蒜氨酸通过CBS/CSE途径改善小鼠非酒精性脂肪肝病的研究

【目的】研究蒜氨酸对非酒精性脂肪肝病(NAFLD)小鼠肝脏中胱硫醚-β-裂解酶(cystathionine-β-synthase,CBS)、胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionine-γ-lyase,CSE)表达的影响,阐释蒜氨酸改善NAFLD的作用途径,为临床药物研发提供科学依据。【方法】50只雄性C57/6J小鼠随机分为5组:正常组、模型组、硫氢化钠组、蒜氨酸组和蒜氨酸+PAG组(DL-炔丙基甘氨酸,DL-propargylglycine,PAG),每组10只。正常组饲喂普通饲料,其他4组饲喂高脂饲料。蒜氨酸组灌胃给予蒜氨酸20 mg/kg;蒜氨酸+PAG组灌胃给予蒜氨酸20 mg/kg,同时腹腔注射PAG 15 mg/kg;硫氢化钠组腹腔注射硫氢化钠2 mg/kg;正常组和模型组灌胃给予等剂量的蒸馏水,每天1次,每周称体重1次,预防给药6周后处死,观察肝脏形态学和病理学变化,检测血清中总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL-C)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL-C)的水平,Western blotting检测肝脏组织中CBS和CSE蛋白表达水平。【结果】与正常组相比,模型组小鼠体重显著增加(P<0.05),其他组小鼠体重无显著变化(P>0.05)。形态学观察显示,模型组小鼠肝脏偏黄无光泽,成花斑状,其他组小鼠肝脏表面光滑、质地均匀、颜色与正常组小鼠接近。肝脏病理学HE染色可见,正常组切片正常,模型组出现明显脂肪空泡和脂滴沉积,说明脂肪肝模型建立成功;与模型组相比,硫氢化钠组和蒜氨酸组均有明显好转;与蒜氨酸组相比,蒜氨酸+PAG组抗脂肪变性作用减弱。与正常组相比,模型组小鼠血清中TG、TC、LDL-C均显著升高(P<0.05),各给药组小鼠TC、TG、LDL-C相较于模型组显著降低(P<0.05)。与正常组相比,模型组小鼠CBS和CSE蛋白表达水平显著下降(P<0.05),硫氢化钠组和蒜氨酸组干预后CBS和CSE蛋白表达水平显著或极显著上调(P<0.05;P<0.01);与模型组相相比,蒜氨酸+PAG组小鼠CBS和CSE表达无显著差异(P>0.05)。【结论】蒜氨酸可明显增加高脂饮食诱导的NAFLD小鼠肝脏组织中CBS和CSE表达,改善血清中血脂各项指标,减少小鼠肝细胞脂质沉积,发挥保护肝脏作用。

通过钙敏感受体调控CSE、H_2S抑制肺动脉平滑肌细胞的研究

目的探讨是否可通过使用钙敏感受体(CaSR)激动剂增强胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)的表达促使内源性硫化氢(H_2S)的含量增加,从而抑制肺动脉平滑肌细胞(PASMC)的增殖、迁移。方法以人肺动脉平滑肌细胞(HPASMC)为研究对象,将样本设置为空白对照组(使用PBS液干预)、GdCl_3组(使用CaSR激动剂GdCl_3干预)、NPS2390组(使用CaSR抑制剂NPS2390干预),在样本中加药孵育后,检测比较各组细胞增殖、迁移情况和细胞中Ca SR、CSE、H_2S的水平。结果三组细胞增殖、迁移情况和细胞中CaSR、CSE、H_2S的水平比较差异有统计学意义(P<0.05)。GdCl_3组细胞CaSR、CSE的表达和H2S的含量高于对照组,MTT实验吸光度(OD值)低于对照组,细胞迁移数少于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);NPS2390组细胞CaSR的表达和H2S的水平均低于对照组,MTT实验吸光度(OD值)高于对照组,细胞迁移数多于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 Ca SR激动剂可通过增强CSE的表达增加H_2S的含量,进而抑制PASMC的增殖及迁移。

人CSE蛋白的结构与功能分析

胱硫醚-γ-裂合酶(Cystathionine-γ-lyase,CSE)是一种参与半胱氨酸合成并催化H2S生成的关键性限速酶,具有信号传导和细胞保护作用。分析人CSE蛋白的结构及其功能对了解其调控机制具有重要意义。利用生物信息数据库和分析软件,对人CSE蛋白进行分子结构和理化性质分析。结果显示:人CSE蛋白位于人类1号染色体,含有373个氨基酸是稳定的亲水性蛋白,不具有跨膜结构,无信号肽属于非分泌性蛋白,蛋白二级结构以无规则卷曲为主,含有保守结构域、蛋白定位于细胞质的可能性大、具有大量的丝氨酸(Ser)磷酸化位点和较少的酪氨酸(Tyr)磷酸化位点、与TST、TXNRD1等蛋白有结合能力。对CSE蛋白的分子结构与功能分析为深入研究CSE蛋白的作用机制提供了研究基础。

自发性高血压大鼠硫化氢/胱硫醚γ-裂解酶体系的实验观察

目的 探讨硫化氢 /胱硫醚γ 裂解酶 (H2 S/CSE)体系在自发性高血压形成及发展中的变化及重要作用。方法 4周龄雄性正常血压大鼠 (WKY) 8只 ,作为WKY对照组 (n =8) ,自发性高血压大鼠 (SHR) 16只 ,随机分为SHR对照组 (n =8)及SHR +NaHS(外源性H2 S供体 )组 (n =8) ,其中SHR +NaHS组每日腹腔注射NaHS ,WKY对照组及SHR对照组注射同样剂量的生理盐水。相同条件下饲养 5周后 ,检测其血压、左心与全心重量比 ,血浆H2 S水平、胸主动脉CSEmRNA转录水平以及胸主动脉显微结构。结果 9周龄时SHR对照组大鼠血压显著高于WKY对照组大鼠 [(184±12 )mmHgvs (10 8± 2 3)mmHg ,1mmHg =0 .133kPa],左心与全心比值大于WKY对照组[(0 85 3± 0 0 2 1)vs (0 82 6± 0 0 2 4 ) ],胸主动脉CSEmRNA转录水平及血浆H2 S水平均低于WKY对照组大鼠 [(9 3± 0 7)× 10 -8fmolvs (16 1± 1 0 )× 10 -8fmol]及 [(2 0± 9) μmol/Lvs (4 8± 13)μmol/L],而胸主动脉显微结构结果显示胸主动脉外径、中膜面积、壁厚腔径比均大于WKY对照组大鼠 [外径 (1999± 4 5 ) μmvs (1790± 96 ) μm],中膜面积 (0 6 0± 0 0 6 )mm2 vs (0 4 8± 0 0 3)mm2 ,壁厚腔径比 (0 0 6 6± 0 0 0 6 )vs (0 0 6 0± 0 0 0 4 )。

硫化氢与阴茎勃起功能关系研究进展

硫化氢(H2S)是继NO和CO之后第3种被发现的具有内源性活性的气体信号分子,在哺乳动物体内H2S主要由两种蛋白酶———胱硫醚-β-合酶(CBS)和胱硫醚-γ-裂合酶(CSE)合成产生。H2S在体内具有重要的生理调节功能,它可作用于ATP敏感性钾离子通道(K+-ATP)舒张血管平滑肌,与睾酮及NO协同作用舒张阴茎海绵体平滑肌,促进阴茎勃起等。目前,治疗勃起功能障碍(ED)主要应用选择性的5-型磷酸二酯酶(PDE5)抑制剂,而临床发现PDE5抑制剂对部分ED患者治疗无效,因此,进一步研究H2S在阴茎勃起过程中的调节机制及作用,可能为ED提供了新的治疗途径。

内源性硫化氢与阴茎勃起

内源性硫化氢(H2S)是继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后发现的第3种气体信号分子,通过胱硫醚-β-合成酶(CBS)和胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)途径合成或产生。它通过直接作用于KATP通道、减少细胞外Ca2+的内流及与睾酮、NO、CO协同作用等方式来舒张阴茎海绵体血管平滑肌,改善血管舒张功能;还可抑制血管平滑肌细胞增殖,促进其凋亡,改善血管重构。因此,深入研究H2S在阴茎勃起调节中的作用,可为治疗勃起功能障碍(ED)提供新的途径。

内源性H2S与消化系统疾病

近年研究发现，内源性硫化氢（H2S）作为体内第三种具有生物学效应的气体信号分子，广泛参与了多种消化系统疾病的病理生理过程：继续探索内源性H2S的作用具有重要的理论和临床意义.本文对内源性H2S与消化系统疾病的关系作一综述。

脓毒症中同型半胱氨酸转硫代谢障碍的机制研究

目的探讨脓毒症患儿外周血同型半胱氨酸(Hcy)水平升高的临床意义及其可能机制。方法回顾性分析2019年1月至2019年12月徐州市儿童医院PICU收治的51例脓毒症患儿(脓毒症组)的临床资料,并与同期住院的50例感染非脓毒症患儿(普通感染组)及50例健康体检儿童(健康对照组)的血浆Hcy水平进行比较;通过脂多糖诱导脓毒症小鼠模型检测Hcy代谢下游关键限速酶胱硫醚-β合酶(CBS)和胱硫醚-γ裂合酶(CSE)的水平,分析Hcy代谢障碍的可能机制。结果脓毒症组患儿血浆Hcy水平为(12.62±5.46)μmol/L,显著高于普通感染组[(9.42±2.28)μmol/L]和健康对照组[(8.14±1.60)μmol/L],差异均有统计学意义(P<0.05);脓毒症组中12例发生急性肾损伤患儿血浆Hcy水平为(16.48±5.87)μmol/L,显著高于39例未发生急性肾损伤患儿[(11.62±4.74)μmol/L],差异有统计学意义(P<0.05);脓毒症组中6例发生急性肝衰竭患儿血浆Hcy水平为(18.35±7.10)μmol/L,显著高于45例未发生急性肝衰竭患儿[(11.84±4.78)μmol/L],差异有统计学意义(P<0.05)。脓毒症小鼠血清Hcy水平显著升高(P<0.01);脓毒症小鼠肝脏及肾脏组织中Hcy代谢的关键限速酶CBS和CSE的转录及蛋白表达水平均显著下调(P<0.05)。结论脓毒症患儿的外周血Hcy水平升高,在发生急性肾损伤和急性肝衰竭患儿中升高更加明显;脓毒症时可能通过抑制Hcy转硫代谢的关键酶CBS及CSE表达导致Hcy转硫代谢发生障碍,从而引起血Hcy水平升高。

硫化氢对严重烧伤大鼠重要脏器的影响

目的观察硫化氢及其所生成的胱硫醚-γ-裂合酶（CSE）在大鼠严重烧伤后的变化规律，分析其对严重烧伤大鼠重要脏器的影响。方法健康雄性SD大鼠104只，按照随机数字表法分为正常对照组8只、烧伤组48只、硫化氢干预组48只。硫化氢干预组大鼠于伤前5d起腹腔注射硫氢化钠（56umol／kg，每日定时1次），注射5d后与烧伤组大鼠均造成30％TBSA III度烧伤。于伤后2、6、12、24、48、96h（每时相点8只）检测烧伤组大鼠血清硫化氢含毓，采集心、肝、肾、肺、胃组织标本检测CSE转化率；检测烧伤组和硫化氢干预组大鼠上述各时相点血清A1。T、AST、心肌型肌酸激酶同工酶（CK—MB）、尿素氮、肌酐含量，观察上述脏器组织形态学变化。正常对照组检测指标同上。对数据行SNK—q检验、t检验、Pearson相关分析（血清硫化氢含量与CSE转化率、血生化指标）。结果烧伤组大鼠伤后各时相点血清硫化氢含量和各脏器组织CSE转化率普遍低于正常对照组，伤后6或12h达到最低点。与正常对照组相比，烧伤组伤后2h血清ALT、AST、CK—MB、尿素氮、肌酐含量明显升高，伤后6h尿素氮[（32．5±9．8）mmol／L]和肌酐[（65±9）umol／L]达峰值，伤后12hALT[（423±59）U／L]、AST[（993±60）U／L]及CK—MB[（49261±6637）U／L]达峰值，伤后48h上述指标仍高于正常对照组（t=3．157～8．386，P值均小于0．05）。硫化氢干预组大鼠伤后各时相点血清ALT、AST、CK—MB、尿素氮、肌酐含量变化趋势与烧伤组大致相同，普遍低于烧伤组。组织形态学观察显示，伤后24h烧伤组大鼠心、肝、肺、肾和胃组织损害严重，硫化氧干预组损伤较之明显减轻。烧伤组血清硫化氢含量与各脏器组织CSE转化率、各生化指标呈显著正相关（r值分别为0．639～0．894、0．301～0．585，P〈0．005或P〈0．001）。结论硫化氖／CSE体系可能参与了大鼠烧伤后的病理生理过程。补充外源性硫化氢对严重烧伤大鼠的重要脏器可产生保护作用。

门静脉高压形成中内源性硫化氢体系的变化及其对一氧化氮／一氧化氮合酶途径的影响

目的研究新型气体信号分子硫化氢（hydrogen sulfide，H2S）在大鼠门静脉高压形成中的作用以及对内源性一氧化氮（nitric oxide，NO）／一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOs）体系的调节作用，以深入探讨H2S在大鼠门静脉高压形成中的病理生理意义。方法将30只健康SD大鼠随机分为4组：正常组（5只），假手术组（5只），部分门静脉结扎（partly portal vein ligation，PPVL）组（10只）及PPVL＋NaHS组（10只）。模型制作14d后，分别测定各组大鼠的门静脉压力（portal venous pressure，PVP）和平均动脉压力（systemic mean arterial pressure，MAP）；采用免疫组织化学方法检测大鼠肝脏中胱硫醚-γ-裂解酶（cystathionine-γ-lyase，CSE）和NOS蛋白表达情况，RT—PCR方法检测肝脏中CSE和NOS mRNA表达情况。结果术后14d，假手术组和正常组各项检测指标未见显著差异。与正常组比较，PPVL组PVP明显增高（P〈0．01），MAP下降（P〈0．05）；外源性给予H2S的供体-NaHS后，与PPVL组比较，PPVL＋NaHS组PVP进一步增高（P〈0．05），MAP进一步下降（P〈0．05）。CSE、NOS3在各组大鼠的肝脏中均有表达。与正常组比较，PPVL组CSE蛋白及mRNA表达增加（P〈0．05）．外源性给予NaHS后，其表达则进一步增加（P〈0．05）。NOS2在正常组和假手术组未见明显表达，部分门静脉结扎后，大鼠肝脏中可见NOS2蛋白及mRNA表达，外源性给予NaHS后，其表达降低（P〈0．05）。但是，NOS3蛋白及mRNA表达在各组之间无显著差异。结论H2S参与了门静脉高压的形成与发展，外源性给予NaHS可以加重门静脉高压，内源性H2S的高水平可以抑制NOS的生成。

硫化氢与眼底病

硫化氢（H2S）是最近发现的一个新的内源性气体信号分子，在神经系统和血管系统是一个多功能的信号分子，在细胞存活、炎症、血管紧张度的保持、突触活性的调节、糖代谢的调节、血管再生等方面起到了重要的作用，是一个很好的细胞保护剂和新的内源性调节介质。最近在动物的视网膜组织内发现有一定浓度的硫化氢且参与了视网膜病理生理方面的调节，通过应用或阻断硫化氢（硫化氢供体）可以干预或延缓部分眼底疾病的发生或发展。文中总结了硫化氢在视网膜变性、视网膜缺血再灌注损伤、糖尿病视网膜病变等眼底疾病中的作用，为眼底疾病的防治提供了一个新的研究方向。

内源性硫化氢及其合成酶在膀胱癌恶性进展中的表达

目的探讨内源性硫化氢(H2S)及其合成酶胱硫醚-β-合成酶(CBS)、胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)和3-巯基丙酮酸硫转移酶(MPST)在正常膀胱组织以及膀胱癌中的表达。方法选取因膀胱癌而行膀胱肿瘤电切术或膀胱癌根治术的肿瘤组织标本76例,同时收集15例正常膀胱组织作对照组。通过免疫组化和Western blot研究CBS、CSE和MPST在正常膀胱组织以及不同病理分期/分级膀胱癌组织中的表达情况;通过敏感硫电极法检测H2S在正常膀胱组织和膀胱癌中的含量。分别比较H2S及其合成酶在各组之间的差异,初步探讨H2S及其合成酶与膀胱癌恶性进展之间的关系。结果免疫组化结果显示CBS(79.1%)、CSE(81.3%)和MPST(84.6%)在膀胱癌黏膜和肌层组织中均有表达。CBS(P=0.021和P<0.001)和MPST(P=0.015和P=0.045)的表达在膀胱癌不同分期和分级之间有统计学差异。在所有检测的标本中,肌层浸润性膀胱癌中的H2S含量最高[(52.6±2.91)nmol·mg-1·min-1],各组之间有统计学差异。结论内源性H2S及其合成酶CBS、CSE和MPST在膀胱癌组织中的表达明显高于正常膀胱组织,且其表达在膀胱癌不同分期和分级之间有统计学差异。