H2是一種雙原子的氣體分子,具有可燃性和一定的還原性。近年來(lái),多項(xiàng)研究表明H2具有抗氧化、抗炎、抗細(xì)胞凋亡等作用。有報(bào)道稱H2可以抑制LPS誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞中炎癥因子的異常分泌,這一研究說(shuō)明其對(duì)多種疾病的防治作用可能與其具有抗炎作用有關(guān)。然而關(guān)于H2發(fā)揮抗炎作用的分子機(jī)制和作用靶點(diǎn),目前相關(guān)的研究并不明確?；诖?本課題對(duì)H2發(fā)揮抗炎作用的潛在機(jī)制進(jìn)行研究,并通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)論證其對(duì)急性咽炎的治療作用,為H2的臨床推廣提供科學(xué)依據(jù)。
本課題首先通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)明確H2發(fā)揮抗炎作用的分子靶點(diǎn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在濃度為1 μg/mL LPS誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞炎癥模型中,H2（濃度為1.2 ppm）可以調(diào)控炎癥因子（NO,TNF-α,IL-6,IL-10）相關(guān)mRNA的表達(dá),從而抑制了炎癥因子的異常分泌。進(jìn)一步通過(guò)RNA測(cè)序分析發(fā)現(xiàn),H2能夠抑制NF-κB和MAPK信號(hào)通路的激活,從而調(diào)控炎癥相關(guān)基因的表達(dá)。具體而言,在LPS刺激巨噬細(xì)胞表面TLR4受體,激活炎癥相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中,H2能夠抑制IκBα和NF-κB的活化,而在MAPK信號(hào)通路中H2能夠抑制關(guān)鍵蛋白的級(jí)聯(lián)反應(yīng)和磷酸化水平。除此以外,在NF-κB和MAPK通路中,我們新發(fā)現(xiàn)了 H2還作用于信號(hào)分子PKC8和異源二聚體AP-1,這是之前H2醫(yī)學(xué)研究沒(méi)有明確報(bào)道過(guò)的。
為了進(jìn)一步確認(rèn)RNA測(cè)序分析反饋的信息,我們采用Western blot對(duì)信號(hào)靶點(diǎn)進(jìn)行定量分析,結(jié)果表明,H2能夠抑制IκBα磷酸化及NF-κB p65由細(xì)胞質(zhì)向細(xì)胞核易位,從而抑制NF-κB通路的激活;而在MAPK信號(hào)通路中,H2能夠顯著抑制ERK,JNK,p38的磷酸化水平,并且最終抑制由c-Jun和c-Fos組成的異源二聚體AP-1的激活。在明確H2在細(xì)胞水平上的作用機(jī)制后,我們通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)論證H2在體內(nèi)的抗炎效果,采用氨水刺激大鼠咽部構(gòu)建急性咽炎模型,再分別給予2%和4%的H2進(jìn)行吸入治療,結(jié)果表明氨水刺激會(huì)導(dǎo)致大鼠表現(xiàn)出急性咽炎的癥狀及體征,表明造模成功;而2%和4%的H2均改善大鼠的臨床癥狀。具體表現(xiàn)為H2能夠減輕大鼠咽部黏膜增厚,炎性細(xì)胞浸潤(rùn)及腺體肥大的癥狀,同時(shí)能夠明顯調(diào)控其組織蛋白中炎癥因子PGE2,TNF-α,IL-6,IL-10的異常分泌,在信號(hào)通路研究中發(fā)現(xiàn)H2對(duì)NF-κB和MAPK通路具有明顯的抑制作用,這一結(jié)論進(jìn)一步論證了細(xì)胞實(shí)驗(yàn)成果的。綜上所述,H2發(fā)揮抗炎作用的機(jī)制為抑制NF-κB和MAPK信號(hào)的激活,進(jìn)而調(diào)控下游相關(guān)炎癥因子的轉(zhuǎn)錄和翻譯,緩解炎癥所引起的臨床癥狀。本研究立足于前人研究的基礎(chǔ)上,通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)論證之前H2醫(yī)學(xué)研究成果的可靠性,同時(shí)也提出了我們的最新研究觀點(diǎn)和作用的分子靶點(diǎn),進(jìn)一步完善了 H2發(fā)揮抗炎的分子途徑。NF-κB和MAPK是兩個(gè)經(jīng)典的信號(hào)通路,這兩個(gè)信號(hào)通路在炎癥、氧化、凋亡等生物過(guò)程中發(fā)揮重要,而H2具有較強(qiáng)的擴(kuò)散性,其作用于這兩個(gè)信號(hào)通路的多個(gè)靶點(diǎn),這也提示我們H2作為一種新型醫(yī)用氣體分子,在涉及到NF-κB和MAPK信號(hào)通路的其他相關(guān)疾病中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
10.27753/d.cnki.gcqgx.2022.000552
