2024年4月24日发(作者：范姜流如)
·276·
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第45卷 第2期 2014年1月
·综 述·
血管内皮细胞损伤模型及中药保护作用研究进展
马桂鑫，赵文文，陈修平
*
中药质量研究国家重点实验室 澳门大学中华医药研究院 澳门大学，澳门特别行政区
摘 要：血管内皮细胞损伤参与了多种心脑血管疾病发生发展的病理过程。合适的内皮损伤模型是探讨内皮细胞损伤的分子
机制、筛选相关保护作用药物的重要工具。引起内皮损伤的因素众多，机制与病理意义各异。氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）、
、同型半胱氨酸（Hcy）、血管紧张素II（Ang II）等已被成功应用于
末端晚期糖基化终末产物（AGEs）、过氧化氢（H
2
O
2
）
建立内皮细胞损伤模型。总结了目前最为常用的内皮细胞损伤模型。同时，对这些模型具有保护作用的中药进行概述，以期
为靶向内皮细胞的药物筛选以及相关中药的研究和开发提供参考。
关键词：内皮细胞；损伤模型；氧化低密度脂蛋白；末端晚期糖基化终末产物；过氧化氢；同型半胱氨酸；血管紧张素II；中药
中图分类号：R285 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2014)02 - 0276 - 08
DOI: 10.7501/.0253-2670.2014.02.023
Research progress in injury model of vascular endothelial cells and protective
effect of Chinese materia medica
MA Gui-xin, ZHAO Wen-wen, CHEN Xiu-ping
State Key Laboratory of Quality Research in Chinese Medicine, Institute of Chinese Medical Sciences, University of Macau,
Macao, China
Key words: endothelial cells; injury model; oxidized low density lipoprotein; advanced glycation end products; hydrogen peroxide;
homocysteine; angiotensin II; Chinese materia medica
血管内皮细胞是覆盖于血管内膜表面的单层扁
平或多角形的细胞，在维持血管渗透性、传递血管
信息和分泌血管活性物质等方面起关键作用。内皮
细胞损伤在动脉粥样硬化、高血压、糖尿病、脑血
管疾病等病理过程中起着重要作用。
内皮细胞损伤模型是阐明内皮损伤机制、筛选
内皮保护药物的重要工具。目前，用于损伤模型制
备的内皮细胞主要有原代培养的内皮细胞和内皮细
胞株两类。前者是来源于实验动物（鼠、牛、猪等）
或者人的血管（如主动脉、冠状动脉、脑动脉、肺
动脉、脐静脉等），需原代分离培养，在体外只能传
非常有限的代数。其中，最为常用的是人脐静脉内
皮细胞（human umbilical vein endothelial cells，
HUVECs）。后者类似肿瘤细胞株，可传至多代，且
有商品化的可供直接使用，如HUVEC-12、CRL-
1730、926等。ECV304细胞也曾被认为是内
皮细胞，但最近研究显示，该细胞为膀胱癌细胞株
[1]
。
引起内皮细胞损伤的因素有多种，如氧化低密度脂
蛋白（oxidized low density lipoprotein，ox-LDL）、末
端晚期糖基化终末产物（advanced glycation end
products，AGEs）、同型半胱氨酸（homocysteine，
Hcy）、血管紧张素II（angiotensin II，Ang II）、细菌
脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、肿瘤坏死因子-α
（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）、白细胞介素等。
目前常用的内皮细胞损伤模型正是利用这些损伤因
素所建立的。
收稿日期：2013-10-19
基金项目：国家自然科学基金资助项目（81160048）；澳门科学技术发展基金资助项目（021/2012/A1，077/2011/A3）；澳门大学研究基金资助
项目（MRG007/CXP/2013/ICMS）
作者简介：马桂鑫（1989—），男，中药学在读硕士，主要从事心血管药理学方面基础研究。
*通信作者 陈修平（1977—），男，博士，助理教授，博士研究生导师，主要从事心血管药理学、肿瘤药理学研究。
Tel: E-mail: xpchen@
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第45卷 第2期 2014年1月
·277·
1 ox-LDL诱导的内皮细胞损伤模型
ox-LDL是血浆中低密度脂蛋白（low density
lipoprotein，LDL）经过氧化修饰的产物。制备LDL
可通过超速离心机密度梯度离心人血浆。LDL氧化
修饰可通过细胞介导（生物氧化修饰）或过渡金属
离子、自由基等介导（化学氧化修饰）。其中利用
Cu
2+
等对LDL进行化学修饰是体外制备ox-LDL的
常用方法
[2]
。LDL被氧化成ox-LDL后，其组成成
分和生物活性等发生很大变化，在动脉粥样硬化发
病过程中起着重要作用
[3]
。
ox-LDL可以从多条途径直接或间接损伤血管
内皮细胞
[4]
。一是与其受体结合，上调相关基因及
蛋白表达。与ox-LDL结合的受体很多，但主要表
达于内皮细胞的是凝集素样ox-LDL受体-1
（lectin-like oxidized low density lipoprotein receptor-
1，LOX-1）。LOX-1是一种II型单链跨膜蛋白，属
C型选择素家族，介导了ox-LDL诱导的内皮损伤：
诱导内皮细胞的凋亡、内皮细胞与单核细胞的黏附、
巨噬细胞转化为泡沫细胞、诱导产生金属蛋白酶降
解胞外基质蛋白等，在动脉粥样硬化的病理过程中
起着重要作用
[5]
。
ox-LDL诱导的内皮细胞损伤模型，是最常用
的内皮细胞损伤模型之一。在体外损伤模型中，ox-
LDL的质量浓度一般需要50 μg/mL以上。由于不
同实验室制备的ox-LDL存在异质性（氧化程度的
不同），ox-LDL使用的浓度相差较大。ox-LDL诱
导的内皮细胞损伤主要有坏死和凋亡2种，高质量
浓度（一般在150 μg/mL以上）的ox-LDL可直接
诱导内皮细胞坏死。ox-LDL诱导的内皮损伤主要
是氧化损伤，ox-LDL可通过结合LOX-1，调节
NADPH氧化酶、线粒体电子传递链等活性氧
（reactive oxygen species，ROS）源，诱导细胞内生
成大量ROS。生成的ROS一方面可与NO结合，
抑制血管舒张；另一方面，ROS可作为第2信使调
节p38丝裂素活化蛋白激酶（p38MAPK）、磷脂酰
肌醇3-激酶（PI3K）、细胞核因子-κB（NF-κB）等
最近研究显示，ox-LDL
信号途径引起内皮损伤
[5-7]
。
也可诱导内皮细胞内质网应激和自噬
[8]
，后者被认
为是区别于凋亡和坏死的另一种细胞死亡方式。值
得一提的是，低浓度的以及低氧化程度的ox-LDL
不但不引起内皮细胞损伤，却能促进其增殖、迁移
其主要机制是激活DNA结合抑
以及血管生成
[9-11]
，
制子1（Id1）和p53
[9]
、调节p27Kip1、激活RohA
[10]
、
调节PI3K/Akt/eNOS通路
[11]
等。
研究发现，一些中药及其活性成分对ox-LDL诱
导损伤的血管内皮细胞有明显的保护作用，如银杏
桔梗提取物以及桔梗皂苷D
[14-15]
、石
叶提取物
[12-13]
、
榴皮提取物
[16]
、厚朴中的和厚朴酚和木兰醇
[17]
、芳
香植物中的丁香油酚
[18]
、大蒜提取物及其主要活性
成分S-烯丙基半胱氨酸
[19]
、虎杖中的白藜芦醇
[20-23]
、
黄连中的小檗碱
[24]
、多种中药中的槲皮素和异鼠李
素
[25]
等。
2 AGEs诱导的内皮细胞损伤模型
AGEs是由还原性糖的醛基与蛋白质N端游离
氨基酸或赖氨酸残基的ε氨基团，经非酶促糖基化
反应形成的复杂混合物的统称。其生成过程主要是
蛋白质的氨基与还原糖的羰基在无酶条件下发生反
应，生成不稳定的薛夫碱（Shiff bases），后者重排
生成酮胺，即阿马多里（amadori），再经进一步脱
水、环化、氧化、重组，最终生成AGEs。目前结
构较明确的AGEs成分有：戊糖苷素、交联素、Ncr
羧甲基赖氮酸、羧乙基赖氨酸等
[26-27]
。AGEs是糖
尿病、心血管疾病发病的重要病理因子
[28]
。
目前认为，AGEs主要通过与其细胞表面特异受
体——晚期糖基化终末产物受体（receptor of
advanced glycation end-products，RAGE）相互作用产
生效应。RAGE定位于细胞膜，是I型单次跨膜蛋白，
属免疫球蛋白超家族受体。AGEs与受体结合后激活
多条信号转导通路：p44/p42 MAPK、P21ras、
P38MAPK、SAPK/JNK MAPKs、NF-κB、cdc42/rac、
PI3K、JAK/Stat、ROS等
[29-30]
。AGEs作用于不同类
型细胞可经由不同的通路诱导不同的生物学效应。
在体外实验中，AGEs可通过还原糖（D-葡萄糖、
D-果糖、D-核糖、D-脱氧核糖等）与牛血清白蛋白
在37 ℃避光孵育制备。通过检测AGEs的荧光强度
羰基量、果糖胺残基等对其进行化学表征
[2]
。与
ox-LDL相比，AGEs诱导损伤血管内皮细胞的效能
较低，大多在100 μg/mL以上方显示出较明显的作
用。其中的单体成分毒性相对较大，但分离、纯化
困难，目前研究较少。AGEs诱导内皮细胞损伤的
机制主要是诱导内质网应激、影响内皮细胞迁移和
黏附、自噬、凋亡等。其中可通过RAGE依赖性和
非依赖性2条途径，诱导内皮ROS生成、增加丙二
醛（MDA）生成，升高细胞内Ca
2+
浓度，降低NO
，降低NO浓度，
（E
x
/E
m
，330 nm/416 nm）、游离氨基酸、游离胺量、
生成过氧亚硝酸阴离子（ONOO
−
）
2024年4月24日发(作者：范姜流如)
·276·
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第45卷 第2期 2014年1月
·综 述·
血管内皮细胞损伤模型及中药保护作用研究进展
马桂鑫，赵文文，陈修平
*
中药质量研究国家重点实验室 澳门大学中华医药研究院 澳门大学，澳门特别行政区
摘 要：血管内皮细胞损伤参与了多种心脑血管疾病发生发展的病理过程。合适的内皮损伤模型是探讨内皮细胞损伤的分子
机制、筛选相关保护作用药物的重要工具。引起内皮损伤的因素众多，机制与病理意义各异。氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）、
、同型半胱氨酸（Hcy）、血管紧张素II（Ang II）等已被成功应用于
末端晚期糖基化终末产物（AGEs）、过氧化氢（H
2
O
2
）
建立内皮细胞损伤模型。总结了目前最为常用的内皮细胞损伤模型。同时，对这些模型具有保护作用的中药进行概述，以期
为靶向内皮细胞的药物筛选以及相关中药的研究和开发提供参考。
关键词：内皮细胞；损伤模型；氧化低密度脂蛋白；末端晚期糖基化终末产物；过氧化氢；同型半胱氨酸；血管紧张素II；中药
中图分类号：R285 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2014)02 - 0276 - 08
DOI: 10.7501/.0253-2670.2014.02.023
Research progress in injury model of vascular endothelial cells and protective
effect of Chinese materia medica
MA Gui-xin, ZHAO Wen-wen, CHEN Xiu-ping
State Key Laboratory of Quality Research in Chinese Medicine, Institute of Chinese Medical Sciences, University of Macau,
Macao, China
Key words: endothelial cells; injury model; oxidized low density lipoprotein; advanced glycation end products; hydrogen peroxide;
homocysteine; angiotensin II; Chinese materia medica
血管内皮细胞是覆盖于血管内膜表面的单层扁
平或多角形的细胞，在维持血管渗透性、传递血管
信息和分泌血管活性物质等方面起关键作用。内皮
细胞损伤在动脉粥样硬化、高血压、糖尿病、脑血
管疾病等病理过程中起着重要作用。
内皮细胞损伤模型是阐明内皮损伤机制、筛选
内皮保护药物的重要工具。目前，用于损伤模型制
备的内皮细胞主要有原代培养的内皮细胞和内皮细
胞株两类。前者是来源于实验动物（鼠、牛、猪等）
或者人的血管（如主动脉、冠状动脉、脑动脉、肺
动脉、脐静脉等），需原代分离培养，在体外只能传
非常有限的代数。其中，最为常用的是人脐静脉内
皮细胞（human umbilical vein endothelial cells，
HUVECs）。后者类似肿瘤细胞株，可传至多代，且
有商品化的可供直接使用，如HUVEC-12、CRL-
1730、926等。ECV304细胞也曾被认为是内
皮细胞，但最近研究显示，该细胞为膀胱癌细胞株
[1]
。
引起内皮细胞损伤的因素有多种，如氧化低密度脂
蛋白（oxidized low density lipoprotein，ox-LDL）、末
端晚期糖基化终末产物（advanced glycation end
products，AGEs）、同型半胱氨酸（homocysteine，
Hcy）、血管紧张素II（angiotensin II，Ang II）、细菌
脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、肿瘤坏死因子-α
（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）、白细胞介素等。
目前常用的内皮细胞损伤模型正是利用这些损伤因
素所建立的。
收稿日期：2013-10-19
基金项目：国家自然科学基金资助项目（81160048）；澳门科学技术发展基金资助项目（021/2012/A1，077/2011/A3）；澳门大学研究基金资助
项目（MRG007/CXP/2013/ICMS）
作者简介：马桂鑫（1989—），男，中药学在读硕士，主要从事心血管药理学方面基础研究。
*通信作者 陈修平（1977—），男，博士，助理教授，博士研究生导师，主要从事心血管药理学、肿瘤药理学研究。
Tel: E-mail: xpchen@
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第45卷 第2期 2014年1月
·277·
1 ox-LDL诱导的内皮细胞损伤模型
ox-LDL是血浆中低密度脂蛋白（low density
lipoprotein，LDL）经过氧化修饰的产物。制备LDL
可通过超速离心机密度梯度离心人血浆。LDL氧化
修饰可通过细胞介导（生物氧化修饰）或过渡金属
离子、自由基等介导（化学氧化修饰）。其中利用
Cu
2+
等对LDL进行化学修饰是体外制备ox-LDL的
常用方法
[2]
。LDL被氧化成ox-LDL后，其组成成
分和生物活性等发生很大变化，在动脉粥样硬化发
病过程中起着重要作用
[3]
。
ox-LDL可以从多条途径直接或间接损伤血管
内皮细胞
[4]
。一是与其受体结合，上调相关基因及
蛋白表达。与ox-LDL结合的受体很多，但主要表
达于内皮细胞的是凝集素样ox-LDL受体-1
（lectin-like oxidized low density lipoprotein receptor-
1，LOX-1）。LOX-1是一种II型单链跨膜蛋白，属
C型选择素家族，介导了ox-LDL诱导的内皮损伤：
诱导内皮细胞的凋亡、内皮细胞与单核细胞的黏附、
巨噬细胞转化为泡沫细胞、诱导产生金属蛋白酶降
解胞外基质蛋白等，在动脉粥样硬化的病理过程中
起着重要作用
[5]
。
ox-LDL诱导的内皮细胞损伤模型，是最常用
的内皮细胞损伤模型之一。在体外损伤模型中，ox-
LDL的质量浓度一般需要50 μg/mL以上。由于不
同实验室制备的ox-LDL存在异质性（氧化程度的
不同），ox-LDL使用的浓度相差较大。ox-LDL诱
导的内皮细胞损伤主要有坏死和凋亡2种，高质量
浓度（一般在150 μg/mL以上）的ox-LDL可直接
诱导内皮细胞坏死。ox-LDL诱导的内皮损伤主要
是氧化损伤，ox-LDL可通过结合LOX-1，调节
NADPH氧化酶、线粒体电子传递链等活性氧
（reactive oxygen species，ROS）源，诱导细胞内生
成大量ROS。生成的ROS一方面可与NO结合，
抑制血管舒张；另一方面，ROS可作为第2信使调
节p38丝裂素活化蛋白激酶（p38MAPK）、磷脂酰
肌醇3-激酶（PI3K）、细胞核因子-κB（NF-κB）等
最近研究显示，ox-LDL
信号途径引起内皮损伤
[5-7]
。
也可诱导内皮细胞内质网应激和自噬
[8]
，后者被认
为是区别于凋亡和坏死的另一种细胞死亡方式。值
得一提的是，低浓度的以及低氧化程度的ox-LDL
不但不引起内皮细胞损伤，却能促进其增殖、迁移
其主要机制是激活DNA结合抑
以及血管生成
[9-11]
，
制子1（Id1）和p53
[9]
、调节p27Kip1、激活RohA
[10]
、
调节PI3K/Akt/eNOS通路
[11]
等。
研究发现，一些中药及其活性成分对ox-LDL诱
导损伤的血管内皮细胞有明显的保护作用，如银杏
桔梗提取物以及桔梗皂苷D
[14-15]
、石
叶提取物
[12-13]
、
榴皮提取物
[16]
、厚朴中的和厚朴酚和木兰醇
[17]
、芳
香植物中的丁香油酚
[18]
、大蒜提取物及其主要活性
成分S-烯丙基半胱氨酸
[19]
、虎杖中的白藜芦醇
[20-23]
、
黄连中的小檗碱
[24]
、多种中药中的槲皮素和异鼠李
素
[25]
等。
2 AGEs诱导的内皮细胞损伤模型
AGEs是由还原性糖的醛基与蛋白质N端游离
氨基酸或赖氨酸残基的ε氨基团，经非酶促糖基化
反应形成的复杂混合物的统称。其生成过程主要是
蛋白质的氨基与还原糖的羰基在无酶条件下发生反
应，生成不稳定的薛夫碱（Shiff bases），后者重排
生成酮胺，即阿马多里（amadori），再经进一步脱
水、环化、氧化、重组，最终生成AGEs。目前结
构较明确的AGEs成分有：戊糖苷素、交联素、Ncr
羧甲基赖氮酸、羧乙基赖氨酸等
[26-27]
。AGEs是糖
尿病、心血管疾病发病的重要病理因子
[28]
。
目前认为，AGEs主要通过与其细胞表面特异受
体——晚期糖基化终末产物受体（receptor of
advanced glycation end-products，RAGE）相互作用产
生效应。RAGE定位于细胞膜，是I型单次跨膜蛋白，
属免疫球蛋白超家族受体。AGEs与受体结合后激活
多条信号转导通路：p44/p42 MAPK、P21ras、
P38MAPK、SAPK/JNK MAPKs、NF-κB、cdc42/rac、
PI3K、JAK/Stat、ROS等
[29-30]
。AGEs作用于不同类
型细胞可经由不同的通路诱导不同的生物学效应。
在体外实验中，AGEs可通过还原糖（D-葡萄糖、
D-果糖、D-核糖、D-脱氧核糖等）与牛血清白蛋白
在37 ℃避光孵育制备。通过检测AGEs的荧光强度
羰基量、果糖胺残基等对其进行化学表征
[2]
。与
ox-LDL相比，AGEs诱导损伤血管内皮细胞的效能
较低，大多在100 μg/mL以上方显示出较明显的作
用。其中的单体成分毒性相对较大，但分离、纯化
困难，目前研究较少。AGEs诱导内皮细胞损伤的
机制主要是诱导内质网应激、影响内皮细胞迁移和
黏附、自噬、凋亡等。其中可通过RAGE依赖性和
非依赖性2条途径，诱导内皮ROS生成、增加丙二
醛（MDA）生成，升高细胞内Ca
2+
浓度，降低NO
，降低NO浓度，
（E
x
/E
m
，330 nm/416 nm）、游离氨基酸、游离胺量、
生成过氧亚硝酸阴离子（ONOO
−
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