表明姜黃素對GluN2A亞基表達和NMDA型谷氨酸受體誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性的保護作用機制在于對CaMKⅡ和(或)絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶活性的調(diào)節(jié)[30]。

6 姜黃素與視網(wǎng)膜腫瘤

姜黃素可抑制腫瘤細胞增殖，阻止擴散，提高機體對細胞的敏感度，增強對腫瘤的殺傷效應(yīng)。姜黃素的目標分子包括轉(zhuǎn)錄因子、生長因子、酶和基因。姜黃素在視網(wǎng)膜母細胞瘤(retinoblastoma，RB)等眼部腫瘤中發(fā)揮抗腫瘤作用，它通過改變miRNA表達譜來介導(dǎo)抗癌作用。研究顯示，有16種miRNA被下調(diào)，同時有5種miRNA，尤其是miR-22在RB細胞中被上調(diào)[31]。miR-22的靶基因是紅細胞白血病病毒致癌基因同源物3，姜黃素通過減弱活性氧類水平，保護視網(wǎng)膜色素細胞免受氧化損傷，這種保護作用是由姜黃素誘導(dǎo)的血紅素加氧酶-1上調(diào)介導(dǎo)的[32]。

脈絡(luò)膜黑色素瘤是嚴重危害人類健康的疾病，是成人眼部最常見的一級惡性腫瘤，腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移是依賴血管生成的過程。在體外三維培養(yǎng)人脈絡(luò)膜黑色素瘤細胞株(OCM-1)過程中，姜黃素呈劑量依賴性(10～30 μmol/L)抑制腫瘤血管生成擬態(tài)的形成，下調(diào)磷脂酰肌醇-3-激酶和磷酸化上皮細胞激酶蛋白的表達，當(dāng)姜黃素劑量達到30 μmol/L時，磷脂酰肌醇-3-激酶信號通路幾乎全部被抑制，由此推斷，姜黃素可通過抑制磷脂酰肌醇-3-激酶信號通路抑制內(nèi)皮依賴性血管和血管生成擬態(tài)的形成，以達到抗腫瘤的目的[33]。

有報道稱，姜黃素除了對多種腫瘤的抑制作用外，還可提高各種腫瘤對放療的靈敏度[34]。Sreenivasan等[35]的研究評估了人類RB細胞系中姜黃素單獨使用或與藥物聯(lián)合使用時的細胞毒性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，姜黃素可引起細胞增殖、細胞動力學(xué)呈濃度依賴性降低，并且誘導(dǎo)視網(wǎng)膜母細胞瘤細胞系中的細胞凋亡；與單一藥物治療相比，將姜黃素與卡鉑/依托泊苷/長春新堿等藥物組合應(yīng)用時，細胞存活率和細胞周期均降低，同時細胞凋亡增加，可見姜黃素與單一藥物治療的組合對視網(wǎng)膜母細胞瘤細胞系具有顯著的協(xié)同抑制作用，推測姜黃素能夠提高視網(wǎng)膜母細胞瘤細胞對化療藥物的敏感性。將姜黃素作為輻射增敏劑，研究姜黃素對人視網(wǎng)膜膠質(zhì)瘤(WERI-Rb-1)細胞增殖的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低劑量光線對人視網(wǎng)膜膠質(zhì)瘤細胞周期、細胞凋亡和線粒體膜電位沒有太大影響，但能顯著改善細胞G2/M期阻滯，誘導(dǎo)線粒體途徑參與的細胞凋亡，提示姜黃素具有很好的放射增敏作用，低劑量的姜黃素和低劑量的輻射可以有效抑制癌細胞的活性[36]。

7 小 結(jié)

姜黃素具有廣泛的藥理作用，而且可以抗氧化、抗炎、抗血管生成以及抗腫瘤，是視網(wǎng)膜疾病防治的優(yōu)良天然藥物。然而，目前關(guān)于姜黃素功效的研究主要限于動物和體外實驗，姜黃素的臨床應(yīng)用受到其分子溶解性差和生物利用度低的限制[37]。因此，各種關(guān)于藥物載體及制劑改良的研究應(yīng)運而生，出現(xiàn)了姜黃素的納米制劑、卵磷脂制劑、鞏膜栓、姜黃素結(jié)合藻酸鹽的水凝膠等。有研究顯示，姜黃素的療效、功能及毒性因其濃度的改變而產(chǎn)生不同的影響，因此，在攝入姜黃素作為腫瘤的輔助治療或用于治療眼部疾病時，應(yīng)仔細監(jiān)測視網(wǎng)膜功能及不良反應(yīng)[38]。在臨床實踐中，將姜黃素配制成適當(dāng)?shù)闹苿捎糜谥委熞暰W(wǎng)膜疾病[39]，但姜黃素在眼底疾病中的藥理作用和具體作用機制仍需進一步研究。