宋利华，福 泉，杨 航，包丽丽*

(1.内蒙古医科大学基础医学院，内蒙古 呼和浩特010100；2.内蒙古医科大学附属医院)

肉桂(Cinnamon)即是一种香料，也是一种重要的药材，属于传统蒙药里的镇赫依药物，其生物活性在多种生物功能中得到了广泛的研究，包括抗菌、抗氧化、抗炎、抗癌、降血糖、抗心血管疾病等作用[1-2]。血管内皮细胞(VECs)是构成动脉、静脉和毛细血管的单细胞层，在血管腔内的循环血液和血管壁之间形成一道屏障[3]。VECs功能障碍与心血管、脓毒症、糖尿病和血管炎等多种疾病的发病机制有关。脂多糖(LPS)可通过诱导组织细胞释放TNF-α、IL-6等细胞因子，促进血管内皮细胞的黏附以及炎症反应，进而引起内皮细胞的损伤。

1 肉桂及其生物学特性

肉桂，又称嘎必拉音·哈利苏，为樟科樟属植物肉桂(Cinnamomum cassia Presl)的干燥树皮，是世界上重要的香料和药材之一，属于传统蒙药里的镇赫依药物，具有祛寒性赫依的功能，多用于配方药，如与石榴、豆蔻、荜茇配伍，制成石榴四味散，用于治疗各种寒性疾病；与姜、胡椒等配伍，制成肉桂五味汤，用于治疗寒性腹泻[1,4]。肉桂含有肉桂醛等挥发性成分以及多糖、二萜、多酚、黄酮等非挥发性成分，肉桂醛是其中最重要的活性成分[2]。肉桂的药理活性包括抗菌、抗氧化、抗炎、抗癌、降血糖、抗心血管疾病等作用。因此临床上肉桂常用于糖尿病、肾病、妇科病、肿瘤以及心血管系统疾病等的治疗[1]。

2 血管内皮细胞

血管内皮是一种单层内皮细胞，构成动脉、静脉和毛细血管的细胞内层，与血液成分和细胞直接接触[5]。血管内皮细胞是血管内和血管外组织之间的主要屏障，在许多生理和病理过程中起着关键作用[6]。VECs可通过调节血管张力来调节局部血流量，还将炎症细胞引向需要修复或防御感染的区域。此外，内皮细胞在控制血液流动性、血小板黏附和聚集、白细胞活化、黏附和迁移方面也起着重要作用。它们还保持凝血和纤溶之间的平衡，在免疫反应、炎症和血管生成的调节中发挥重要作用[5]。由于VECs位于血液-血管外组织交界处，经常暴露在循环介质中，因此这些介质可能会破坏上述内皮屏障的功能[6]。其中针对内皮细胞的介质是细菌LPS，它是一种高度促炎的分子，是所有革兰氏阴性细菌外膜的重要组成部分。LPS从复制和死亡的革兰氏阴性细菌表面释放到血液循环中，并与血管壁的内皮细胞相互作用，引起内皮细胞损伤。

3 LPS及其诱导VECs损伤的机制

LPS，又称为内毒素，是位于革兰氏阴性细菌表面的双亲性大分子，主要由多糖和脂质组成，是革兰氏阴性菌重要的毒力因子。LPS的脂质成分脂类A是其毒性和免疫刺激作用的主要成分[6]。内皮细胞是LPS分子的主要靶点，LPS与内皮细胞表面结合导致内皮细胞活化，表现为促炎细胞因子和黏附分子的表达，在某些情况下，导致内皮细胞凋亡[7]。LPS还能激活单核细胞和巨噬细胞，刺激TNF-α等促炎介质的产生，进而调节并影响内皮细胞的功能。LPS可通过Toll样受体4(Toll-Like Receptor 4,TLR4)、CD14和MD2组成的受体复合物激活内皮细胞。连接蛋白髓样分化因子88(MyD88)的募集启动了MyD88依赖的途径，最终导致核转录因子-κB(NF-κB)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的早期激活。同时，MyD88非依赖性途径导致NF-κB的晚期激活。其结果是各种促炎介质的产生，最终导致内皮细胞损伤[8]。

细胞损伤的主要形式为细胞凋亡和自噬。细胞凋亡的特征是半胱氨酸天冬酶(Caspase)的激活，这是一种高度特异的蛋白酶，可以裂解广泛的细胞内底物[9]。上游Caspase的激活启动了蛋白水解级联反应，导致DNA断裂和关键调控蛋白的裂解，最终导致细胞死亡。Choi等人[10]报道，LPS可刺激人微血管内皮细胞(HMEC-1)的Caspase介导的细胞凋亡途径，并且是通过招募一种新的含有DD的受体而诱导CD14依赖的FADD介导内皮细胞凋亡。也有研究发现，在蛋白质合成抑制剂放线菌酮(CHX)存在下，LPS主要诱导HUVECs依赖于Caspase的细胞凋亡。LPS能在不依赖MyD88和 Toll样受体相关干扰素诱导因子的情况下，激活HUVECs依赖的Cat-B程序性细胞凋亡[11]。也有研究发现，LPS可刺激HUVECs中钙蛋白酶介导的细胞凋亡途径，该途径是通过激活Na+/H+交换剂1(NHE1)介导的[12]。最近研究发现，MIR-599可明显阻断LPS介导的Caspase 3和p53的表达进而抑制LPS诱导的HUVECs细胞凋亡[13]。Rb2可通过GPR120/AMPK/HO-1途径抑制LPS介导的HUVECs细胞凋亡和THP-1细胞与HUVECs的黏附，从而减轻炎症和内质网应激[14]。

自噬是一种进化上保守的细胞过程，它可促进细胞内成分的持续循环，并在营养稀缺时提供另一种能量来源。自噬是由自噬相关蛋白(ATG基因)促进的，并通过起始、成核、延伸和成熟四个阶段来完成。ATG5-ATG12结合物、Beclin1和微管相关蛋白-1轻链-3(LC3)是自噬小体形成所必需的蛋白质[15]。有研究表明，LPS可通过诱导自噬来损伤血管内皮细胞，LPS诱导的 HUVECs自噬是在含有20%血清和成纤维细胞生长因子2(Fibroblast growth factor 2，FGF-2)情况下存在的，LPS通过上调BIRC2进而增加p53的核内水平介导HUVECs发生自噬[16]。Zhang等人[17]研究表明，LPS刺激肺微血管内皮细胞可使自噬水平升高，抑制自噬则加重LPS诱导的肺微血管内皮细胞损伤，进一步破坏肺微血管内皮细胞屏障的完整性，加剧炎症反应。最近的研究表明，HMBOX1参与了小鼠主动脉内皮细胞的功能维持，HMBOX1 KO小鼠主动脉内皮细胞经LPS处理后凋亡增加，自噬减少[18]。

4 蒙药肉桂对LPS诱导细胞损伤的保护性机制

蒙药肉桂及其活性成分具有多种生物活性。研究发现，肉桂水提取物(CWE)体外处理可降低LPS处理巨噬细胞后TNF-α的mRNA表达。CWE还可抑制LPS诱导的IκBα降解及JNK、p38和ERK1/2的活化，从而起到抗炎的作用[19]。另外，肉桂提取物肉桂醛和肉桂酸可对异丙肾上腺素诱导的大鼠急性缺血性心肌损伤具有心脏保护作用[20]。肉桂醛可通过激活Nrf2和上调下游靶蛋白对高糖条件下的内皮功能障碍起到保护性作用，可降低糖尿病患者发生血管并发症的风险[21]。肉桂醛还可通过TRPA1依赖和非依赖机制对LPS诱导的全身性炎症反应综合征(SIRS)具有保护作用[22]。最近的研究表明，反式肉桂醛可降低LPS诱导巨噬细胞的NO生成。此外，TCA可通过抑制细胞内ERK、JNK和p38 MAPKs磷酸化而发挥抗炎作用[23]。TCA处理还可显著降低THP-1单核细胞分泌LPS依赖的IL-8，能抑制AKT和IκBα的磷酸化，进而起到抗炎的作用[24]。肉桂乙酸乙酯提取物可对内毒素中毒小鼠全身炎症和肺损伤具有保护作用，还可降低LPS诱导的IL-18和TNF-α水平，并降低肺组织中NLR家族、Caspase-1和IL-1b的mRNA以及蛋白表达，对内毒素中毒小鼠有良好的抗炎作用[25]。刘源等人[26]研究表明，桂皮醛可改善LPS诱导的HUVECs的炎症反应与细胞凋亡，其机制可能与抑制NF-κB信号通路的活化有关。

5 小结及展望

越来越多的研究表明，蒙药肉桂及其提取物对LPS诱导的炎症及细胞损伤具有一定的保护性作用，其可通过JNK、p38和ERK1/2等信号通路抑制炎症反应，并且可通过调节NF-κB信号通路抑制HUVECs的细胞凋亡，虽然蒙药肉桂及其提取物对LPS诱导的细胞凋亡屡有报道，但其具体的分子机制尚未完全清楚，而且对于其对LPS诱导的自噬的保护性机制研究报道甚少，因此探讨蒙药肉桂及其提取物对LPS诱导细胞损伤的影响及分子机制，为深入研究其保护性机制提供理论依据和实验依据，对革兰阴性菌感染所致的多种疾病的预防和治疗具有重要意义。