脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的角膜炎是一種具有傳染性的眼部疾病，相關(guān)的炎癥響應(yīng)因子常常會(huì)導(dǎo)致組織損傷甚至視力喪失。長(zhǎng)春胺是一種植物生物堿，作為末梢血管擴(kuò)張劑應(yīng)用于臨床。本文研究了長(zhǎng)春胺通過抑制脂多糖誘導(dǎo)的人角膜上皮細(xì)胞(HCEC)炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激水平，從而起到保護(hù)作用。分別用不同濃度的脂多糖和長(zhǎng)春胺處理人角膜上皮細(xì)胞，測(cè)定細(xì)胞存活率、活性氧（ROS）水平、以及相關(guān)基因的表達(dá)（白細(xì)胞介素-6、白細(xì)胞介素--8、白細(xì)胞介素-1β、腫瘤壞死因子-α、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β）。通過測(cè)定丙二醛、總抗氧化能力、谷胱甘肽以及超氧化物歧化酶水平來測(cè)定長(zhǎng)春胺抗氧化能力。同時(shí)也研究了脂多糖處理后的人角膜上皮細(xì)胞中，長(zhǎng)春胺對(duì)細(xì)胞內(nèi)的硫氧還蛋白氧化還原酶（TrxR）及其他抗氧化蛋白的作用。
結(jié)果顯示，長(zhǎng)春胺能夠保護(hù)人角膜上皮細(xì)胞免受脂多糖誘導(dǎo)的細(xì)胞活力減退，改善炎癥反應(yīng)。長(zhǎng)春胺通過提高ROS水平，調(diào)節(jié)SOD，T-AOC，GSH和MDA的水平，發(fā)揮極強(qiáng)的抗氧化能力。同時(shí)，長(zhǎng)春胺通過降低IL-6，IL-8，IL-1β，TNF-α，TGF-β 的表達(dá)水平發(fā)揮抗炎作用。長(zhǎng)春胺激活細(xì)胞內(nèi)硫氧還蛋白氧化還原酶活性。這些發(fā)現(xiàn)均證明，長(zhǎng)春胺在脂多糖誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng)中發(fā)揮積極作用，在脂多糖誘導(dǎo)的角膜炎中起到保護(hù)眼角上皮細(xì)胞方面是十分有益的。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
長(zhǎng)春胺對(duì)LPS處理后的HCEC細(xì)胞活性的作用
如圖A所示，LPS濃度越高細(xì)胞活性越低。10μg/mL LPS處理24h后，細(xì)胞存活率僅為52.2%，當(dāng)LPS為20，50，100μg/mL時(shí)，細(xì)胞存活率分別為32.3%，20.1%和14.6%。圖B顯示了不同濃度長(zhǎng)春胺對(duì)LPS引起的細(xì)胞凋亡具有保護(hù)作用。
長(zhǎng)春胺降低LPS處理的HCEC中ROS水平及氧化應(yīng)激水平
LPS處理的HCEC細(xì)胞中的活性氧（ROS）水平顯著增加。長(zhǎng)春胺可顯著降低其ROS水平，且呈劑量依賴型。長(zhǎng)春胺濃度為40和80μM時(shí)，ROS水平顯著低于對(duì)照組（P<0.01）。
LPS處理的細(xì)胞中丙二醛（MDA）水平顯著提高，總抗氧化能力（T-AOC）和超氧化物歧化酶（SOD）水平顯著降低。而在長(zhǎng)春胺存在下，MDA水平顯著減低，T-AOC和SOD水平顯著增加，且呈劑量依賴型。
長(zhǎng)春胺對(duì)LPS處理的HCEC中的炎癥相關(guān)因子表達(dá)情況的影響
實(shí)時(shí)定量PCR結(jié)果顯示，LPS可顯著增加 IL-6，IL-8，IL-1β，TNF-α和 TGF-β的表達(dá)量。與LPS處理的細(xì)胞相比，長(zhǎng)春胺存在前提下，以上相關(guān)基因的表達(dá)量顯著降低。
長(zhǎng)春胺激活了HCEC細(xì)胞中TrxR的活性
該研究評(píng)估了長(zhǎng)春胺對(duì)LPS處理的HCEC細(xì)胞中硫氧還蛋白（Trx），硫氧還蛋白還原酶（TrxR），谷胱甘肽還原酶（GR）和谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）的作用。LPS顯著抑制細(xì)胞TrxR活性，而長(zhǎng)春胺則提高TrxR活性。Trx，GR和GPx三者的活性不受LPS和長(zhǎng)春胺的影響。結(jié)果顯示提高TrxR 活性可能是長(zhǎng)春胺抗氧化作用的機(jī)制之一。
長(zhǎng)春胺對(duì) Trx，TrxR，GR 和GPx表達(dá)水平的影響
免疫印跡結(jié)果顯示，Trx，TrxR，GR 和GPx表達(dá)水平不受LPS和長(zhǎng)春胺的影響。結(jié)果證明TrxR活性與其表達(dá)量的變化無關(guān)。
結(jié) 論
本研究證明了LPS確實(shí)可以誘導(dǎo)角膜上皮細(xì)胞產(chǎn)生炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng)。長(zhǎng)春胺通過激活TrxR可有效降低炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生以及氧化應(yīng)激水平。對(duì)于長(zhǎng)春胺對(duì)Trx系統(tǒng)在角膜炎中作用還需要進(jìn)一步的研究。
參考資料：
Li Wu etc. Vincamine prevents lipopolysaccharide induced inflammation and oxidative stress via thioredoxin reductase activation in human corneal epithelial cells. Am J Transl Res 2018;10(7):2195-2204.