氢气治疗心肌缺血-再灌注损伤相关机制的研究进展

氢是宇宙中分布最广泛、含量最丰富的元素.在正常条件下,氢气很少被人体吸收,因此,氢在生物体内的生理作用一直没有引起科学界的关注.近年来研究发现,氢气在心血管系统具有抗氧化、抗炎和抗凋亡的生理作用.在心肌缺血-再灌注损伤的病理生理过程中,其抗氧化保护作用业已证实,因此对心肌缺血-再灌注损伤有一定的治疗作用.本文就氢气在心肌缺血-再灌注损伤的应用及其可能机制进行综述.

氢对氧糖剥夺-复氧复糖损伤大鼠海马神经元保护作用机制:促进线粒体自噬

目的评价氢对氧糖剥夺-复氧复糖损伤大鼠海马神经保护作用机制与线粒体自噬的关系。方法出生24 h的健康SD大鼠,体外分离并原代培养海马神经元,以7×10^5个/孔的密度将神经元接种于预先用多聚赖氨酸包被过的6孔板中,采用随机数字表法分为5组(n=30):对照组(C组)、氧糖剥夺-复氧复糖组(OGD/R组)、氧糖剥夺-复氧复糖+氢气组(OGD/R+H2组)、氧糖剥夺-复氧复糖+3-甲基腺嘌呤(3-MA)组(OGD/R+3-MA组)和氧糖剥夺-复氧复糖+氢气+3-MA组(OGD/R+H2+3-MA组)。C组正常培养箱(75%N2-20%O2-5%CO2)中培养24 h;OGD/R组、OGD/R+H2组、OGD/R+3-MA组和OGD/R+H2+3-MA组制备神经元氧糖剥夺-复氧复糖损伤模型;OGD/R+H2组造模后,置于富氢培养箱(60%H2-10%O2-5%CO2-25%N2)中培养24 h;OGD/R+3-MA组造模后,加入自噬抑制剂3-MA 10 mmol/L,然后置于正常培养箱中培养24 h;OGD/R+H2+3-MA组造模后,加入3-MA 10 mmol/L,然后置于富氢培养箱中培养24 h。采用MTT法测定神经元存活率,DCFH-DA荧光探针法测定ROS活性,JC-10法测定线粒体膜电位(MPP),流式细胞术测定神经元凋亡率,Western blot法测定微管相关蛋白1轻链3(LC3)、PTEN诱导激酶1(PINK1)和Parkin的表达水平,并计算LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值。结果与C组比较,OGD/R组及OGD/R+H2组神经元存活率和细胞MMP降低,神经元凋亡率和ROS活性升高,PINK1和Parkin的表达水平和LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值升高(P<0.05);与OGD/R组比较,OGD/R+H2组神经元存活率及MMP升高,神经元凋亡率和细胞ROS活性降低,PINK1和Parkin的表达水平和LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值升高,OGD/R+3-MA组神经元存活率及MMP降低,神经元凋亡率及细胞ROS活性升高,PINK1和Parkin的表达水平及LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值降低(P<0.05)。与OGD/R+H2组比较,OGD/R+3-MA组和OGD/R+H2+3-MA组神经元存活率及MMP降低,神经元凋亡率及细胞ROS活性升高,PINK1和Parkin的表达水平及LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值降低(P<0.05)。结论氢对氧糖剥夺-复氧复糖损伤大鼠海马神经保护作用机制与促进线粒体自噬有关。

氢气对慢性脑缺血大鼠脑组织铁代谢相关蛋白表达的影响

目的探讨氢气对慢性脑缺血(CCI)大鼠脑组织铁代谢相关蛋白表达的影响。方法健康成年雄性Wistar大鼠36只,体重300~400 g,采用随机数字表法分为3组(n=12):假手术组(Sham组)、CCI组、富氢盐水组(H组)。采用改良的双侧颈总动脉永久性结扎法制备大鼠CCI模型。CCI组及H组在大鼠建模4周后每天固定时点,分别腹腔注射生理盐水或富氢盐水10 ml/kg,1次/d,持续2周。CCI建模第6周时,处死大鼠,取脑组织,免疫组化法检测特异性神经元核蛋白(NeuN)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX-4)的表达,采用改良Perl染色法检测病灶脑组织铁沉积量,采用比色法测定MDA、谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)水平,采用ELISA法检测4-羟基壬烯酸(4-HNE)水平,采用流式细胞术检测神经细胞ROS水平,采用RT-PCR法检测转铁蛋白(TF)、转铁蛋白受体1(TFR1)、铁蛋白轻链(FTL)、铁蛋白重链-1(FTH1)、二价金属离子转运体(DMT1)、铁反应元件结合蛋白2(IREB2)的mRNA表达。结果与Sham组比较,CCI组及H组海马CA1区NeuN、GPX-4染色阳性细胞百分比、GSH、GSH-px水平降低,铁染色阳性细胞百分比、MDA、4-HNE及神经细胞ROS水平升高,FTL mRNA、FTH1 mRNA表达下调,TF mRNA、TFR1 mRNA、DMT1 mRNA和IREB2 mRNA表达上调(P<0.05);与CCI组比较,H组海马CA1区NeuN、GPX-4染色阳性细胞百分比、GSH和GSH-px水平升高,铁染色阳性细胞百分比、MDA、4-HNE及神经细胞ROS水平降低,FTL mRNA、FTH1 mRNA表达上调,TF mRNA、TFR1 mRNA、DMT1 mRNA和IREB2 mRNA表达下调(P<0.05)。结论氢气对CCI大鼠可产生神经保护作用,机制可能与其调控CCI后铁代谢及转运相关蛋白的表达,减轻神经细胞铁超载,进而抑制氧化应激有关。