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脂多糖（LPS）诱导的角膜炎是一种具有传染性的眼部疾病，相关的炎症响应因子常常会导致组织损伤甚至视力丧失。长春胺是一种植物生物碱，作为末梢血管扩张剂应用于临床。本文研究了长春胺通过抑制脂多糖诱导的人角膜上皮细胞(HCEC)炎症反应和氧化应激水平，从而起到保护作用。分别用不同浓度的脂多糖和长春胺处理人角膜上皮细胞，测定细胞存活率、活性氧（ROS）水平、以及相关基因的表达（白细胞介素-6、白细胞介素--8、白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子-α、转化生长因子-β）。通过测定丙二醛、总抗氧化能力、谷胱甘肽以及超氧化物歧化酶水平来测定长春胺抗氧化能力。同时也研究了脂多糖处理后的人角膜上皮细胞中，长春胺对细胞内的硫氧还蛋白氧化还原酶（TrxR）及其他抗氧化蛋白的作用。
结果显示，长春胺能够保护人角膜上皮细胞免受脂多糖诱导的细胞活力减退，改善炎症反应。长春胺通过提高ROS水平，调节SOD，T-AOC，GSH和MDA的水平，发挥极强的抗氧化能力。同时，长春胺通过降低IL-6，IL-8，IL-1β，TNF-α，TGF-β 的表达水平发挥抗炎作用。长春胺激活细胞内硫氧还蛋白氧化还原酶活性。这些发现均证明，长春胺在脂多糖诱导的氧化应激及炎症反应中发挥积极作用，在脂多糖诱导的角膜炎中起到保护眼角上皮细胞方面是十分有益的。
如图A所示，LPS浓度越高细胞活性越低。10μg/mL LPS处理24h后，细胞存活率仅为52.2%，当LPS为20，50，100μg/mL时，细胞存活率分别为32.3%，20.1%和14.6%。图B显示了不同浓度长春胺对LPS引起的细胞凋亡具有保护作用。
LPS处理的HCEC细胞中的活性氧（ROS）水平显著增加。长春胺可显著降低其ROS水平，且呈剂量依赖型。长春胺浓度为40和80μM时，ROS水平显著低于对照组（P<0.01）。
LPS处理的细胞中丙二醛（MDA）水平显著提高，总抗氧化能力（T-AOC）和超氧化物歧化酶（SOD）水平显著降低。而在长春胺存在下，MDA水平显著减低，T-AOC和SOD水平显著增加，且呈剂量依赖型。
实时定量PCR结果显示，LPS可显著增加 IL-6，IL-8，IL-1β，TNF-α和 TGF-β的表达量。与LPS处理的细胞相比，长春胺存在前提下，以上相关基因的表达量显著降低。
长春胺激活了HCEC细胞中TrxR的活性
该研究评估了长春胺对LPS处理的HCEC细胞中硫氧还蛋白（Trx），硫氧还蛋白还原酶（TrxR），谷胱甘肽还原酶（GR）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）的作用。LPS显著抑制细胞TrxR活性，而长春胺则提高TrxR活性。Trx，GR和GPx三者的活性不受LPS和长春胺的影响。结果显示提高TrxR 活性可能是长春胺抗氧化作用的机制之一。
免疫印迹结果显示，Trx，TrxR，GR 和GPx表达水平不受LPS和长春胺的影响。结果证明TrxR活性与其表达量的变化无关。
本研究证明了LPS确实可以诱导角膜上皮细胞产生炎症反应和氧化应激反应。长春胺通过激活TrxR可有效降低炎症介质的产生以及氧化应激水平。对于长春胺对Trx系统在角膜炎中作用还需要进一步的研究。
参考资料：
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.