王靜，蔣杰，李新朋，陳敏，張波

(1.臨沂市中醫(yī)醫(yī)院腫瘤科，山東 臨沂 276000；2.臨沂大學(xué)藥學(xué)院，山東 臨沂 276005)

天花粉又名栝樓根，為葫蘆科植物栝樓(TrichosantheskirilowiiMaxim.)或雙邊栝樓(TrichosanthesrosthorniiHarms.)的干燥根，具有清熱瀉火、生津止渴等功效，臨床多用于熱病煩渴、肺熱燥咳和內(nèi)熱消渴等癥[1]。

糖尿病古稱消渴癥，在眾多中醫(yī)藥古籍中記錄了數(shù)百首治療消渴癥的中藥方劑。趙磊等[2]通過“九九中醫(yī)資訊網(wǎng)”共享數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)比古今治療消渴的方劑發(fā)現(xiàn)，在涉及462種中藥組成的共663首古方中，天花粉使用頻次最高，達(dá)到220次；且在由129種中藥組成的47種現(xiàn)代治療糖尿病的中成藥中天花粉的使用頻次(20次)仍位居前二，僅次于黃芪(頻次27)。楊艷等[3]則基于中醫(yī)傳承輔助平臺(tái)軟件以目前已上市中成藥為背景，通過建立數(shù)據(jù)庫(kù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和用藥規(guī)律分析發(fā)現(xiàn)，在73個(gè)治療糖尿病的上市中成藥方劑中，天花粉使用頻次同樣位居第二(頻次23)，僅次于黃芪(頻次28)。郭東臣等[4]則從“證治-方藥”的角度分析了中成藥治療 2 型糖尿病的用藥情況，發(fā)現(xiàn)在95首治療2型糖尿病的藥對(duì)中，應(yīng)用頻率最高的5個(gè)藥對(duì)(生地-天花粉、黃芪-山藥、黃芪-人參、知母-天花粉、山茱萸-山藥)中天花粉出現(xiàn)2次，且單味藥應(yīng)用頻率分析中天花粉的頻率高達(dá)48.42%。以上可見，天花粉在古今中藥治療糖尿病中應(yīng)用十分廣泛，為治療糖尿病之要藥[5]。

目前，天花粉治療糖尿病仍以傳統(tǒng)方劑或中成藥為主，對(duì)其治療糖尿病的物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機(jī)制研究不夠深入，導(dǎo)致其在治療糖尿病方面的新藥開發(fā)后勁不足[6]。因此，本文通過對(duì)20余年來關(guān)于天花粉治療糖尿病的物質(zhì)基礎(chǔ)研究和作用機(jī)制研究進(jìn)行歸納總結(jié)，以期為天花粉治療糖尿病的新藥開發(fā)提供參考。

1 天花粉治療糖尿病的物質(zhì)基礎(chǔ)

對(duì)于天花粉的化學(xué)成分研究表明，天花粉主要含有天花粉蛋白(Trichosanthin,TCS)、天花粉多糖、天花粉凝集素(TrichosanthesKirilowiilection,TKL)等大分子化合物，此外還含有氨基酸、葫蘆素B以及少量的皂苷類和黃酮類成分[7]。而目前對(duì)于天花粉治療糖尿病的物質(zhì)基礎(chǔ)研究主要集中在有效部位和有效成分兩個(gè)方面。

1.1 天花粉降糖有效部位 多位學(xué)者對(duì)天花粉的水提物、醇提物以及不同萃取部位或洗脫部位的降血糖效果進(jìn)行了比較研究。張曉敏等[8]通過不同質(zhì)量天花粉(1.12～2.25 g·kg-1)給藥治療四氧嘧啶糖尿病大鼠模型發(fā)現(xiàn)，高低劑量組天花粉原液均具有顯著的降血糖效果，但高低劑量組間無顯著性差異，從而推測(cè)天花粉水提液具有降血糖效果。

李瓊等[9]分別以PBS溶液和85%乙醇為溶劑制備了天花粉水提物和醇提物，然后將醇提取物分別用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取進(jìn)而獲得了3個(gè)提取部位，進(jìn)一步通過人肝癌細(xì)胞HepG2葡萄糖消耗量實(shí)驗(yàn)和糖尿病小鼠降血糖實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在4個(gè)不同組分中天花粉水提物降糖效果最佳，石油醚、乙酸乙酯部位次之，正丁醇部位最弱。

李曉芳[10]等分別采用95%乙醇超聲提取、95%乙醇回流提取和水超聲提取3種方法制備了天花粉提取物，通過考察此3種提取物對(duì)四氧嘧啶糖尿病小鼠模型的降血糖效果發(fā)現(xiàn)，醇超聲提取物降血糖功效最好。然后通過對(duì)該部位進(jìn)行梯度洗脫并通過細(xì)胞葡萄糖消耗實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，80%洗脫組分與模型組及其他洗脫部位對(duì)細(xì)胞葡萄糖消耗量的影響具有顯著性差異，是天花粉降血糖的活性部位。

以上研究提示，天花粉水提液和醇提液均有一定降糖效果，且水提物效果可能更佳；醇提物中降血糖效果較好的部位在極性偏弱的石油醚部位，說明天花粉的降糖功效可能是多種成分的協(xié)同作用。

1.2 天花粉降糖有效成分

1.2.1 TCS TCS是天花粉所特有的一種核糖體失活蛋白，具有廣泛的抗病毒和抗腫瘤活性，且已有上市的天花粉注射液用于中期引產(chǎn)。研究發(fā)現(xiàn)[11]，TCS可顯著降低非肥胖糖尿病(NOD)小鼠的糖尿病發(fā)病率，同時(shí)可以減輕NOD小鼠胰島炎的嚴(yán)重程度，具有預(yù)防和治療糖尿病的潛力。

1.2.2 天花粉多糖 天花粉多糖是一種從天花粉中提取純化而得到的多糖類成分，其相對(duì)分子量差異顯著且單糖組成也各不相同[12-14]。天花粉多糖具有免疫增強(qiáng)活性、抗腫瘤和降血糖等多種藥理作用。Hikino等[15]從天花粉中制備了5種天花粉多糖(Trichosans A、B、C、D、E)，通過觀察5種成分對(duì)四氧嘧啶糖尿病模型大鼠血糖濃度的影響，發(fā)現(xiàn)這5種多糖均具有一定降糖活性，其中Trichosans A效果最佳，且呈現(xiàn)劑量依賴關(guān)系。

1.2.3 TKL TKL是一種從天花粉中分離制備的酸性蛋白質(zhì)，可專一性結(jié)合半乳糖，具有顯著的降血糖效果。李瓊等[16]考察了TKL對(duì)HepG2細(xì)胞葡萄糖消耗的影響，同時(shí)利用糖尿病小鼠模型研究TKL的降血糖活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TKL在極低濃度(0.05 mg·L-1)下即可促進(jìn)細(xì)胞消耗葡萄糖，而在高濃度(5 mg·L-1)時(shí)表現(xiàn)出顯著性差異；TKL對(duì)糖尿病小鼠具有顯著的降血糖效果，且最佳效果與陽(yáng)性對(duì)照二甲雙胍類似。

2 天花粉治療糖尿病的作用機(jī)制

目前，關(guān)于天花粉治療糖尿病的作用機(jī)制研究主要是針對(duì)TCS和TKL兩種有效成分展開，而對(duì)天花粉多糖或其他有效部位的治療糖尿病的作用機(jī)制未見報(bào)道。

2.1 TCS作用機(jī)制 自身免疫性糖尿病是1型糖尿病的一個(gè)亞型，在其發(fā)病過程中有諸多免疫細(xì)胞(如CD4+T淋巴細(xì)胞、CD8+T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等等)參與，這些免疫細(xì)胞會(huì)對(duì)浸潤(rùn)胰島從而誘發(fā)炎癥，使胰島素分泌減少或匱乏。其中CD4+T淋巴細(xì)胞發(fā)揮重要作用，諸多學(xué)者認(rèn)為CD4+T淋巴細(xì)胞的兩個(gè)亞群Th1和Th2功能失衡是自身免疫性糖尿病的重要發(fā)病機(jī)制之一，通過糾正兩者失衡可達(dá)到治療或預(yù)防此類糖尿病的目的[17-19]。

喬玉峰等[11]研究發(fā)現(xiàn)，TCS可顯著提高NOD小鼠胸腺和脾臟中CD4+T淋巴細(xì)胞和CD8+T淋巴細(xì)胞水平，同時(shí)提高血清和脾細(xì)胞中細(xì)胞因子IL-4水平，但對(duì)IFN-γ無明顯影響。因此推測(cè)TCS對(duì)NOD鼠糖尿病和胰島炎的保護(hù)機(jī)制可能為：①促進(jìn)中樞和外周淋巴器官淋巴細(xì)胞分化與發(fā)育，促進(jìn)CD4+T淋巴細(xì)胞向Th2細(xì)胞轉(zhuǎn)化；②促進(jìn)脾細(xì)胞IL-4分泌，同時(shí)提升Th2型細(xì)胞因子IL-4表達(dá)，從而調(diào)節(jié)Th1/Th2細(xì)胞失衡。

2.2 KTL作用機(jī)制 血糖波動(dòng)與氧化應(yīng)激作用密切相關(guān)，且通過抗氧化治療可以改善糖尿相關(guān)病癥[20]。李瓊等[21]以鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠為模型，研究TKL對(duì)其降血糖作用的同時(shí)還對(duì)大鼠血清中糖化血清蛋白(GSP)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、還原型谷胱甘肽(GSH)進(jìn)行了檢測(cè)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TKL可顯著改善小鼠糖耐量減退作用，且高劑量組TKL可顯著降低小鼠血清中GSP和MDA含量，提高SOD和GSH含量，說明TKL降血糖作用與提高小鼠抗氧化能力有關(guān)。

李瓊等[22]研究還發(fā)現(xiàn)TKL可改善KK-Ay糖尿病小鼠糖耐量異常情況，同時(shí)改善胰島素抵抗作用。對(duì)于血脂代謝異常這一2型糖尿病的主要并發(fā)癥，其進(jìn)一步通過TKL給藥30 d后檢測(cè)KK-Ay小鼠血清中TC、TG、HDL-C和LDL-C指標(biāo)變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TKL(0.3 g·kg-1劑量組)可顯著降低小鼠血清中TC、TG和LDL-C水平，同時(shí)顯著提高HDL-C水平，說明TKL可調(diào)節(jié)血糖、血脂水平，促進(jìn)糖脂代謝良性循環(huán)。

3 含天花粉復(fù)方治療糖尿病作用機(jī)制研究

中醫(yī)臨床治療糖尿病類方大抵可分為栝樓根類方、黃連類方、黃芪類方、地黃類方、大黃類方、柴胡類方和苓術(shù)類方等，其中栝樓根類方又包括栝樓牡蠣散、栝樓瞿麥丸、柴胡桂枝干姜湯、小青龍湯(加減)和小柴胡湯(加減)等[23]。通過對(duì)栝樓根類方的降血糖作用相關(guān)研究可為天花粉治療糖尿病的作用機(jī)制研究提供一些思路，如姚婷等[24]利用四氧嘧啶糖尿病小鼠模型研究栝樓牡蠣散的降糖作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)栝樓牡蠣散能顯著改善糖尿病小鼠血糖水平，減少體重下降，調(diào)節(jié)血脂代謝，并推測(cè)栝樓牡蠣散可能通過刺激胰島β細(xì)胞再生或?qū)σ葝uβ細(xì)胞具有修護(hù)作用，從而刺激胰島素分泌。而對(duì)栝樓瞿麥方的研究，目前主要集中在治療糖尿病腎病方面，對(duì)降糖作用及其機(jī)制的研究較少[25]。

此外，含天花粉的抗糖尿病復(fù)方制劑還包括消渴丸、天麥消渴片、天芪降糖膠囊等等。消渴丸是中西醫(yī)藥復(fù)方制劑，主要成分為格列苯脲、黃芪、天花粉、生地黃、山藥、五味子及葛根，袁永亮等[26]采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究思路分析了消渴丸治療糖尿病的分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)消渴丸中的中藥組分影響炎癥信號(hào)通路(TNF、Jak-STAT、NF-Kb、細(xì)胞因子等)，胰島β細(xì)胞相關(guān)信號(hào)通路(PI3K/Akt、mTOR、MAPK等)、AGE-RAGE糖尿病綜合征以及物質(zhì)代謝等通路，從而與格列本脲協(xié)同發(fā)揮降糖作用。

天麥消渴片是由五味子、麥冬、天花粉、吡考啉酸鉻組成的復(fù)方制劑，研究發(fā)現(xiàn)[27-28]天麥消渴片可通過降低胰島素抵抗、改善胰島β細(xì)胞功能、調(diào)節(jié)脂代謝等途徑發(fā)揮降血糖功效。張茜等[29]進(jìn)一步通過miRNA表達(dá)譜芯片和RT-PCR探討了天麥消渴片的降血糖機(jī)制，發(fā)現(xiàn)其可上調(diào)胰腺miR-30d和miR-375水平，抑制胰島α細(xì)胞增殖，刺激β細(xì)胞增殖，增加胰島素基因表達(dá)；上調(diào)胰腺let-7b、let-7e和miR-142-5p，抑制細(xì)胞因子及受體相互作用通路和MAPK通路功能；從而改善胰島素抵抗降低血糖。同理，張茜等[30]采用基因芯片技術(shù)研究了天芪降糖膠囊的降糖調(diào)脂機(jī)制，發(fā)現(xiàn)其降糖機(jī)制可能與MAPK通路和GluT-4上調(diào)，下調(diào)炎癥因子水平改善胰島素抵抗有關(guān)，而血脂改善作用與PPAR-α上調(diào)有關(guān)。

4 總結(jié)

天花粉為治療糖尿病之要藥，現(xiàn)有研究表明天花粉中治療糖尿病的有效部位多為水提物，且有效成分亦是水溶性的TCS、TKL和天花粉多糖等大分子化合物，而對(duì)天花粉小分子物質(zhì)的降糖作用研究未見報(bào)道，但通過醇提部位的降糖作用研究可知低極性組分含有一定的降血糖活性成分，有待深入研究。治療糖尿病的作用機(jī)制很多，而對(duì)于天花粉治療糖尿病的作用機(jī)制主要包含兩個(gè)方面：①TCS可通過調(diào)節(jié)Th1/Th2細(xì)胞功能失衡發(fā)揮預(yù)防或治療糖尿病的作用；②TKL可通過提高機(jī)體抗氧化能力和調(diào)節(jié)糖脂代謝來發(fā)揮功效；有待進(jìn)一步研究。

顯然，無論是物質(zhì)基礎(chǔ)研究還是作用機(jī)制研究均與天花粉在治療糖尿病中的重要地位是不相符的，為進(jìn)一步加快天花粉在治療糖尿病方面的相關(guān)研究或新藥開發(fā)。筆者建議：①加強(qiáng)天花粉物質(zhì)基礎(chǔ)的分離與鑒定研究力度，為藥理活性和作用機(jī)制研究提供基礎(chǔ)；②多成分多靶點(diǎn)是中藥發(fā)揮療效的特色，因此在天花粉治療糖尿病方面不能僅僅依賴某個(gè)單一成分發(fā)揮全部療效，可在多成分的協(xié)同作用上面開展相關(guān)研究；③借鑒中藥復(fù)方制劑的降糖機(jī)制研究策略，廣泛研究天花粉單味藥的降糖機(jī)制，為抗糖尿病新藥研發(fā)提供基礎(chǔ)。