研究簡介:研究人員探討了硫化氫（H?S）是否通過其合成途徑參與缺氧性肺血管收縮（Hypoxic Pulmonary Vasoconstriction，HPV）的調(diào)節(jié)。HPV是一種重要的生理現(xiàn)象，指肺動(dòng)脈在低氧環(huán)境下發(fā)生收縮，以優(yōu)化血液流向氧合良好的區(qū)域。既往研究表明，H?S可能通過增加肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞中的H?S濃度來介導(dǎo)HPV，但這一假設(shè)尚未得到獨(dú)立驗(yàn)證。研究使用了6-8周齡的雄性Wistar大鼠，分離其肺動(dòng)脈（IPAs）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)中，通過改變氧濃度（0%O?或2%O?）誘導(dǎo)HPV，并觀察不同處理?xiàng)l件下的血管收縮反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，H?S的前體半胱氨酸（1 mM）顯著增強(qiáng)HPV和由前列腺素F?α（PGF?α）誘導(dǎo)的常氧性肺血管收縮（NPV），且這種增強(qiáng)作用可被H?S合成抑制劑丙炔甘氨酸（PAG，1 mM）完全阻斷。然而，在正常生理鹽水溶液（PSS）中，PAG對HPV無顯著影響，即使在補(bǔ)充了生理濃度的半胱氨酸、半胱氨酸和谷氨酸的PSS中也是如此。此外，其他H?S合成抑制劑（如氨基氧乙酸，AOAA；β-氰基丙氨酸，BCA；羥胺，HA）對NPV有顯著影響，但對HPV無明顯作用。研究還發(fā)現(xiàn)Dithiothreitol（DTT）幾乎完全抑制了HPV，而不是增強(qiáng)。通過RT-PCR檢測到大鼠肺動(dòng)脈中表達(dá)CSE和MST的mRNA，但未檢測到CBS的表達(dá)，表明H?S的合成可能主要通過CSE途徑。研究結(jié)果表明，盡管半胱氨酸可以通過CSE途徑生成H?S來增強(qiáng)HPV和NPV，但在正常條件下，HPV不依賴于H?S的合成。此外，硫代硫酸鹽可能不是HPV的H?S來源。

因此，本研究不支持H?S在HPV中作為氧感受器的角色，提示H?S和缺氧可能通過共同的機(jī)制（如增加活性氧水平）引起肺動(dòng)脈收縮，而不是通過H?S的直接合成。

Unisense微電極測定系統(tǒng)的應(yīng)用

Unisense微電極系統(tǒng)主要用于測量和記錄硫化氫（H?S）的濃度變化。Unisense的硫化氫微電極被用于檢測組織樣本（如肝臟組織）在不同實(shí)驗(yàn)條件下釋放的硫化氫水平。其具體使用過程如下描述，實(shí)驗(yàn)中的肝臟組織樣本被預(yù)孵育在無氧的Krebs溶液中，隨后加入半胱氨酸（Cysteine）或二硫蘇糖醇（DTT）等試劑。Unisense微電極系統(tǒng)用于記錄這些條件下硫化氫的釋放量。測試發(fā)現(xiàn)，1 mM半胱氨酸在無氧條件下顯著增加了肝臟組織釋放的硫化氫濃度，而這一效應(yīng)可以被丙炔甘氨酸（PAG）抑制。通過這種測量，研究人員能夠直接觀察到H?S的合成和釋放過程，并驗(yàn)證PAG是否能夠阻斷H?S的生成。并且還幫助研究者確認(rèn)了實(shí)驗(yàn)中使用的H?S合成抑制劑（如PAG）是否有效。unisense硫化氫微電極這種原位的H?S濃度測量為研究H?S在肺動(dòng)脈收縮中的作用提供了有力的證據(jù)支持。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

半胱氨酸可以通過CSE途徑生成H?S來增強(qiáng)HPV和NPV，但在正常條件下，HPV不依賴于H?S的合成。此外，硫代硫酸鹽可能不是HPV的H?S來源。因此，本研究不支持H?S在HPV中作為氧感受器的角色，提示H?S和缺氧可能通過共同的機(jī)制（如增加活性氧水平）引起肺動(dòng)脈收縮，而不是通過H2S的直接合成。硫化物合成抑制劑對HPV的收縮效應(yīng)，以及在常氧條件下，前列腺素F2α(PGF2α)激動(dòng)劑和LY83583(可在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生活性氧(ROS))藥物對大鼠肺動(dòng)脈(IPA)收縮效應(yīng)的影響。硫化物合成抑制劑BCA、AOAA和HA對收縮有明顯影響。PAG和天冬氨酸鹽對收縮沒有這些非選擇性影響，但對HPV沒有影響。