26432380_天花粉治疗糖尿病物质基础及作用机制研究进展

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㊀基金项目:山东省自然科学基金(No.ZR2019PH071)
㊀作者简介:王静ꎬ女ꎬ主治医师ꎬ研究方向:中药抗肿瘤ꎬE-mail:243211928@qq.com
㊀通信作者:张波ꎬ男ꎬ博士研究生ꎬ副教授ꎬ研究方向:中药质量控制与品质评价ꎬTel:0539-7258639ꎬE-mail:zhangboyxy@lyu.edu.cn
天花粉治疗糖尿病物质基础及作用机制研究进展
王静1ꎬ蒋杰1ꎬ李新朋2ꎬ陈敏2ꎬ张波2
(1.临沂市中医医院肿瘤科ꎬ山东临沂276000ꎻ2.临沂大学药学院ꎬ山东临沂276005)
摘要:天花粉为葫芦科植物栝楼或双边栝楼的干燥根ꎬ具有清热泻火㊁生津止渴等功效ꎬ临床多用于热病烦渴㊁肺热燥咳和内热消渴等症ꎬ是治疗糖尿病之要药ꎮ然而ꎬ目前中药治疗糖尿病仍以传统方剂或中成药为主ꎬ天花粉在糖尿病的新药开发进展缓慢ꎮ本文通过对天花粉及其复方制剂治疗糖尿病的物质基础和作用机制进行归纳总结ꎬ为下一步天花粉治疗糖尿病的新药开发提供参考ꎮ
关键词:天花粉ꎻ糖尿病ꎻ物质基础ꎻ作用机制
中图分类号:R284㊀文献标识码:A㊀文章编号:2095-5375(2021)10-0684-004doi:10.13506/j.cnki.jpr.2021.10.013
ResearchprogressonthesubstancebasisandmechanismofTrichosanthisRadix
inthetreatmentofdiabetesmellitus
WANGJing1ꎬJIANGJie1ꎬLIXinpeng2ꎬCHENMin2ꎬZHANGBo2
(1.DepartmentofOncologyꎬLinyiTraditionalChineseMedicineHospitalꎬLinyi276000ꎬChinaꎻ
2.CollegeofPharmacyꎬLinyiUniversityꎬLinyi276005ꎬChina)
Abstract:TrichosanthisRadixisfromtheradixofTrichosantheskirilowiiMaxim.andTrichosanthesrosthorniiHarms.It
hasmanypharmacologicaleffectssuchasclearingheatꎬreducingfireꎬproducingsalivaꎬquenchingthirstꎬandsoon.AnditisanimportanttraditionalChinesemedicineinthetreatmentofdiabetes.HoweverꎬprescriptionandChinesepatentmedicine
arethemajorformfortreatingdiabetes.Itseemsdifficultfornewdrugsdevelopment.Inthispaperꎬwesummarizedthere ̄searchprogressonthesubstancebasisandmechanismofTrichosanthisRadixinthetreatmentofdiabetesmellitusinorder
toprovidereferencefornewdrugdevelopment.
Keywords:TrichosanthisRadixꎻDiabetesmellitusꎻSubstancebasisꎻMechanism
㊀㊀天花粉又名栝楼根ꎬ为葫芦科植物栝楼(TrichosantheskirilowiiMaxim.)或双边栝楼(TrichosanthesrosthorniiHarms.)的干燥根ꎬ具有清热泻火㊁生津止渴等功效ꎬ临床多用于热病
烦渴㊁肺热燥咳和内热消渴等症[1]ꎮ
糖尿病古称消渴症ꎬ在众多中医药古籍中记录了数百首
治疗消渴症的中药方剂ꎮ赵磊等[2]通过 九九中医资讯网 共享数据库系统对比古今治疗消渴的方剂发现ꎬ在涉及462种中药组成的共663首古方中ꎬ天花粉使用频次最高ꎬ达到220次ꎻ且在由129种中药组成的47种现代治疗糖尿病的中成药中天花粉的使用频次(20次)仍位居前二ꎬ仅次于黄芪(频次27)ꎮ杨艳等
[3]
则基于中医传承辅助平台软件以目前
已上市中成药为背景ꎬ通过建立数据库后进行数据统计和用药规律分析发现ꎬ在73个治疗糖尿病的上市中成药方剂中ꎬ
天花粉使用频次同样位居第二(频次23)ꎬ仅次于黄芪(频次28)ꎮ郭东臣等[4]则从 证治-方药 的角度分析了中成药治疗2型糖尿病的用药情况ꎬ发现在95首治疗2型糖尿病的药对中ꎬ应用频率最高的5个药对(生地-天花粉㊁黄芪-山药㊁黄芪-人参㊁知母-天花粉㊁山茱萸-山药)中天花粉出现2次ꎬ且单味药应用频率分析中天花粉的频率高达48.42%ꎮ以上可见ꎬ天花粉在古今中药治疗糖尿病中应用十分广泛ꎬ为治疗糖尿病之要药[5]ꎮ
目前ꎬ天花粉治疗糖尿病仍以传统方剂或中成药为主ꎬ
对其治疗糖尿病的物质基础及作用机制研究不够深入ꎬ导致其在治疗糖尿病方面的新药开发后劲不足[6]ꎮ因此ꎬ本文通过对20余年来关于天花粉治疗糖尿病的物质基础研究和作用机制研究进行归纳总结ꎬ以期为天花粉治疗糖尿病的新药
开发提供参考ꎮ
1㊀天花粉治疗糖尿病的物质基础
对于天花粉的化学成分研究表明ꎬ天花粉主要含有天花
粉蛋白(TrichosanthinꎬTCS)㊁天花粉多糖㊁天花粉凝集素(Tri ̄chosanthesKirilowiilectionꎬTKL)等大分子化合物ꎬ此外还含有氨基酸㊁葫芦素B以及少量的皂苷类和黄酮类成分[7]ꎮ而目前对于天花粉治疗糖尿病的物质基础研究主要集中在有
效部位和有效成分两个方面ꎮ
1.1㊀天花粉降糖有效部位㊀多位学者对天花粉的水提物㊁醇提物以及不同萃取部位或洗脱部位的降血糖效果进行了比较研究ꎮ张晓敏等[8]通过不同质量天花粉(1.12~2.25g kg-1)给药治疗四氧嘧啶糖尿病大鼠模型发现ꎬ高低剂量组天花粉原液均具有显著的降血糖效果ꎬ但高低剂量组间无显著性差异ꎬ从而推测天花粉水提液具有降血糖效果ꎮ李琼等[9]分别以PBS溶液和85%乙醇为溶剂制备了天花粉水提物和醇提物ꎬ然后将醇提取物分别用石油醚㊁乙酸乙酯和正丁醇萃取进而获得了3个提取部位ꎬ进一步通过人肝癌细胞HepG2葡萄糖消耗量实验和糖尿病小鼠降血糖实验发现ꎬ在4个不同组分中天花粉水提物降糖效果最佳ꎬ石油醚㊁乙酸乙酯部位次之ꎬ正丁醇部位最弱ꎮ
李晓芳[10]等分别采用95%乙醇超声提取㊁95%乙醇回流提取和水超声提取3种方法制备了天花粉提取物ꎬ通过考察此3种提取物对四氧嘧啶糖尿病小鼠模型的降血糖效果发现ꎬ醇超声提取物降血糖功效最好ꎮ然后通过对该部位进行梯度洗脱并通过细胞葡萄糖消耗实验发现ꎬ80%洗脱组分与模型组及其他洗脱部位对细胞葡萄糖消耗量的影响具有显著性差异ꎬ是天花粉降血糖的活性部位ꎮ
以上研究提示ꎬ天花粉水提液和醇提液均有一定降糖效
果ꎬ且水提物效果可能更佳ꎻ醇提物中降血糖效果较好的部
位在极性偏弱的石油醚部位ꎬ说明天花粉的降糖功效可能是
多种成分的协同作用ꎮ
1.2㊀天花粉降糖有效成分
1.2.1㊀TCS㊀TCS是天花粉所特有的一种核糖体失活蛋白ꎬ具有广泛的抗病毒和抗肿瘤活性ꎬ且已有上市的天花粉注射液用于中期引产ꎮ研究发现[11]ꎬTCS可显著降低非肥胖糖尿病(NOD)小鼠的糖尿病发病率ꎬ同时可以减轻NOD小鼠胰岛炎的严重程度ꎬ具有预防和治疗糖尿病的潜力ꎮ1.2.2㊀天花粉多糖㊀天花粉多糖是一种从天花粉中提取纯化而得到的多糖类成分ꎬ其相对分子量差异显著且单糖组成也各不相同[12-14]ꎮ天花粉多糖具有免疫增强活性㊁抗肿瘤和降血糖等多种药理作用ꎮHikino等[15]从天花粉中制备了5种天花粉多糖(TrichosansA㊁B㊁C㊁D㊁E)ꎬ通过观察5种成分对四氧嘧啶糖尿病模型大鼠血糖浓度的影响ꎬ发现这5种多糖均具有一定降糖活性ꎬ其中TrichosansA效果最佳ꎬ且呈现剂量依赖关系ꎮ
1.2.3㊀TKL㊀TKL是一种从天花粉中分离制备的酸性蛋白质ꎬ可专一性结合半乳糖ꎬ具有显著的降血糖效果ꎮ李琼等[16]考察了TKL对HepG2细胞葡萄糖消耗的影响ꎬ同时利用糖尿病小鼠模型研究TKL的降血糖活性ꎮ结果发现ꎬTKL在极低浓度(0.05mg L-1)下即可促进细胞消耗葡萄糖ꎬ而在高浓度(5mg L-1)时表现出显著性差异ꎻTKL对糖尿病小鼠具有显著的降血糖效果ꎬ且最佳效果与阳性对照二甲双胍类似ꎮ
2㊀天花粉治疗糖尿病的作用机制
目前ꎬ关于天花粉治疗糖尿病的作用机制研究主要是针对TCS和TKL两种有效成分展开ꎬ而对天花粉多糖或其他有效部位的治疗糖尿病的作用机制未见报道ꎮ
2.1㊀TCS作用机制㊀自身免疫性糖尿病是1型糖尿病的一个亚型ꎬ在其发病过程中有诸多免疫细胞(如CD4+T淋巴细胞㊁CD8+T淋巴细胞㊁B淋巴细胞和巨噬细胞等等)参与ꎬ这些免疫细胞会对浸润胰岛从而诱发炎症ꎬ使胰岛素分泌减少或匮乏ꎮ其中CD4+T淋巴细胞发挥重要作用ꎬ诸多学者认为CD4+T淋巴细胞的两个亚群Th1和Th2功能失衡是自身免疫性糖尿病的重要发病机制之一ꎬ通过纠正两者失衡可达到治疗或预防此类糖尿病的目的[17-19]ꎮ
乔玉峰等[11]研究发现ꎬTCS可显著提高NOD小鼠胸腺和脾脏中CD4+T淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞水平ꎬ同时提高血清和脾细胞中细胞因子IL-4水平ꎬ但对IFN-γ无明显影响ꎮ因此推测TCS对NOD鼠糖尿病和胰岛炎的保护机制可能为:①促进中枢和外周淋巴器官淋巴细胞分化与发育ꎬ促进CD4+T淋巴细胞向Th2细胞转化ꎻ②促进脾细胞IL-4分泌ꎬ同时提升Th2型细胞因子IL-4表达ꎬ从而调节Th1/Th2细胞失衡ꎮ
2.2㊀KTL作用机制㊀血糖波动与氧化应激作用密切相关ꎬ且通过抗氧化治疗可以改善糖尿相关病症[20]ꎮ李琼等[21]以链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠为模型ꎬ研究TKL对其降血糖作用的同时还对大鼠血清中糖化血清蛋白(GSP)㊁丙二醛(MDA)㊁超氧化物歧化酶(SOD)㊁还原型谷胱甘肽(GSH)进行了检测分析ꎬ结果发现TKL可显著改善小鼠糖耐量减退作用ꎬ且高剂量组TKL可显著降低小鼠血清中GSP和MDA含量ꎬ提高SOD和GSH含量ꎬ说明TKL降血糖作用与提高小鼠抗氧化能力有关ꎮ
李琼等[22]研究还发现TKL可改善KK-Ay糖尿病小鼠糖耐量异常情况ꎬ同时改善胰岛素抵抗作用ꎮ对于血脂代谢异常这一2型糖尿病的主要并发症ꎬ其进一步通过TKL给药30d后检测KK-Ay小鼠血清中TC㊁TG㊁HDL-C和LDL-C指标变化ꎬ结果发现ꎬTKL(0.3g kg-1剂量组)可显著降低小鼠血清中TC㊁TG和LDL-C水平ꎬ同时显著提高HDL-C水平ꎬ说明TKL可调节血糖㊁血脂水平ꎬ促进糖脂代谢良性循环ꎮ
3㊀含天花粉复方治疗糖尿病作用机制研究
中医临床治疗糖尿病类方大抵可分为栝楼根类方㊁黄连类方㊁黄芪类方㊁地黄类方㊁大黄类方㊁柴胡类方和苓术类方等ꎬ其中栝楼根类方又包括栝楼牡蛎散㊁栝楼瞿麦丸㊁柴胡桂枝干姜汤㊁小青龙汤(加减)和小柴胡汤(加减)等[23]ꎮ通过对栝楼根类方的降血糖作用相关研究可为天花粉治疗糖尿
病的作用机制研究提供一些思路ꎬ如姚婷等[24]利用四氧嘧啶糖尿病小鼠模型研究栝楼牡蛎散的降糖作用ꎬ结果发现栝楼牡蛎散能显著改善糖尿病小鼠血糖水平ꎬ减少体重下降ꎬ调节血脂代谢ꎬ并推测栝楼牡蛎散可能通过刺激胰岛β细胞再生或对胰岛β细胞具有修护作用ꎬ从而刺激胰岛素分泌ꎮ而对栝楼瞿麦方的研究ꎬ目前主要集中在治疗糖尿病肾病方面ꎬ对降糖作用及其机制的研究较少[25]ꎮ
此外ꎬ含天花粉的抗糖尿病复方制剂还包括消渴丸㊁天麦消渴片㊁天芪降糖胶囊等等ꎮ消渴丸是中西医药复方制剂ꎬ主要成分为格列苯脲㊁黄芪㊁天花粉㊁生地黄㊁山药㊁五味子及葛根ꎬ袁永亮等[26]采用网络药理学研究思路分析了消渴丸治疗糖尿病的分子机制ꎬ发现消渴丸中的中药组分影响炎症信号通路(TNF㊁Jak-STAT㊁NF-Kb㊁细胞因子等)ꎬ胰岛β细胞相关信号通路(PI3K/Akt㊁mTOR㊁MAPK等)㊁AGE-RAGE糖尿病综合征以及物质代谢等通路ꎬ从而与格列本脲协同发挥降糖作用ꎮ
天麦消渴片是由五味子㊁麦冬㊁天花粉㊁吡考啉酸铬组成的复方制剂ꎬ研究发现[27-28]天麦消渴片可通过降低胰岛素抵抗㊁改善胰岛β细胞功能㊁调节脂代谢等途径发挥降血糖功效ꎮ张茜等[29]进一步通过miRNA表达谱芯片和RT-PCR探讨了天麦消渴片的降血糖机制ꎬ发现其可上调胰腺miR-30d和miR-375水平ꎬ抑制胰岛α细胞增殖ꎬ刺激β细胞增殖ꎬ增加胰岛素基因表达ꎻ上调胰腺let-7b㊁let-7e和miR-142-5pꎬ抑制细胞因子及受体相互作用通路和MAPK通路功能ꎻ从而改善胰岛素抵抗降低血糖ꎮ同理ꎬ张茜等[30]采用基因芯片技术研究了天芪降糖胶囊的降糖调脂机制ꎬ发现其降糖机制可能与MAPK通路和GluT-4上调ꎬ下调炎症因子水平改善胰岛素抵抗有关ꎬ而血脂改善作用与PPAR-α上调有关ꎮ
4 总结
天花粉为治疗糖尿病之要药ꎬ现有研究表明天花粉中治疗糖尿病的有效部位多为水提物ꎬ且有效成分亦是水溶性的TCS㊁TKL和天花粉多糖等大分子化合物ꎬ而对天花粉小分子物质的降糖作用研究未见报道ꎬ但通过醇提部位的降糖作用研究可知低极性组分含有一定的降血糖活性成分ꎬ有待深入研究ꎮ治疗糖尿病的作用机制很多ꎬ而对于天花粉治疗糖尿病的作用机制主要包含两个方面:①TCS可通过调节Th1/Th2细胞功能失衡发挥预防或治疗糖尿病的作用ꎻ②TKL可通过提高机体抗氧化能力和调节糖脂代谢来发挥功效ꎻ有待进一步研究ꎮ
显然ꎬ无论是物质基础研究还是作用机制研究均与天花粉在治疗糖尿病中的重要地位是不相符的ꎬ为进一步加快天花粉在治疗糖尿病方面的相关研究或新药开发ꎮ笔者建议:①加强天花粉物质基础的分离与鉴定研究力度ꎬ为药理活性和作用机制研究提供基础ꎻ②多成分多靶点是中药发挥疗效的特色ꎬ因此在天花粉治疗糖尿病方面不能仅仅依赖某个单一成分发挥全部疗效ꎬ可在多成分的协同作用上面开展相关研究ꎻ③借鉴中药复方制剂的降糖机制研究策略ꎬ广泛研究天花粉单味药的降糖机制ꎬ为抗糖尿病新药研发提供基础ꎮ参考文献:
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(下转第697页)
2.3㊀不足
2.3.1㊀ADR报告率低㊀结果见表3ꎮWHO的统计数据表明:全球每年住院患者中ADR的发生率为10%~20%ꎬ其中ꎬ因严重ADR导致的病死率约为5%[8]ꎮ我院2020年上报率为0.09%ꎬ仍有较大提高空间ꎮ
表2㊀2017 2020年ADR病程记录率情况
年度ADR上报数量病程记录数量病程记录率(%)2017年35426775.422018年37429979.952019年46342892.442020年507507100.00
表3㊀2020年ADR上报率
年度ADR上报数量患者数量ADR上报率(%)2020年5075600000.092.3.2㊀门诊患者上报比例低㊀结果见表4ꎮ2020年我院门诊处方人次远高于住院人次ꎬ而我院ADR报表中ꎬ12例为门诊患者上报ꎬ495例为住院患者上报ꎬ门诊患者占比仅为2.37%ꎬ2021年需关注门诊患者ADR情况ꎮ
表4㊀2020年门诊患者ADR上报占比
年度门诊患者ADR
上报数量ADR上报数量
门诊患者占比
(%)
2020年125072.37
3 讨论
PDCA循环是一种可全面改善管理质量的科学程序及通用模型[9]ꎬ我院的ADR上报和监测工作自引入PDCA循环管理模式后ꎬ在医院高度重视及多学科㊁多部门㊁多专业的相互协作下ꎬ通过完善制度㊁加强监督培训㊁建设信息系统等措施ꎬ提高了全院医务人员对ADR上报的重视程度ꎬADR上报数量及质量均显著改善ꎮ对ADR上报工作中存在的不足ꎬ可进入下一个PDCA循环ꎬ持续改进ꎮ
医院上报ADR可帮助国家药品监督管理局统计数据ꎬ及时识别临床风险信号ꎬ预防严重药品不良反应的发生ꎬ对于促进临床用药的合理性和安全性具有重大意义ꎬ为了提高医院ADR监测的力度和质量ꎬ应积极运用新型管理模式对监测工作进行干预[10]ꎬ并通过干预措施的实施ꎬ可提升全体医务人员对于药品不良反应的发现㊁报告㊁评价及预警能力ꎬ为评价㊁整顿和淘汰高风险药品提供临床依据ꎬ为探索构建医院药品不良反应监测预警体系提供安全用药保障ꎬ从而达到保障临床用药的合理性与安全性ꎮ
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