氫氣對缺血后腸道干細胞保存作用！

文章來源：admin發(fā)布日期：2023-08-17 14:57瀏覽次數(shù)：

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干細胞是組織修復的重要細胞學基礎，干細胞減少和功能下降也是衰老的重要標志。在急性組織缺血損傷后，損傷組織中干細胞會因為氧化和炎癥損傷造成減少，這非常不利于組織損傷的修復。衰老過程長期損傷因素也會緩慢導致干細胞數(shù)量的減少。氫氣作為抗氧化抗炎癥工具，理論上能減少急性損傷時干細胞損傷，保護干細胞，發(fā)揮保護組織損傷的作用。對于慢性損傷和衰老過程，氫氣邏輯上也應該具有保護干細胞，預防因為干細胞減少和功能下降導致的組織老化。

最近日本學者發(fā)現(xiàn)，在腸道組織缺血再灌注時，吸入3%氫氣能預防缺血再灌注后腸道內干細胞數(shù)量的下降，發(fā)揮這種保護作用的原因是氫氣減少了氧化應激損傷。

該研究論文發(fā)表在《世界胃腸外科雜志》，論文作者主要來自慶應義塾大學醫(yī)學院急診與重癥醫(yī)學系。該大學在氫氣醫(yī)學生物學研究方面有非常多貢獻。

Yamamoto R, Suzuki S, Homma K, Yamaguchi S, Sujino T, Sasaki J. Hydrogen gas and preservation of intestinal stem cells in mesenteric ischemia and reperfusion. World J Gastrointest Surg. 2022 Dec 27;14(12):1329-1339.

腸系膜缺血是由腸系膜動脈血流量不足以滿足內臟器官的代謝需求引起的。盡管腸系膜缺血的發(fā)生率相對較低，但癥狀模糊導致的延遲診斷有時會導致毀滅性的并發(fā)癥，如腸壞死、腹部膿毒癥和死亡率。雖然通過血管內或手術干預快速再循環(huán)腸系膜血管至關重要，但當血流動力學不穩(wěn)定導致腸系膜缺血時，增加動脈血流量是保存腸道的唯一方法。值得注意的是，一些患者甚至在腸系膜動脈血運重建后也會出現(xiàn)腸壞死。

在過去的幾十年中，氫氣已成為各種疾病的有吸引力的藥劑，特別是需要血運重建的缺血性疾病。一些動物研究表明，氫具有抗炎作用，并減少缺血再灌注損傷期間產生的活性氧（ROS）。在腦和心肌缺血動物模型中，吸入氫氣與壞死組織的減少有關。此外，一些臨床研究報道，吸入氫氣對急性心肌梗死和院外心臟驟停有益，這是典型的缺血再灌注損傷。

此外，對氫氣安全性的研究發(fā)現(xiàn)，氫氣可以使用簡單的裝置提供給患者，而不會發(fā)生任何不良事件，這表明其臨床使用具有很高的可行性。雖然可能的治療益處的生理機制尚不清楚，但最近的研究表明，氫的抗氧化作用將通過細胞信號轉導引入，防止細胞凋亡。另一項研究報告稱，涉及分子氫的氧化還原反應僅發(fā)生在強致死性ROS下，而不是弱或有益的ROS。

因此，由于腸系膜缺血伴血運重建是一種缺血再灌注損傷，我們旨在闡明吸入氫氣作為新型無創(chuàng)治療腸系膜缺血的有利效果。在這項研究中，我們檢查了缺血和再灌注后腸道組織損傷的程度以及連續(xù)啟動3%氫氣的組織保護作用。此外，對氫靶細胞分化的幾種細胞標志物進行了實質性測量，以闡明氫的病理生理機制。

Yamamoto R, Suzuki S, Homma K, Yamaguchi S, Sujino T, Sasaki J.Hydrogen gas and preservation of intestinal stem cells in mesenteric ischemia and reperfusion. World J Gastrointest Surg 2022; 14(12): 1329-1339 [PMID: 36632117 DOI: 10.4240/wjgs.v14.i12.1329]

背景：腸系膜缺血患者即使在血運重建后也經常出現(xiàn)腸壞死。在各種動物和人類臨床研究中，氫氣通過減少活性氧，對缺血再灌注損傷顯示出有希望的效果。我們檢查了在連續(xù)3%氫氣吸入后缺血和再灌注引起的腸道組織損傷。

目的：明確氫氣治療腸系膜缺血的效果及靶細胞。

方法： 3組大鼠行腸系膜動脈閉塞60 min（缺血）、60 min閉塞后60 min再灌注（再灌注）或連續(xù)3%氫氣下相同持續(xù)時間的缺血再灌注。采集回腸遠端。用半胱天冬酶-3和富含亮氨酸的重復G蛋白偶聯(lián)5（LGR5）（腸道干細胞的特異性標志物）進行免疫熒光染色，以評估受氫保護的損傷部位和細胞類型。采用定量PCR測定LGR5、嗅覺霉素4（OLFM4）和神經源性位點缺口同系蛋白1等的mRNA表達。通過免疫染色分析組織氧化應激，以檢測8-羥基-2'-脫氧鳥苷（8-OHdG）。通過血漿8-OHdG評估全身氧化應激。

圖1腸黏膜損傷伴缺血再灌注損傷。A：H&E染色的組織學切片顯示缺血組上皮層有皮旋鈕;B：上皮層廣泛性皮旋鈕，絨毛尖端剝落，再灌注組毛細血管充血;C：氫氣治療輕度上皮性皮旋鈕和氫基絨毛剝蝕。

結果：缺血破壞絨毛頂端的上皮層，而再灌注誘導隱窩基部細胞廣泛凋亡，這些細胞被鑒定為具有雙重免疫熒光染色的腸道干細胞。氫氣吸入組在隱窩基部減少了這種細胞凋亡，并且氫組組織的LGR5表達高于再灌注組。OLFM4在氫組中也相對較高，而其他測量的RNA在組間相當。再灌注組的8-OHdG濃度較高，氫能降低隱窩基部的8-OHdG。

結論： 這項研究表明，吸入氫氣可以保存腸道干細胞并減輕腸系膜缺血和再灌注引起的氧化應激。

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