内源性硫化氢与心血管疾病的研究进展

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最新:气体硫化氢分子的血管生物学

最新:气体硫化氢分子的血管生物学

最新:气体硫化氢分子的血管生物学产H2S的有三种酶,胱硫醚β-合成酶(CBS)、细胞胱硫醚-γ-裂解酶(CTH/CSE)和3-巯基丙酮酸转硫酶(3MST)。

CBS和CSE参与从同型半胱氨酸到半胱氨酸的互变过程,即转硫作用的通路;两种酶都依赖于5-磷酸吡哆醛。

同时请注意,CBS和CSE也催化了一系列并不产生H2S的额外反应。

CBS是已知唯一的含亚铁血红素辅基和阳性变构激活剂S-腺苷甲硫氨酸的一种PLP依赖性酶。

在静息状态下,CBS和3MST被发现于线粒体和胞质中,而CSE仅存于胞质中。

所有三种产H2S的酶均在血管细胞中有表达,但对调控其表达的分子通路却知之甚少。

活性氧和层流剪切流已被证实可以增强CSE 和3MST的表达,而钙和特化蛋白1(Sp1)的升高会上调平滑肌细胞(SMC)中CSE的表达。

大多数有关血管的研究集中于CSE,原因是CSE的药物抑制剂更易获得。

另外,CBS缺乏小鼠的出现早于CSE 敲除鼠数年,它们的严重表型导致生命的第一周就发生死亡,限制了其在实验研究中的应用,致使研究者后来使用杂合子。

相反,CSE敲除小鼠没有发育异常,生命周期相对正常,确实展现了心血管表型,血压升高、内皮依赖性应答减弱。

虽然3MST小鼠也可获得,但尚无心血管特征方面的数据发表。

H2S信号转导中即时vs 延迟的效应和通路H2S是高度水溶性的,在身体常温下的溶解度达80mM。

它也溶于脂膜,能进入胞内和胞外的靶蛋白。

因为H2S是弱酸性,它在正常体温下与其阴离子HS?达到平衡(pKa :7) ,生理性pH值中~70%以HS?形式存在。

与H2S生物学活性有关的分子化学属性仍有待阐释,H2S、HS?、聚硫化物和S/N杂合子影响着多种与生物学应答有关的信号通路。

靶通路包括激酶和磷酸酶、外加酶、离子通道和转录因子(图1)。

H2S影响信号蛋白活性的原发机制是靶蛋白上反应的半胱氨酸残留物发生过硫化作用,形成过硫化物(—SSH)。

取决于靶蛋白的性质,H2S的效应可能需要数秒到数天才能表现出来。

硫化氢供体生物学作用研究进展

硫化氢供体生物学作用研究进展

硫化氢供体生物学作用研究进展罗邦;游咏【摘要】硫化氢(H2 S)在以往被认为是一种具有强烈臭鸡蛋气味的无色有毒气体。

然而现在,它继一氧化氮和一氧化碳之后成为了第3种内源性信号气体递质,充当着神经调质和神经保护剂作用。

最近几年,新的硫化氢供体,也可以称为衍生物,在硫化氢的基础上,发挥着重要的生物学作用。

本文综述了这些新的硫化氢供体的生物学作用研究进展。

【期刊名称】《中南医学科学杂志》【年(卷),期】2016(044)001【总页数】5页(P107-111)【关键词】硫化氢供体;神经保护;抗氧化;抗炎;含硫结构【作者】罗邦;游咏【作者单位】南华大学附属第一医院神经内科,湖南衡阳 421001;南华大学附属第一医院神经内科,湖南衡阳 421001【正文语种】中文【中图分类】R971众所周知,硫化氢(H2S)是一种带有强烈臭鸡蛋气味的无色有毒气体。

但近年来的研究表明,它也是一种新型的气体信号分子和细胞保护剂[1]。

内源性硫化氢的产生已经确定有3种关键酶参与:胱硫醚-β-合酶(cystathionine-β-synthase,CBS)、胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionine-γ-lyase,CSE)和3-巯基丙酮酸硫基转移酶/半胱氨酸氨基转移酶(3-mercaptopyruvate sulfur transferase with cysteine aminotransferase,3-MST/CAT)[2-3]。

在一般情况下,硫化氢毒性的水平是在毫摩尔范围内,而生理水平的硫化氢是在微摩尔范围(50~160 μmol/L),生理水平硫化氢对人体有着多种保护作用,如:抗氧化[4-5]、抗炎[6]、神经保护[7-8]等。

在早期对硫化氢的研究中,一般是以硫氢化钠作为硫化氢的供体来研究硫化氢的生物学作用,硫氢化钠溶解于水可以在短时间内释放大量的硫化氢气体,但这种特点逐渐显示出一定的弊端[9]。

近几年发现了一些新的硫化氢供体,它们是一个含硫结构(ADT-OH)与不同药物的母体相连接组成的复合物,也可以称为这些药物的衍生物。

内源性硫化氢的研究进展

内源性硫化氢的研究进展

活性 。影 响 C E的 因素较 多 , N 高血 流量 等 可 S 如 O、 致 C E mR A表 达上 调和 提高 C E的活性 【 S— N S 3 I 。
些 疾 病 的病 理 生 理 过 程 ,被 认 为 是 继 一 氧化 氮

(O 和一 氧 化碳 (O之 后 的第 三 类 气 体 信 号 分 子 。 N ) C ) 以下就 其在各 个 系统 的合成 与调 节 、生理 功 能及其 与各 个 系统疾 病 的关 系 进行 简要综 述 。
第1 5卷 第 4期
口岸卫生控制
内源性硫化氢 的研究进展
史 军 天津 市第 三 医院( 津 ,0 2 0 天 3 05 ) R 文 献标识 码 3 B d i 1.9 9 .s . 0 — 7 72 1.40 5 o 03 6 6i n1 8 5 7 . 00 .1 s 0 0 中 图分 类号
盐 的速度 最 快[ 5 】 。 2 内源 性 H S的生 理作 用 2
产 生能力 是 L C s 径 3 倍 , 明 MP T是红 细胞 — y途 8 说 S 内源性 Hs产生 的关 键 酶 。但 机 体 内产 生 HS的 主
要是 L 半胱 氨酸 (— y) 一 L Cs 途径 。 由于 内源 性 H S主要 :
高 浓度 的 内源 性 H2,提 示 了 Hs可 能有 较 重要 的 s
生理 作 用 。 19 9 6年 , b 等 首 次 通过 实 验 证 明人 体 Ae
合使 C S B 活性丧失 。C O替换含硫的配体而使 C S B
沿 l丧 失 ,但是 其 又可 上调 C S的表达 而促 进 Hs 生 B
HS 水平显著降低 , 心肌 C E活性下调 , S S C E基因表 达则显著增多。表明 H s 水平的降低参与了心肌缺 血 损伤 的病 理生 理过 程 。Hs对 血管有 再生作 用 , 2 从

硫化氢通过抑制氧化应激减轻糖尿病心肌病病变

硫化氢通过抑制氧化应激减轻糖尿病心肌病病变

基础医学与临床Basic&Clinical MedicineMay2021 Vol.41No.52021年5月第41卷第5期文章编号:1001-6325(2021)05-0739-05短篇综述硫化氢通过抑制氧化应激减轻糖尿病心肌病病变矫立杰,魏亚新,李鸿珠*(哈尔滨医科大学基础医学院病理生理学教研室,黑龙江哈尔滨150086)摘要:尽管糖尿病心肌病(DCM)的病理机制众多,但氧化应激是DCM发病重要的原因之一。

了解氧化应激在DCM中的发生发展对于DCM新的靶向治疗至关重要。

硫化氢(H q S)对治疗各种心血管疾病发挥着重要的作用。

尤其是H2S通过调控多种途径抑制氧化应激可减轻DCM的发生。

关键词:硫化氢(H2S);活性氧;糖尿病心肌病;蛋白酶途径;非蛋白酶途径中图分类号:R310.4430文献标志码:AHydrogen sulfide attenuates diabetic cardiomyopathy by inhibiting oxidative stressJIAO Li-jie,WEI Ya-xin,LI Hong-zhu*(Department of Pathophysiology,School of Basic Medicine,Harbin Medical University,Harbin150086,China)Abstract:Although there are a variety of pathological mechanisms attributed to diabetic cardiomyopathy(DCM), oxidative stress is one of the mo或important causes of DCM.Understanding the occurrence and development of oxi­dative stress in DCM is very important for the new targeted therapy of DCM.In addition,hydrogen sulfide(H2S) plays an important role in the treatment of various cardiovascular diseases.In particular,H2S can reduce DCM by inhibiting oxidative stress through various pathways.Key Words:hydrogen sulfide(H2S);reactive oxygen species;diabetic cardiomyopathy;protease pathway;non-protease pathway糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)具有多种特征,包括高血糖、胰岛素抵抗、活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成增力口、线粒体功能障碍和内皮功能异常。

气体信号分子硫化氢在植物中的生理效应及其研究进展

气体信号分子硫化氢在植物中的生理效应及其研究进展

气体信号分子硫化氢在植物中的生理效应及其研究进展姓名:李婷婷学号:2015111121摘要:在动物中已经发现,硫化氢(hydrogen sulfide, H2S)是继一氧化氮(nitric oxide, NO)和一氧化碳(carbon monoxide, CO)之后的第三个气体信号分子,参与各种生理调节作用。

植物中很早就发现有H2S释放的现象,但是其生理功能一直不明。

本文综述了硫化氢在植物体内合成途径、硫化氢的生理效应及其作为信号分子机制的研究进展。

关键词:硫化氢;信号分子;生理效应;机制H2S在人类和动物生理活动过程中发挥重要作用,其作用的普遍性和多功能性已经引起研究工作者的关注。

尽管H2S最早是作为一种有毒气体,但其作用已被人类认识和研究了300多年。

直到20世纪90年代中期,H2S才被证实是生物体内继NO和CO后另一种新型内源性气体信号分子[1]。

这3种气体信号分子有着众多相似之处:均是相对分子质量较小的气体分子,可自由进入细胞内部;直接与相应靶分子或细胞反应,而不需要通过受体间接发挥作用;其产生受到内源性关键酶的调控;生理浓度下有特定的生物学功能。

在人和动物体内,H2S参与了血管舒张,降血压、介导炎症过程、保护细胞以及对心血管的保护作用等生理和病理过程[2]。

H2S在植物生长发育及逆境胁迫方面起着重要的作用, 但关于其作用的研究仍然有限、不够全面, 现在仍然不清楚H2S在植物信号转导中的直接靶点和下游级联反应。

但是今年已有发现,在植物中, H2S通过硫巯基化作用(S-sulfhdration)翻译后修饰蛋白, 将很多蛋白中半胱氨酸的-SH转变为-SSH, 从而调控它们的活性一、植物体内硫化氢的合成植物体内,H2S主要是通过植物根部吸收的硫酸盐通过一系列的还原途径形成。

硫酸盐还原为硫化物通过3个步骤完成:硫酸盐在ATP硫酸化酶催化下激活为腺苷酰硫酸(APS);APS被APS还原酶还原为亚硫酸盐(SO32-),还原态GSH作为电子供体;亚硫酸盐还原酶(SiR)从铁氧化蛋白(Fdred)转移6个电子到亚硫酸盐从而产生硫化物[3-5]。

救命毒气硫化氢治疗心血管疾病的新希望

救命毒气硫化氢治疗心血管疾病的新希望

硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味的致命毒气,但研究证实,它在人体内具有重要的生理功能,这一发现将催生治疗心脏病等多种疾病的新方法。

硫化氢●人体仅会产生微量的毒气硫化氢。

●很多证据表明,这种气体对心血管系统和人体其他组织的健康很有好处。

●基于这些发现,科学家正在开发基于硫化氢的疗法,用于治疗从心血管疾病到肠易激综合征的一系列疾病。

想象一下,当你走进医院急诊室,映入眼帘的是挂着消毒洗手液、表面擦得一尘不染的墙壁,扑鼻而来的却是一阵臭鸡蛋味。

听起来,这种视觉和嗅觉上的不协调可能会让我们感到不舒服,但在将来,具有臭鸡蛋气味的有毒气体硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)很可能会成为医疗机构的常用药物。

过去10 年间,科学家发现,在人体的很多生理过程中,硫化氢都起着不可或缺的作用,比如调节血压和新陈代谢。

我们的研究表明,如果合理利用,硫化氢有助于治疗心肌梗塞,还能维系创伤患者的生命,以免他们在接受输血或手术前死去。

2.5 亿年前的浩劫2.5 亿年前的一场浩劫决定了人类的生存离不开硫化氢,尽管这是一种致命毒气。

早在几个世纪以前,科学家就已经清楚硫化氢会对人体造成哪些危害。

如今,对于油田和气田井口、输送管道沿线、石油加工厂和炼油厂的工作人员来说,这种气体已成为引发职业病的首要因素。

人的鼻子能觉察到浓度为0.0047ppm(1ppm 为百万分之一)的硫化氢。

当浓度升至500 ppm 时,我们的呼吸会受到抑制。

如果浓度达到800 ppm,人在5 分钟内就会死亡。

但矛盾的是,人类的生存离不开硫化氢。

人体为何会依赖于这种恶臭气体?让我们回到2.5 亿年前去寻找答案。

当时,二叠纪(Permian era)行将结束,一场有史以来规模最大的物种灭绝正在上演,地球生命前景堪忧。

一种主流灭绝理论认为,这场劫难由西伯利亚火山大规模喷发导致,此过程释放的二氧化碳引起一系列环境改变,海洋中的氧含量降至非常危险的水平,使地球生命逐步滑入死亡深渊(参见《环球科学》2006年第11 期《温室效应,生物大灭绝真凶?》一文)。

硫化氢抗炎及免疫调节作用研究进展

硫化氢抗炎及免疫调节作用研究进展

硫化氢抗炎及免疫调节作用研究进展张亚靖,戴岳(中国药科大学,江苏南京211198)摘要:硫化氢是一种气体信号分子,具有多种生物活性,如抗氧化、调节细胞周期、促凋亡、抗炎和免疫调节作用等。

其供体可直接或间接释放硫化氢,对心血管系统疾病、自身免疫性疾病、神经退行性疾病、糖尿病和肿瘤等多种疾病具有防治作用。

本文综述硫化氢及其供体在炎症和免疫调节方面的研究进展。

关键词:硫化氢;抗炎作用;免疫调节作用中图分类号:R967文献标识码:A文章编号:2095-5375(2021)04-0262-004doi:10.13506/ki.jpr.2021.04.013Research advances of the anti-inflammatory and immunomodulatory effects of hydrogen sulfideZH4NG呦ing,DA/Yue(China Pharmaceutical f/niversity,A'an/ing211198,China)Abstract:Hydrogen sulfide(H q S)is a gaseous signaling molecule with multiple bioactivities,such as anti-oxidation, regulation of cell cycle,pro-apoptosis,anti-inflammation and immune modulation,etc.Several compounds,termed as H S donors,release H?S directly or indirectly to play protective and therapeutic effects on cardiovascular diseases,autoimmune diseases,neurodegenerative diseases,diabetes,cancers and many other diseases.This review mainly summarized the research advances of H S and its donors in anti-inflammation and immunomodulation.Key words:Hydrogen sulfide;Anti-inflammation;Immunomodulation硫化氢(H2S)是继CO和NO之后被发现的第三类信号分子,在肾脏、心脏、肺和中枢神经系统等多个部位合成,可进入血液循环到达全身。

内源性气体信号分子硫化氢对心血管系统离子通道的作用

内源性气体信号分子硫化氢对心血管系统离子通道的作用

内源性气体信号分子硫化氢对心血管系统离子通道的作用李艳兵 钟光珍综述 杨新春审校【摘要】 硫化氢(H 2S )为一种新的气体信号转导分子,其广泛存在于人体各种组织中。

H 2S 对心血管系统具有重要的生理学效应,目前发现,其可作用于心血管系组织中离子通道,包括最重要的K K TP 及L 2Ca 2+、TRR AI 等通道有着开放或者关闭作用,参与了保护心脏、舒张血管等过程。

本文就H 2S 对离子通道的作用简要综述。

【关键词】 硫化氢;离子通道;气体信号分子:中图分类号:R 318.11 文献标识码:A 文章编号:167326583(2008)0620384203 基金项目 北京市自然科学基金() 作者单位 首都医科大学附属北京朝阳医院心脏中心 硫化氢(H 2S )近几年来已经被公认为继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后第三种内源性气体信使(endogenous gasot ra nsmi tt er )。

H 2S 对心血管系统具有重要的生理学效应[1]。

就目前已有研究来看,H 2S 虽然可以通过非离子通道途径发挥其生理学效应,但多数仍然是通过对不同离子通道的影响发挥作用。

本文就H 2S 对心血管系统离子通道的影响作一综述。

1 H 2S 对心肌细胞离子通道的影响心脏组织内源性生成的H 2S ,对心脏具有负性肌力作用,而且此种作用可以被A TP 敏感性钾离子通道(K A TP )抑制剂所部分阻断,由此证明H 2S 对心脏的负性肌力作用是通过开放K A TP 通道来实现的[2]。

Hu 等[3]对离体大鼠的心脏进行Na HS (H 2S 的供体)预处理(H 2S prec onditioni ng ,SP )30min ,再行缺血再灌注处理后培养20h ,结果显示SP 可以显著提高细胞的存活能力、杆状细胞的百分比及心肌细胞的收缩能力。

格列苯脲(K ATP 通道阻断剂)可以显著阻断由SP 介导的环氧化酶(COX )22表达的增加,从而阻断了SP 所产生的心脏保护作用。

硫化氢对心血管系统疾病影响的研究进展

硫化氢对心血管系统疾病影响的研究进展

硫化氢对心血管系统疾病影响的研究进展硫化氢(H2S)是新近确认的,除一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)以外的第三种具有血管活性的气体信号分子。

H2S一直作为一种毒性气体被环境医学和毒理学所重视。

然而,最近的研究显示,内源性H2S能通过调节血管舒缩、炎症反应、细胞凋亡等多种方式发挥生理作用,并参与中枢神经系统、呼吸系统等多系统疾病的发生和发展。

更重要的是,目前的证据表明,H2S对各种心血管疾病的发病具有调节作用,如高血压,肺动脉高压和心肌损伤等。

本文将就H2S 的心血管系统的作用进行综述。

标签:硫化氢;作用机制;心血管系统硫化氢(H2S)是一种无色,有很强刺激性臭鸡蛋味的气体,水溶性和亲脂性均较强。

自1713年首次报道的毒性以来,近300年内人们主要致力于其毒理研究,对生物学功能的研究非常少。

上个世纪90年代中后期,随着内源性H2S 在鼠脑和人脑的相继发现,以及其参与的酶促反应的机制被揭示,内源性H2S 对机体生理功能的影响和疾病状态下H2S的生成变化及对疾病的病理生理联系,展开了广泛研究。

本文主要叙述H2S在生物体生理及病理过程中,尤其在高血压、动脉粥样硬化和心肌缺血等心血管疾病中发挥的重要作用。

随着H2S的生理作用被揭示,其对血流动力学的影响及在心血管系统疾病中的调节作用被广泛研究。

大量的研究表明,H2S与高血压、心肌缺血/再灌注损伤、休克等疾病的发生发展有关,并证实H2S可发挥心脏保护作用[1]。

1 高血压研究表明,左旋硝基精氨酸甲酯能够抑制NO合成酶,从而减少NO的产生,引起血压升高,在左旋硝基精氨酸甲酯高盐致高血压小鼠模型中,外源性H2S 能够降低血压,提示H2S在维持血压方面可能发挥作用。

另外,与血压正常的健康人相比,自发性高血压的发生可能与大动脉重塑、胶原蛋白堆积、血管舒张功能障碍有关,研究者证实H2S可通过抑制VSMCs增殖,促进内皮细胞增殖而降低自发性高血压小鼠的血压并减弱血管重塑,此作用可能与下调Bcl-2和活化核因子(NF-kB)表达有关[2]。

气体信号分子硫化氢血管调节作用的研究进展

气体信号分子硫化氢血管调节作用的研究进展

血管纤维结构指标 以及血管平滑肌的增殖指数也有
降低 , 证实 H S / C S E体 系异常 可能在 高 血压 的发 病 过程 中起 着重要 作 用 , 提高体内 H s含 量 可 以有 效 地缓 解 S H R血压 升高 的程度 , 抑制 主动 脉结 构 重建 过 程 。在离 体灌 流 中 , 证 实外 源性 H s有 助于 缓解 高血 压 时的血 管舒 张 障 碍 , 并 在一 定 范 围 内对
肺动 脉高压等多种心血管疾病 的发生 、 发展及转归密切相关 。本文就硫化 氢对血管的调节作用研究进展作一
综述 。
[ 关键词 ]硫化氢 ; 血管调节 ; 高血压 ; 肺 动脉 高压 ; 动脉钙化 ; 动脉粥样硬化
[ 中图分类 号]R 3 6 3 ; R 5 4 3 [ 文献标 志码 ]A [ 文章编号]2 0 9 5 — 3 0 9 7 ( 2 0 1 3 ) 0 4 - 0 2 2 7 0 - 5
mo n o p h o s p h a t e , c G MP ) 信 号 传 导 途 径 的 抑 制 剂所 阻 断, 但 是应 用 A T P敏 感性 钾通 道 ( A T P s e n s i t i v e p o t a -
s s i u m c h a n n e l s , K ) 抑制剂格列本脲可以呈剂量依
是以 L . 半 胱 氨 酸 为底 物 , 在 吡 哆醛 磷 酸 依 赖 性 酶 ,
浓 度依 赖性 地舒 张 门静 脉 和胸 主动 脉 , 这 种 舒 张效
应可被 H S的抑制剂所阻断。Z h a o 等¨ 在大鼠体
循 环其 他动 脉 中也 证 实 H , s以剂 量 依 赖 性 的方 式 舒 张动 脉平 滑肌 , H, S这一 效应 不 能 被蛋 白激 酶 G、

内源性硫化氢(h2s)综述

内源性硫化氢(h2s)综述

内源性硫化氢(H2S)综述- 索引-1. 硫化氢的生物合成 11-1. Cystathionine-β-synthase(CBS)1-2. Cystathionine-γ-lyase(CSE)1-3. 3-Mercaptopyruvate sulfurtransferase(3-MST)1-4. 吡哆醛酶CBS、CSE的反应机理2. 硫化氢的生理功能 62-1. 血管舒张功能2-2. 细胞保护功能2-3. 神经传递(记忆、疼痛)2-4. 诱导凋亡2-5. 能量产生2-6. 热量限制及硫磺代谢3. 硫化氢释放试剂(供体)114. 硫化氢的检测方法125. 硫化氢和S-巯基化146. 硫化氢和NO的相互作用177. 今后的展望171导言硫化氢(H 2S)被公认为一种有毒气体,是除了一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)以外的第三种气体信号分子。

据报道内源性H 2S 在体内与血管舒张,细胞保护,胰岛素分泌,神经传导等生理功能有关。

近年科研人员越来越关注H 2S 的研究。

1)-4)(图1)。

研究表明H 2S 的体内合成主要是以L-半胱氨酸为基质,分别在Cystathionine-β-synthase(CBS)、Cystathionine-γ-lyase(CSE)、3-mercaptopyruvate sulfurtransferase(3-MST)三种酶的催化下合成,在体内发挥生理功能。

同时有一部分硫与蛋白质等半胱氨酸结合而存在于体内。

虽然H 2S 是和NO 、CO 一样的气体分子,但由于其p K a 在7左右,在生理pH 的情况下,大约80 %的H 2S 是以HS -的状态存在(图1)。

由于HS-的S 在体内会以各种结合形式存在,目前仍未完全了解H 2S 影响细胞信号转导和其他生理活动的分子机制。

图1 体内硫化氢的生理功能1. 硫化氢的生物合成H 2S 的生物合成主要是以L-半胱氨酸和L-同型半胱氨酸为基质,分别在Cystathionine-β-synthase(CBS)、Cystathionine-γ-lyase(CSE)、3-mercaptopyruvate sulfurtransferase(3-MST)三种酶的催化下合成。

内源性硫化氢的合成代谢过程以及与人类重大疾病的关系的研究进展

内源性硫化氢的合成代谢过程以及与人类重大疾病的关系的研究进展

□ 综述/SummaryModern Medicine and Health Research 2019 Vol.3 No.9现代医学与健康研究2019年第3卷第9期·14·内源性硫化氢的合成代谢过程以及与人类重大疾病的关系的研究进展赵方诺(中国药科大学药学院,江苏 南京 210009)摘要:硫化氢(H 2S)是一种具有臭鸡蛋味的剧毒气体,多年以来人们一直把它当作废气,避之不及。

但是近些年来研究发现机体内的内源性硫化氢在多种生理和病理过程中都扮演了举足轻重的角色。

随着研究的进展,越来越多的证据表明硫化氢是机体内继一氧化碳和二氧化氮后的第3种重要的气体信号分子。

本文着重介绍硫化氢气体信号分子与人类的一些重大疾病,如心血管疾病、中枢神经系统疾病、肿瘤等的关系,以及内源性硫化氢产生、代谢过程。

关键词:硫化氢;代谢过程;气体信号分子;心血管疾病;中枢神经系统疾病;肿瘤中图分类号:R114 文献标志码:A 文章编号:2096-3718.2019.10.0014.03作者简介:赵方诺,在读本科生,研究方向:药物化学。

E-mail:1441687698@硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋味,易燃,有剧毒的酸性气体。

长期以来,硫化氢在人类活动中扮演着“恶魔”的角色,人们谈之色变。

直到1989年,科学家Warenycia 首次在鼠、牛、及人的大脑中发现有相对较高浓度的硫化氢存在[1],并提出了硫化氢可能有较重要的生理作用。

20年后,科学家最终确认,硫化氢是继一氧化碳、二氧化氮后的第3种气体信号分子。

从那以后,科学家们对这个小小的分子展开了大量的研究,最终阐明了内源性硫化氢的生理过程,并且硫化氢与多种疾病的关系也浮出水面,伴随产生了硫化氢供体药物,检测荧光探针等诸多领域。

1 内源性硫化氢的来源、存在形式及代谢途径机体内的硫化氢来源有很多途径,最主要的有两条:一条是以无机物分解为主的非酶催化途径;另一条是以5 -磷酸吡多醛依赖性酶为主要酶系的酶催化途径[2]。

内源性二氧化硫对心血管系统的调节意义

内源性二氧化硫对心血管系统的调节意义
心 肌 ( . 4-0 1 r o g蛋 白 ) 主 动 脉 ( . 5- 17 4 . 6I l - . / m 、 55 4 - 0 3 r o/ 蛋 白) 肺 动 脉 ( .7- . 1I o g蛋 .5 I lg . m 、 3 2 4 2 r l - 0 . / m 白 ) 肠 系膜 动 脉 ( . 7± . 7 I lg蛋 白 ) 肾动 、 2 6 0 1 r / . mo 、 脉 ( .04 .0 I o/ 2 5 0 2 r lg蛋 白 ) 尾 动 脉 ( . 3± . 9 - . m 、 2 2 0 1
zm , O ) y e G T 的作用下转氨基生成 B亚磺酰丙酮酸 , 一
再 自发分 解 为丙酮 酸和 S O 。哺乳 动 物体 内被 激 活 的 中性粒 细 胞 可 通 过 氧 化 反 应 将 H s转 化 为 亚 硫 酸 盐 , 个过 程 需 要 还 原 性 辅 酶 Ⅱ氧 化 酶 的参 与 。 这 我 们发 现大 鼠血浆 、 肌 和血 管组 织 中均 有 内源 性 心 s 的 生成 , O 分别 为 : 血浆 ( 55 4 .8I o/ 、 1 .4-16 m lL) -  ̄
膜 面积 、 中膜 压力 、 中膜 厚 度 与 内径 之 比 , 以及 主 动
开创了“ 气体信号分子家系” 的新领域。我们特别
关 注 的是至 今仍 被认 为是代 谢 废 物的其 他 内源性 气 体 分 子 的生 物学 调 节 作 用 , 以期探 寻气 体 信 号 分 子
家 系 的新成 员 。
m g1m g 0 13k a , 动脉 中膜 厚 度 与 m H , m H = .3 P ] 主
内径之 比增 加 1 . 4 , 8 3 % 同时 主 动 脉 平 滑 肌 细 胞 的

气体信号分子H2S研究进展

气体信号分子H2S研究进展
[ .] 的靶点 。内源性 , " - 是在磷酸吡哆醛 5 16磷酸依 赖性酶催化作用下由半胱氨酸所产生的。体内 , " -
且为 )=<2 受体依赖型, 基础浓度 ," - 可以抑制突
[ $] 触后电位 。促进神经细胞和神 经胶质细胞生 成
A2=@ 来调 节神经 系统功 能。影 响神 经内 分泌 功
( 编号 "**+ 5 FG 5 H 5 *") ! 青海大学医学院中青年科学基金项目
! ! ! 张伟 ( .E#$ I ) , 男, 汉族, 河南项城人, 主治医师, 青海大学医学院 "**$ 级硕士研究生
"E.
!" #" $% & ! ’ 在肺动脉高压中的作用 在低氧性和高肺血流量肺动脉高压形成过程中 & ! ’( )’* 体系均显著下调, &! ’ 抑制 +,’-) 低氧性 增殖, 诱导 +,’-) 低氧性 凋亡以及抑制 肺动脉胶 原蛋白的异常堆积, 缓解肺动脉高压, 促进肺血管重 建。 &! ’ 参与低氧时肺循环的调节, 低氧对大鼠的
在冠心病中的作用冠心病患者血浆含量明显降低可能与冠脉血管病变程度相关并与冠心病危险因素吸烟高血压高血糖相关5对休克的调节作用在盲肠结扎和穿刺致败血症休克及内毒素注射致内毒素休克的大鼠模型中各种血管组织生成量都显著升高且与血压和心功能指标以及低血糖呈显著负相关可能是由于内毒素细胞因子等致炎因素激活血管壁细胞及炎症细胞内气体分子合成酶大量合成和释放具有强扩血管作用的气体信号分子产生低血压导致微循环障碍
[.*] 在胃肠道作用类似 。
成, 在体内以气体 ," - 和 )9,- 两种形式存在, ," 与 )9,- 之间可相互转化, 形成一种动态平衡, 以维 持 , " - 在体内的稳定, 不改变内 环境 :, 值 水平。 内源性 , " - 主要通过形成硫酸 盐或硫代硫酸盐而

硫化氢治疗脑缺血再灌注损伤的研究进展

硫化氢治疗脑缺血再灌注损伤的研究进展

・综述・ 硫化氢治疗脑缺血再灌注损伤的研究进展张翀余丹【摘要】硫化氢既是一种内源性气体信号分子,又是神经保护剂。

缺血再灌注是脑血管疾病,尤其是脑梗死病理过程中重要的一环,它会加重脑损害。

近十几年来,研究者们对硫化氢的生理作用研究得如火如荼。

部分研究发现:硫化氢可以通过多种途径减轻脑缺血再灌注损伤,本文对硫化氢治疗脑缺血再灌注损伤的相关机制进行了综述。

【关键词】 硫化氢; 脑缺血再灌注; 抗炎; 抗氧化应激; 抗凋亡Progress of hydrogen sulfide in cerebral ischemia-reperfusion injury Zhang Chong, Yu Dan.Department of Neurology, Affiliated of Haikou Hospital of Xiangya Medical College of Central SouthUniversity, Haikou 570208, ChinaCorresponding author: Yu Dan, Email: yudanyuyue@【Abstract】Hydrogen sulfide (H2S) is an endogenous gaseous signal molecule and neuroprotectant.Ischemia-reperfusion is a vital element during the pathological process of cerebrovascular diseases,especially the cerebral infarction. In recent years, researchers pay much attention to the physiological roleof H2S. Some studies indicate that H2S is able to attenuate cerebral ischemia-reperfusion injury throughmultiple pathway. This review focused on mechanisms of H2S treating cerebral ischemia-reperfusioninjury.【Key words】 Hydrogen sulfide;Ischemia-reperfusion;Anti-inflammation;Resistance tooxidative stress;Anti-apoptosis缺血性脑卒中是世界公认的高致残率和高致死率的疾病,其约占全部脑卒中的80%。

硫化氢在炎症和自噬等病理中作用与机制的研究进展

硫化氢在炎症和自噬等病理中作用与机制的研究进展

收稿日期:2019-05-08㊀㊀㊀㊀修回日期:2019-05-30作者简介:周骊(1994-)ꎬ男ꎬ兰州大学生命科学学院2017年级硕士研究生.E ̄mail:595929113@qq.com通信作者:林昌俊(1976-)ꎬ男ꎬ副教授ꎬ硕士生导师.研究方向:细胞生物学与细胞生物物理学.E ̄mail:linc@lzu.edu.cnꎻ周鹏(1963-)ꎬ男ꎬ研究员ꎬ博士生导师.研究方向:分子生物学及抗病基因工程.E ̄mail:zhp6301@126.com第10卷第2期热带生物学报Vol.10No.22019年6月JOURNALOFTROPICALBIOLOGYJun 2019㊀㊀文章编号:1674-7054(2019)02-0208-07硫化氢在炎症和自噬等病理中作用与机制的研究进展周㊀骊1ꎬ林昌俊1ꎬ周㊀鹏2(1.兰州大学生命科学学院生物物理研究所ꎬ兰州730000ꎻ2.中国热带农业科学院热带生物技术研究所ꎬ海口571101)摘㊀要:硫化氢(H2S)是一种内源性气体信号分子ꎬ常常与一氧化碳和一氧化氮协同作用ꎬ在血管生成㊁神经活动㊁葡萄糖代谢㊁抗氧化和炎症反应等调节功能中发挥着重要作用ꎮ由于内源H2S代谢异常与许多疾病如癌症㊁高血压㊁糖尿病和神经退行性疾病等有关ꎬ因此ꎬ调控内源H2S的量对于治疗H2S相关的疾病以及临床上的研究具有重要意义ꎮ笔者重点综述了近年来H2S供体来源和H2S在炎症㊁自噬等相关病理方面的研究进展ꎬ以及内源H2S量精确化潜在的研究方式ꎬ同时对H2S研究前景和发展方向作了展望ꎮ关键词:硫化氢(H2S)ꎻ硫化氢供体ꎻ炎症ꎻ自噬ꎻ近红外荧光探针中图分类号:R36㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀DOI:10.15886/j.cnki.rdswxb.2019.02.018硫化氢(HydrogensulfideꎬH2S)最初被认为是一种有毒气体ꎬ因此ꎬ人们忽视了其所发挥的细胞保护作用[1]ꎮ近年来的研究认为ꎬH2S是一种普遍存在的小气体信号分子ꎬ并与一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一起加入到被称为气体传递的信号分子群中ꎬ在许多生理过程中发挥着重要作用ꎬ如具有舒张血管㊁降压㊁抗凋亡㊁抗炎㊁抗氧化应激等多种生理功能ꎬ尤其对细胞的保护作用越来越受到重视[2]ꎮ目前ꎬH2S的抗炎和自噬中作用是研究热点ꎮ笔者在前人研究的基础上ꎬ综述了内源H2S及其供体在炎症和自噬作用方面的最新进展ꎬ并进一步讨论了内源H2S检测的精确化方式ꎮ1㊀内源性H2S及其供体H2S存在于哺乳动物的各种组织中ꎬ包括心血管系统㊁消化系统㊁大脑等ꎮ半胱氨酸的脱硫水合作用被认为是哺乳动物H2S的主要来源ꎮ哺乳动物组织中的胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionine ̄γ ̄lyaseꎬCSE)㊁胱硫醚-β-合酶(cystathionine ̄β ̄synthaseꎬCBS)和3-巯基丙酮酸硫基转移酶/半胱氨酸氨基转移酶(3 ̄mercaptopyruvatesulfurtransferasewithcysteineaminotransferaseꎬ3 ̄MST/CAT)催化产生了大部分的内源性H2SꎮCBS主要存在于中枢神经系统和肝脏中ꎬCSE主要负责心血管系统H2S的生成ꎮ内源性H2S产生的途径如图1所示ꎮ3 ̄MST主要位于线粒体中ꎬ与半胱氨酸氨基转移酶(CysteineaminotransferaseꎬCAT)协同产生[3]ꎮ这些内源产生的H2S酶浓度普遍较低ꎬ其生物学功能难以被准确识别ꎮ因此ꎬ在细胞和动物研究中ꎬH2S的外源性传递有助于探索其生理作用ꎮ在研究中通常通过外源的H2S供体提供底物从而产生内源H2S来发挥其作用ꎬ因此ꎬ寻找一种适用于实验研究的H2S供体是目前的研究热点ꎮ当前最常使用的外源H2S供体是硫化氢钠(SodiumhydrogensulfideꎬNaHS)ꎬ这是一种方便使用和容易获得的H2S供体ꎬ价格也十分便宜ꎬNaHS溶于水就能快速地释放H2Sꎬ在抗炎㊁抗氧化㊁神经保护等方面发挥重要作用ꎮ图1㊀哺乳动物细胞内源性H2S生成途经Fig.1㊀EndogenousH2SgenerationofmammaliancellsYU等[4]报道了将NaHS作为H2S的外源供体对模拟局灶性脑缺血/再灌注(I/R)诱导的脑损伤的氧和葡萄糖剥夺(OxygenglucosedeprivationꎬOGD)损伤神经元的影响ꎬ其结果显示ꎬNaHS对早期和老年海马神经元OGD诱导的神经元损伤具有明显的保护作用ꎮLIN等[5]也使用NaHS作为H2S的供体对处在高糖(HG)情况下的人脐静脉内皮细胞(HumanumbilicalveinendothelialcellsꎬHUVECs)进行处理ꎬ结果显示ꎬ外源性H2S通过抑制坏死ꎬ保护HUVECs免受HG诱导损伤ꎮZHEN等[6]的研究中同样使用了NaHS作为H2S的供体来促进肝细胞癌细胞生长ꎬ为外源性H2S通过激活转录3(STAT3)-环氧合酶-2(COX ̄2)信号通路ꎬ促进PLC/PRF/5细胞增殖和迁移ꎬ起到抑制细胞凋亡的作用ꎮ但由于其释放速度快和稳定性差ꎬ对实验结果可能会有所影响ꎬ而且配置完成也不能长期保存ꎮ对于NaHS上的这些缺陷ꎬ许多研究者使用了GYY4137这种较稳定的H2S供体ꎬ虽然价格比NaHS昂贵ꎬ但可以缓慢㊁稳定地释放H2Sꎬ并且持续时间很长ꎬ实验数据较稳定ꎬ而且可重复性较高ꎮZHOU等[7]的研究发现ꎬH2S供体GYY4137可以通过下丘脑弓状核硫酰化ꎬ来增加小鼠摄食量ꎬ从而增加神经肽的产生ꎬ提高ARC中蛋白硫氢化水平㊁AMPK和CaMKKb的活化ꎮSIMONE等[8]的研究结果表明ꎬC57BL/6N小鼠提前接受GYY4137ꎬ能减轻LPS刺激下的急性肺损伤ꎬ并抑制了Hoxb8中性粒细胞中MIP ̄2和活性氧的释放ꎮMilicaLazareviᶄc[9]用干扰素和脂多糖刺激BV2小胶质细胞ꎬGYY4137预处理能抑制肿瘤坏死因子ꎬ但不影响白介素-6的产生ꎬ同时还下调了BV2细胞的炎症特性ꎬ但增加了它们产生ROS的能力ꎮ虽然GYY4137实验数据稳定性明显优于快速释放的H2S供体ꎬ但根据自身实验的需求来选择使用H2S供体十分的重要ꎬ相同的实验条件下ꎬ不同的H2S供体产生的效果也不尽相同ꎮ快速释放的H2S供体Na2S能降低大鼠血压ꎬ而缓慢释放的H2S供体GYY4137不会降低大鼠血压ꎬ在血浆生理pH下ꎬ供体Na2S能快速生成H2S来产生降低血压的功能ꎬ而供体GYY4137则无法正常产生H2S[10]ꎮ除了最常见的几种H2S供体外ꎬ也有不少研究者选择使用新型合成的H2S供体ꎬ它们是一个含硫结构(ADT ̄OH)与不同药物的母体相连接组成的复合物(图2)ꎬ以尝试满足实验上的需要ꎮJK ̄1是一种新型的pH控制H2S供体ꎬ它可以在弱酸性pH下释放H2Sꎬ从而抑制胃内的炎症及病变ꎬ减少氧化损伤ꎬ保护胃粘膜免受阿司匹林引起的损伤[11]ꎮ植物中也存在能提902㊀第2期㊀㊀㊀㊀周㊀骊等:硫化氢在炎症和自噬等病理中作用与机制的研究进展图2㊀GYY4137和新型合成H2S供体的含硫结构Fig.2㊀Sulfur ̄containingstructureofGYY4137andnewsyntheticH2Sdonor供H2S的天然供体ꎬJURKOWSKAH等[12]发现了白芥菜种子(Sinapisalba)中存在一种天然H2S供体 4-羟基苄基异硫氰酸酯(4 ̄hydroxybenzylisothiocyanateꎬHBITC)ꎬ它能影响人神经母细胞瘤(SH ̄SY5Y)和胶质母细胞瘤(U87MG)细胞的增殖ꎬ具有抑制瘤细胞增殖的作用ꎮ在H2S供体的研究中ꎬ还需将内源硫化氢与外源的硫化氢的研究相结合ꎮ通常情况下ꎬ内源的H2S缺乏时ꎬ可以补充外源的H2S供体ꎬ再通过内源H2S生成酶合成内源的H2SꎮWU[13]研究发现ꎬ在d-半乳糖诱导的小鼠衰老模型中ꎬ肝脏和肾脏内源性H2S出现缺乏时ꎬ在给予NaHS(外源H2S供体)的条件下ꎬ产生内源H2S的酶表达量增加ꎬ结果表明ꎬ外源性H2S通过诱导内源性H2S和NO生成以及降低氧化应激ꎬ可部分挽救衰老相关的功能障碍ꎮZHANG[14]的研究表明ꎬ外源的H2S供体恢复了野百合碱诱导的内源性H2S产生的不足ꎬ通过亚硫化氢AAT1和AAT2逆转了内源性SO2/AAT通路的上调ꎬ减轻了内皮细胞的炎症ꎮH2S与细胞毒性增加㊁线粒体损伤和抗氧化能力等相关联ꎬ还对炎症㊁自噬㊁衰老㊁癌症等症状起着调节作用[15]ꎬ这些都有可能成为研究H2S的方向ꎮ综上所述ꎬH2S具有抗炎症㊁抗氧化㊁促进血管生成㊁通路调节等诸多方面的作用ꎬ故众多学者将H2S作为治疗靶点来研究ꎬ以期挖掘H2S在病理及临床上的作用ꎬ以及进一步将H2S作为改善的治疗药物来考虑临床应用ꎮ2㊀H2S与炎症大量的研究表明:H2S在不同情况下可以具有抗炎症或者促炎症的作用ꎬ通常情况下是低浓度下抑制炎症ꎬ而高浓度下促进炎症ꎮ根据H2S作用的部位不同效果也不尽相同ꎬH2S生成的速率的快慢也同样会影响其效果ꎮ目前ꎬ对于H2S的研究大多集中于H2S的抗炎症的作用上ꎬMARK[16]将2种不同的外源H2S供体(快速释放H2S的供体NaSHꎬ缓慢释放H2S的供体GYY4137)作用于慢性阻塞性肺病种质细胞ꎬ结果显示ꎬ内源性和外源性H2S都可以抑制FCS诱导的人种质细胞的增殖和细胞因子的释放ꎬ并抑制了ERK-1/2和p38有丝分裂原激活蛋白激酶(MitoticactivatorproteinkinaseꎬMAPKs)的FCS刺激磷酸化ꎬ从而表现出明显的抗炎反应ꎮSIMONE[17]用H2S预处理限制炎症的方式来防止呼吸机诱导的肺损伤ꎬH2S不影响细胞因子和中性粒细胞的积累ꎬ而活性氧(ReactiveoxygenspeciesꎬROS)的形成被阻止ꎬ证明了H2S预处理可以通过抑制ROS的形成从而改善炎症ꎬ以时间依赖性的方式防止肺损伤ꎮZHAO[18]等的研究表明ꎬ颅内出血后大脑内源性H2S的生成明显下降ꎬ这可能是脑H2S生成酶CBS减少的结果ꎬ通过外注入NaHS抑制P2X7R/NLRP3的炎性小体信号级联ꎬ减轻了脑内的炎症反应ꎮHASSAN[19]通过切除5/6的肾来引起严重的肾损伤模拟肾脏功能障碍ꎬ然后使用NaHS来治疗改善肾脏中的抗氧化平衡并减少炎症的发生ꎮ近年来ꎬ也有大量的研究将H2S与不同产生炎症的通路联系起来ꎬ通过H2S作为气体信号分子来研究通路对病理上的作用ꎮ研究较多的是炎症中H2S通过Nrf2和NF ̄kB这2条通路来抑制炎症反应(图3)ꎮMAGIEROWSKIM[20]已经证明了H2S通过Nrf ̄2/HO ̄1通路减轻了萘普生药物的副作用ꎬ降低了其对胃部的毒性和减轻了胃黏膜的损伤ꎬ并调节了全身的炎症ꎮZHANG等[21]报道了脂多糖(LPS)处理后大鼠的L6012热带生物学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年㊀图3㊀H2S通过NF ̄KB和Nrf2途径来抑制炎症反应Fig.3㊀H2SinhibitsinflammatoryresponsethroughNF ̄KBandNrf2pathways细胞H2S水平下降并产生了炎症和凋亡ꎬ在使用H2S后ꎬ提高了LPS处理的L6细胞的增殖和存活能力ꎬH2S通过丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)信号通路降低ROS诱导细胞凋亡和H2S通过NF ̄KB信号通路缓解了LPS介导的炎症ꎮCHEN等[22]的研究表明ꎬNaHS可改善肾功能和肾组织病理改变ꎬ减轻LPS诱导的炎症和氧化应激ꎬ抑制TLR4ꎬNLRP3和caspase ̄1的表达ꎬ认为内源性H2S参与了急性肾损伤的发病机制ꎬ外源性H2S通过TLR4/NLRP3信号通路抑制炎症和氧化应激ꎬ对脂多糖诱导的急性肾损伤起到保护作用ꎮLIU等[23]的研究结果表明ꎬH2S的扩增释放不仅与抑制肠道运动有关ꎬ还与促进炎症有关ꎬ并证明了PI3K/Akt/Sp1信号在重症急性胰腺炎中起促进炎症作用ꎬ通过PI3K/Akt/Sp1信号通路的活化促进了H2S的产生ꎬ进一步加重重症急性胰腺炎ꎮH2S主要作用于胰腺ꎬ而影响了整个肠道生理功能ꎬ说明H2S作用的部位与产生影响的部位不完全一致ꎮ若是可以通过更为精确的方式来测定H2S的含量和位置ꎬ则能更好地研究H2S的作用ꎮ3㊀H2S与自噬近年来ꎬ有大量的研究转向H2S在自噬上作用ꎮ自噬是一个进化上保守的过程ꎬ也是维持细胞内稳态的关键机制ꎮ自噬与受损或不必要的蛋白质和细胞器的降解和循环有关ꎬ以促进细胞在应激条件下的生存ꎮ损伤细胞器可通过自噬作用清除ꎬ保留其功能ꎬ抑制线粒体ROS的产生[24]ꎮ自噬通过溶酶体驱动的降解来刺激ꎬ以应对各种细胞外和细胞内的压力ꎬ包括营养和生长因子的缺乏ꎮ过度的自噬活性也可能导致Ⅱ型程序性细胞死亡ꎬ促进疾病的发生[25]ꎮ自噬通常也是通过许多的信号通路来进行调控的ꎬ而H2S作为气体信号分子在其中充当了重要的角色ꎮ在H2S调节细胞自噬分子机制的研究中ꎬAkt和MAPK信号通路㊁AMPK(图4)和p53信号通路显得十分重要[26]ꎮ目前ꎬ大多数研究者将目光放在H2S是图4㊀H2S通过AMPK途径调控自噬Fig.4㊀H2ScontrolautophagythroughAMPKpathway112㊀第2期㊀㊀㊀㊀周㊀骊等:硫化氢在炎症和自噬等病理中作用与机制的研究进展212热带生物学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年㊀否能通过抑制或者促进自噬的方式保护组织免受损伤ꎮH2S对于自噬作用于肝脏中ꎬ可以抑制细胞凋亡和促进自噬通路来改善肝脏的损伤ꎮSUN等[27]的实验验证了H2S通过AMPK ̄mTOR通路刺激肝脏自噬通量ꎬ降低血清肝甘油三酯(TG)水平ꎬ改善非酒精性脂肪肝(NAFLD)的假说ꎬ证明H2S可以通过AMPK㊁mTOR通路激活肝脏自噬ꎬ从而降低血清TG水平ꎬ改善NAFLDꎮH2S可通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路ꎬ从而影响肝癌细胞系HepG2和HLE细胞的多种生物学功能ꎬH2S可以诱导细胞凋亡ꎬ抑制细胞周期和增殖ꎬ阻断细胞迁移ꎬ在低浓度下H2S可以刺激细胞增殖ꎬ但高浓度H2S会抑制细胞增殖[28]ꎮ在肝脏保护的研究中ꎬH2S也可以通过调节抑制自噬从而发挥保护作用ꎬCHENG等[29]的研究发现ꎬ缺血/再灌注性肝炎中肝细胞的死亡通过Bax和Bcl ̄2蛋白作用来调控ꎬH2S预处理能使Bax和Bcl ̄2之间的平衡趋于正常ꎬBcl ̄2上调ꎬBax下调ꎬ并验证了H2S通过抑制JNK通路减少自噬ꎬ改善了肝炎ꎮ在神经的保护中ꎬ将H2S作为一种神经调节物质和神经保护剂ꎬH2S通过调节自噬从而发挥保护作用ꎮLI[30]探讨了外源性H2S对脊髓缺血/再灌注损伤的影响及其机制ꎬ其研究结果表明ꎬH2S预处理也下调了miR ̄30c表达ꎬ上调了Beclin ̄1和LC3II在脊髓中的表达ꎮ在I/R损伤大鼠模型中ꎬ预处理前使用自噬抑制剂可以消除H2S对脊髓的保护作用ꎬ证明了H2S可以作为神经保护剂ꎬ通过激活miR ̄30c依赖性信号通路中的自噬来治疗I/r诱导的脊髓损伤ꎮXIE等[31]通过主动脉弓闭塞建立脊髓缺血再灌注大鼠模型ꎬH2S通过akt-哺乳动物雷帕霉素(mTOR)通路的靶点ꎬ降低SCIR损伤中的氧化应激ꎬ显著抑制了自噬细胞的死亡ꎬ氧化应激诱导自噬细胞死亡ꎬH2S通过减少SCIR中的氧化应激发挥神经保护作用ꎮ在ZHANG等[32]的研究中ꎬH2S预处理逆转外伤性脑损伤(TBI)诱导的caspase ̄3的分裂和Bcl ̄2的下降ꎬ抑制LC3 ̄IIꎬBeclin ̄1和Vps34激活ꎬ并维持了TBI后损伤皮质和海马的p62水平ꎬ表明H2S对脑损伤的保护作用和治疗潜力ꎬ对TBI的保护作用可能与调节细胞凋亡和自噬有关ꎮ4㊀H2S与荧光探针对于H2S而言ꎬ其生成部位和作用的部位不一定一致ꎬ并且内源性H2S浓度普遍较低难以精确测定其含量ꎮ通常检测的方式只能控制外源H2S供体的量ꎬ并不能精确定位H2S作用部位和生成量的大小ꎬ故今后的研究需将现有的文献报道的新型特异性H2S荧光探针与H2S研究相结合起来ꎬ使得H2S作用的相关研究更为精确化ꎮH2S作用于细胞实验和动物实验上可能存在一些异同ꎬ动物体是一个整体ꎬ可能存在不同组织之间的相互影响ꎬ从而影响H2S作用于某一个组织的功能ꎬ若能精确定位可以排除其他的干扰ꎬ减少不同研究者所进行研究的差异ꎮZHANG等[32]研制了一种新型的近红外(NIR)荧光探针ꎬ用于在小鼠的体内检测内源性H2Sꎬ在结肠直肠癌细胞(HCT116ꎬHT29)和小鼠肿瘤模型中ꎬ内源性H2S可以快速且有选择性地通过体内注射荧光探针来检测ꎬ在低毫摩尔浓度的H2S测定下ꎬ证明探针敏感度十分的高ꎮ在向小鼠腹腔注射外源H2S供体和探针后ꎬ可以明显观察到肾脏和肝脏有荧光产生ꎮ小鼠注射不同数量的HT29细胞ꎬ用探针注射24h后对癌细胞进行成像ꎬ可以观察到癌细胞中产生荧光ꎬ荧光强度与H2S浓度有关ꎮ这种测定方法具有高度的灵敏性㊁选择性和活体成像的功能ꎬ能识别和定量检测H2Sꎬ对于生物医学研究具有重要的意义ꎮ5㊀展㊀望虽然H2S供体具有多种选择并且简单易得ꎬ但H2S供体的精准选择对实验的结果有重要影响和密切关系ꎬ因此ꎬ必须对H2S供体作进一步地挖掘和验证ꎮ内源性或者外源性H2S在一定范围内能够减轻炎症㊁癌症㊁氧化和心血管方面的损伤并能改善机体ꎬ若将临床研究与基础研究联系起来ꎬ可以更好地发挥H2S潜在的功效ꎮ有关H2S在机体生理病理方面的研究较多ꎬ但对其研究结果存在着不同甚至相反的结论ꎬ这与H2S供体和H2S气体自身的不稳定性有一定的关系ꎬ因此ꎬ将H2S进行准确定量具有重要的意义ꎮ将能够准确对H2S进行定量的荧光探针与H2S研究相结合ꎬ对今后H2S在体内外的生理㊁病理作用研究或许有更大的利用空间ꎮ如何让功能强大的H2S更好地发挥潜力ꎬ有待于对H2S的作用及其机制作进一步的研究ꎮ参考文献:[1]SAJIDAꎬAAMIRNꎬSHAGHEFEꎬetal.Effectsofhydrogensulfideonpostharvestphysiologyoffruitsandvegetables:Anoverview[J].ScientiaHorticulturaeꎬ2019ꎬ243:290-299.[2]YANGQꎬLIDH.ProgressandprotectiveeffectofH2Sonthepathogenesisofdiabeticretinopathy[J].InternationalJournalofOphthalmologyꎬ2014(1):67-70.[3]YANGCTꎬCHENLꎬXUSꎬetal.RecentDevelopmentofHydrogenSulfideReleasing/StimulatingReagentsandTheirPo 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硫化氢

硫化氢

摘要:内源性气体信号分子的发现开辟了“废气不废”的新思路。

硫化氢(hydrogen sulfide, H2S)是继一氧化氮(nitricoxide, NO)和一氧化碳(carbon monoxide, CO)之后的气体信号分子家系新成员。

近年来,人们对H2S 的内源性生成、生物学效应及其机制,特别是其在心血管、神经、呼吸、内分泌等系统的疾病发生、发展过程中的病理生理学意义进行了广泛研究。

本文综述了近年来H2S 相关基础、临床以及药学研究方面的进展,包括H2S 对细胞增殖和凋亡、炎症反应、血管新生及离子通道的调节作用,H2S 在各种系统疾病发病中的调节作用,H2S 供体及其在药学领域的研究进展。

关键词:硫化氢;增殖;凋亡;炎症反应;血管新生;离子通道正文:早在上世纪80 年代中期以前,人们通常认为一氧化氮(nitric oxide, NO)和一氧化碳(carbon monoxide,CO)均为废气,是大气主要污染物。

随后,科研人员逐步发现,机体中可以内源性产生NO 和CO,而且这些结构简单的无机小分子在复杂的生命活动中发挥着重要的调节作用,由此开创了“气体信号分子”这一崭新的科学领域,同时也开启了“废气不废”的崭新思路。

与NO 和CO 相似,硫化氢(hydrogen sulfide, H2S)也曾经被人们视为是一种具有臭鸡蛋气味的废气以及大气污染物,但是,在哺乳动物、鱼类乃至无脊椎动物体内,都可以生成内源性H2S 气体,而且H2S 参与学习和记忆的调节,发挥类似神经递质的中枢调节作用。

生理浓度的H2S 可直接或与NO 协同舒张血管、降低血压,对心脏具有负性肌力作用。

更为重要的是,H2S 具有重要的心血管病理生理学意义,由此提出了H2S 是心血管功能调节的新型气体信号分子的概念[1]。

目前,大量实验资料证实H2S 在心血管、神经、消化、呼吸、内分泌、血液、泌尿系统以及免疫系统中都具有广泛的生物学效应,参与多器官、组织功能和代谢调节,是继NO 和CO 之后发现的第三种气体信号分子。

硫化氢和同型半胱氨酸在动脉粥样硬化病变中的研究现状

硫化氢和同型半胱氨酸在动脉粥样硬化病变中的研究现状

硫化氢和同型半胱氨酸在动脉粥样硬化病变中的研究现状刘会娟;周春阳【摘要】动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)性病变是目前世界上心血管疾病的发生率与死亡率高的首位原因,严重危害人们的生命健康安全.动脉粥样硬化主要累及大中动脉,是一种慢性复杂的累进型病理过称.高同型半胱氨酸血症(Hyperhomocysteinemia,HHcy)是动脉粥样硬化形成的独立危险因子,它可以通过转硫基作用等转化成硫化氢,但是其致病机制尚未完全阐明.近年来,硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)因其在心血管健康和内稳态调节平衡方面的诸多积极性作用而受到重要关注.新近研究发现H2S在动脉粥样硬化病变过程中发挥重要作用.AS的发生发展与同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)和H2S存在一定的内在联系,本文拟对此方面的研究和认识作一综述.【期刊名称】《川北医学院学报》【年(卷),期】2012(027)006【总页数】5页(P547-551)【关键词】同型半胱氨酸;硫化氢;动脉粥样硬化;胱硫醚-β-合成酶;胱硫醚-γ-裂解酶【作者】刘会娟;周春阳【作者单位】川北医学院药学院,川北医学院药物研究所,四川南充637007;川北医学院药学院,川北医学院药物研究所,四川南充637007【正文语种】中文【中图分类】R543动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)性病变是目前世界上心血管疾病的发生率与死亡率高的首位原因,严重危害人们的生命健康安全。

动脉粥样硬化的特点是受累动脉的病变从内膜开始,先后有多种病变合并存在,包括局部有脂质和复合糖类积聚、纤维组织增生和钙质沉着形成斑块,并有动脉中层的逐渐退变,继发性病变尚有斑块内出血、斑块破裂及局部血栓形成(称为粥样硬化-血栓形成,atherosclerosis-thrombosis)。

到目前为止,AS的发病机制尚未最后阐明。

学说很多,如脂质浸润学说、平滑肌突变学说、炎症学说、内皮损伤学说、单核-巨噬细胞作用学说等。

硫化氢对异丙肾上腺素所致早后除极和触发活动的影响

硫化氢对异丙肾上腺素所致早后除极和触发活动的影响

硫化氢对异丙肾上腺素所致早后除极和触发活动的影响刘慧霞【摘要】目的探索硫化氢对异丙肾上腺素所致豚鼠乳头肌早后除极及触发活动的影响.方法应用细胞内玻璃微电极技术记录豚鼠乳头肌动作电位,用异丙肾上腺素诱发早后除极和触发活动,观察硫化氢对早后除极和触发活动的影响.结果 1)含异丙肾上腺素(50 nmol/L)的K-H液灌流可引起豚鼠右心室乳头肌产生早后除极并出现触发活动,有时触发活动会出现持久的节律性活动.2)NaHS(100、200μ mot/L)预处理可显著降低异丙肾上腺素诱发的早后除极波幅及发生率和触发活动的发生率(**P <0.01),NaHS 200μmol/L还明显延长早后除极的潜伏期(*P<0.05).结论硫化氢抑制异丙肾上腺素所致早后除极及触发活动的发生.【期刊名称】《菏泽医学专科学校学报》【年(卷),期】2013(025)001【总页数】3页(P1-3)【关键词】硫化氢;早后除极;触发活动【作者】刘慧霞【作者单位】菏泽医学专科学校,山东菏泽274000【正文语种】中文【中图分类】R542.2;R331.31早后除极(early afterdepolarization,EAD)发生在动作电位(action potential,AP)尚未结束前,是在AP复极2相或3相过程中出现的膜电位的瞬时性或振荡性改变,常伴随AP时程的延长。

当EAD幅度>10mV时,形成非驱性AP,称为触发活动(Triggerd activity, TA)。

许多临床和实验室研究均表明EAD和TA在QT间期延长中发挥重要作用[1],导致长QT间期综合征,由此引起人们对EAD研究的高度重视。

硫化氢(H2S)作为继一氧化氮(nitric oxide,NO)、一氧化碳(CO)之后的第三种新型内源性气体信号分子,它不但可以在体内内源性的产生,并发挥重要的生理调节功能[2-4]。

研究发现它对于整个心血管系统的调节具有重要的作用。

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