氢分子抗细胞凋亡学习笔记

感染性疾病中细胞炎性死亡、炎性半胱氨酸蛋白酶和炎性小体的分子机制和功能。炎性半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶和细胞凋亡在介导感染免疫和病原体清除中的中心作用。

氢对脓毒症小鼠的保护作用已得到证实。在早期蛛网膜下腔出血脑损伤模型中，富含氢的生理盐水可以显著降低半胱天冬酶-1的表达并抑制炎症反应。

在接触盲肠结扎和穿刺的动物中观察到气体交换功能障碍和肺组织炎症。富含氢的盐水治疗显著减轻了肺损伤，如盲肠结扎和穿刺后8h显著改善了肺的气体交换和组织学变化，显著降低了肺含水量和中性粒细胞浸润。肺组织中的脂质过氧化和DNA氧化随着硝基酪氨酸含量的降低而显著降低，并在氢气存在下保持超氧化物歧化酶活性，表明氢气在盲肠结扎和穿刺诱导的急性肺损伤中的抗氧化作用。该观察表明，富氢盐水腹腔注射改善了盲肠结扎和穿刺诱导的急性肺损伤大鼠模型的组织学和功能评估。富氢盐水的治疗作用可能与抗氧化和抗炎作用有关。

Zhai Y, Zhou X, Dai Q, et al. Hydrogen-rich s急性肺损伤ne ameliorates lung injury associated with cecal ligation and puncture-induced sepsis in rats. Exp. Mol. Pathol.  2015;98, 268–276.

氢气吸入以FUNDC1依赖方式减轻脓毒症诱导的肝损伤

脓毒症引起的肝功能障碍被认为是多器官功能障碍综合征（MODS）和死亡的独立危险因素。有丝分裂是一种选择性的自噬形式，在脓毒症引起的器官损伤中起着重要作用。我们已经证明，氢气（H2）是一种选择性抗氧化剂，对脓毒症小鼠具有保护作用。在这里，我们假设H2对感染性肝损伤动物的治疗作用可能通过调节含Fun14结构域的蛋白1（FUDNC1）诱导的线粒体吞噬途径而发挥。对雄性C57BL/6J小鼠进行假手术或盲肠结扎和穿刺（盲肠结扎和穿刺）手术，并从假手术或盲肠结扎和穿刺手术后1小时开始用2%H2气体吸入治疗3小时。为了验证FUNDC1的作用，在假手术或盲肠结扎和穿刺手术前24小时，将作为FUNDC2抑制剂的细胞穿透肽P（NH2-GRKKRRQRPQDYESDDESYEVLDLTEY-COH）（1 mg/kg）腹腔注射到小鼠体内。为了评估感染性肝损伤的严重程度，在假手术或盲肠结扎和穿刺手术后评估7天存活率、肝组织病理学评分、丙氨酸转氨酶（ALT）和天冬氨酸转氨酶水平、呼吸控制比（RCR）以及FUDNC1、P-18-FUDNC1，P62、LC3B-II、Tim23和caspase-1水平。

Yan M, Yu Y, Mao X, et al. Hydrogen gas inhalation attenuates sepsis-induced liver injury in a FUNDC1-dependent manner. Int. Immunopharmacol.  2019;71, 61–67.

氢治疗显著降低受损器官中半胱天冬酶-1的表达以及IL-1β和IL-18细胞因子的水平。

富氢水通过触发NLRP3炎症体/半胱天冬酶-1介导的经典细胞炎性坏死途径抑制子宫内膜癌细胞的增殖，并激活下游促炎细胞因子IL-1β。内毒素转运蛋白HMGB1是激活半胱天冬酶-11细胞炎性坏死途径所必需的，氢对HMGB1的负调控也可能在细胞炎性坏死中发挥作用。

肺损伤是脓毒症患者死亡率的重要因素。氢分子具有抗氧化、抗炎和抗凋亡作用的分子氢（H2）通过增加核因子红细胞2相关因子2（Nrf2）的表达对脓毒症诱导的肺损伤的影响及其潜在机制。氢气通过Nrf2/血红素加氧酶-1依赖途径减少感染小鼠肺组织中高迁移率族蛋白盒1的释放。

雄性野生型（WT）和Nrf2敲除（Nrf2 KO）ICR小鼠接受假手术或盲肠结扎和穿刺手术。假手术或盲肠结扎和穿刺手术后1小时和6小时开始吸入2%的H2气体60分钟。为了评估感染性肺损伤的严重程度，7天存活率、肺组织的湿/干（W/D）重量比、肺组织病理学评分、促炎细胞因子（肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白介素6（IL-6）、高迁移率组蛋白盒1（高迁移率族蛋白盒1））、抗炎细胞因子（白介素10（IL-10））、抗氧化酶（超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、，在假手术或盲肠结扎和穿刺手术后检测血红素加氧酶1和氧化产物（丙二醛（MDA））。通过苏木精和伊红（HE）染色观察肺组织的组织病理学变化，通过酶联免疫吸附试验（ELISA）检测肺组织中的促炎细胞因子（TNF-α和IL-6）、抗炎细胞因子（IL-10）、抗氧化酶（SOD和CAT）和MDA。2%H2气体处理提高了WT小鼠的存活率，降低了W/D重量比和肺损伤评分。