北大:氢气缓解四氯化碳诱导的慢性肝损伤

2022-03-02 16:46

论文发表在《抗氧化剂》,作者来自北京大学基础医学院人体解剖与组织胚胎学系。


慢性肝损伤是一种主要的慢性疾病。随着生活水平的提高,慢性肝损伤的发病率逐年增加,严重影响了人们的健康。慢性肝损伤具有肝脏脂肪变性、肝脏炎症、肝硬化、肝癌等一系列明显的病理特征。肝细胞脂肪变性是肝细胞损伤的早期阶段,是指肝细胞胞浆中出现超出正常生理范围的脂滴,或在细胞中出现通常不含脂肪的脂滴。肝细胞脂肪变性是一种可逆性疾病,早期治疗效果好。然而,如果任其发展,*终可能发展成肝硬化。


肝损伤可由多种内源性和外源性因素引起,如酒精、药物、四氯化碳等 ),以及代谢性疾病。四氯化碳可通过多种机制引起肝细胞损伤。在细胞色素P450的催化下,四氯化碳与周围脂质和膜蛋白反应生成卤素自由基、脂质自由基和蛋白质自由基,脂质自由基和蛋白质自由基可以和氧气反应产生更多衍生自由基。四氯化碳诱导脂质过氧化产物如4-HNE也可在细胞内产生过氧化氢,过氧化氢在金属离子催化下可产生羟基自由基。这些自由基可以直接攻击细胞中的生物大分子,如蛋白质、DNA、脂类等,对机体造成严重损害。


氢气是已知的*轻的气体。它是无色无味的,只有空气密度的1/14。氢气具有较强的还原性,在各种工业反应中主要用作还原剂,向氧化物质提供电子。在*近的实验研究中,氢气扩大了其原有的应用范围,作为一种新型抗氧化药物进入医学领域。人类的各种疾病和机体的正常衰老过程都与氧化应激产生的氧自由基密切相关。氢气在多种氧化应激疾病中发挥治疗作用,包括脑血管疾病、2型糖尿病、败血症等。


解偶联蛋白(Uncoupling proteins, UCPs)是位于线粒体内膜的一类离子载体,可介导质子泄漏并降低呼吸链的电化学梯度。在线粒体中,活性氧(ROS)的产生对细胞膜内质子动态势能的变化很敏感,解偶联蛋白-2 (UCP2)可以分散线粒体内膜电位和pH梯度,从而减少ROS的产生。这表明UCP2具有降低细胞内氧化应激的能力。 然而,UCP是否参与了氢气的抗氧化性尚不清楚。因此,本研究采用四氯化碳通过观察肝组织UCP2的表达,初步探讨氢气对肝细胞的保护机制。


作为一种小分子还原剂物质,氢气具有明显的抗氧化作用。它能选择性中和羟基自由基( OH)和过氧亚硝酸盐(ONOO ),减少氧化应激损伤。本研究旨在探讨3%氢气对四氯化碳致慢性肝损伤的影响,通过观察肝组织中解偶联蛋白2 (uncoupling protein 2, UCP2)的表达,初步探讨氢气对肝细胞的保护机制。32只大鼠被分成4组:对照组,四氯化碳组、氢气组和四氯化碳+氢气组。采用血清学、ELISA、苏木精-伊红染色和油红O染色观察氢气对四氯化碳的肝脏影响。采用免疫组织化学染色和免疫印迹法观察肝组织UCP2的表达情况。


我们发现四氯化碳可诱导肝细胞显著脂肪变性。吸入氢气后,肝细胞脂肪变性减轻,肝组织UCP2表达水平升高。这些结果提示,氢气可能上调UCP2的表达水平,减少细胞内氧自由基的生成,影响肝细胞脂质代谢,对肝细胞起保护作用。


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这个研究中真正让我感兴趣的是,在第四组,也就是正常动物吸入氢气组,发现UCP2的表达增加。这意义非常大,因为这一结果是氢气影响了正常肝脏的某个及其重要的蛋白表达。希望作者和氢气医学研究学者们进一步重复这个结果,并对产生这一影响的分子基础进行追踪。也许能找到意想不到的,大家一直希望寻找的氢气生理学效应。

Wang, J.; Cheng, Q.; Fang, J.; Ding, H.; Liu, H.; Fang, X.; Chen, C.; Zhang, W. A Preliminary Study on the Effect of Hydrogen Gas on Alleviating Early 四氯化碳-Induced Chronic Liver Injury in Rats. Antioxidants 2021, 10, 1933.

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