论文摘要
硫化氢（H2S）是一种无色有臭鸡蛋味的气体,大量吸入会导致中毒。但是很多种哺乳动物细胞自身能产生H2S,如实验大鼠血液中H2S浓度达到46μmol/L。体内的H2S主要通过含硫氨基酸代谢产生,胱硫醚-β-合酶（cystathionineβ-synthase,CBS）和胱硫醚-γ-裂解酶（cystathionineγ-lyase,CSE）是两个能分解L-半胱氨酸产生硫化氢的酶。CBS主要存在于神经系统,对于心血管组织,内源性H2S则主要通过CSE的催化产生。研究发现在心血管系统中,H2S能开放ATP敏感的钾离子(KATP)通道,使血管平滑肌舒张,降低血压;体内H2S生成减少与自发性高血压的形成有密切关系;外源性给予H2S能有效保护心肌的缺血性损伤。由于H2S是一种小分子量的气体分子,能穿透细胞膜直接起效,在体内产生并受内源性关键酶的调节,生理浓度时有明确的功能并能被外源性气体模拟,H2S成为继一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO）后的第三个气体信号分子。血管新生是指在原有血管床基础上长出新的血管,存在于组织生长发育和修复过程中,肿瘤生长也与其关系密切,因而调节血管新生具有重要的临床应用价值。我们实验室近期研究表明,内皮细胞上存在CSE的表达,生理浓度H2S不同程度地促进了细胞的粘附、迁移和管腔形成能力,使整合素α2β1的表达增强,Akt磷酸化呈时间和浓度依赖性增加。这是国际上第一篇关于H2S促进血管新生作用的研究论文。本文作者在该论文中分工研究H2S对迁移的影响。本文包括了该论文中已报道的结果和进一步研究的内容。已知H2S能促进C57小鼠Matrigelplug模型以及鸡胚绒毛膜尿囊（CAM）模型中的血管新生,但是在体内缺血情况下,H2S是否能促进血管新生,并改善缺血区血供,目前尚未见报道。因此通过我们对整体缺血模型中H2S作用的研究,将更深入地认识这个新的气体信号分子,对其促血管新生作用的应用前景也将逐步明朗。首先,建立了多种内皮细胞迁移模型,从不同的角度论证H2S对内皮细胞迁移过程的影响。我们先后采用划痕损伤修复、跨膜迁移和单细胞实时动态3种方法,观察到10和20μmol/L的H2S供体硫氢化钠（NaHS）促进单层内皮细胞划痕损伤修复、促进内皮细胞跨膜迁移和促进单个内皮细胞运动的作用。接着采用内皮细胞肌动蛋白骨架荧光染色法,观察到1和10μmol/L的NaHS能促进内皮细胞骨架重排,肌动蛋白多聚化后形成明显的横贯细胞的应力纤维。进一步地,我们使用10μmol/L的格列苯脲（glibenclamide）阻断KATP通道或10mmol/L的炔丙基甘氨酸（DL-propargylglycine,PAG）抑制CSE活性（从而阻断内源性H2S的产生）,观察到H2S促进内皮细胞跨膜迁移的作用被阻断,肌动蛋白多聚化倾向也削弱了。说明H2S促进内皮细胞迁移和骨架重排的作用同细胞膜上KATP通道的开放有关,内源性H2S参与对内皮细胞迁移的调控。然后,建立了大鼠一侧下肢缺血模型,并成功利用该模型研究H2S在体内缺血情况下是否能促进血管新生,并改善缺血区血供。不同浓度NaHS（10,50以及200μmol/kg/d）和CSE质粒肌肉注射的治疗作用在造模28天后通过以下四种指标进行评价:1)缺血区域血流量;2)缺血下肢肌肉形态学研究;3)毛细血管密度定量以及4)髂动脉血流量和最大血管舒张储备。运用荧光微球法比较患侧和健侧肌肉的区域血流量,结果显示50μmol/kg NaHS腹腔注射以及肌肉注射CSE质粒均能显著改善缺血区血供。HE染色也表明NaHS腹腔注射组和CSE质粒肌肉注射组的肌肉形态基本正常,肌纤维间可见较多血管。用CD31免疫组化染色法观察腓肠肌横截面毛细血管密度,结果显示50μmol/kg NaHS腹腔注射以及肌肉注射CSE质粒均能增加缺血下肢肌肉毛细血管密度。采用超声多普勒血流仪,比较患侧和健侧的髂动脉血流量以及最大血管舒张储备,结果显示50μmol/kg NaHS腹腔注射以及肌肉注射CSE质粒能部分恢复缺血下肢的最大血管舒张储备。以上结果说明H2S通过促进缺血情况下的血管新生,发挥其改善缺血区血供的作用。最后,我们初步探讨了内皮细胞和心脏组织块的立体培养方法,提供了一系列更好地模拟体内情况的体外模型,为今后进一步研究H2S的作用机制打下基础。总之,我们在实验中发现H2S能促进内皮细胞迁移和骨架重排,通过促进整体缺血情况下的血管新生,发挥其改善缺血区血供的作用。
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标签：硫化氢论文; 硫氢化钠论文; 血管新生论文; 内皮细胞论文; 细胞迁移论文; 肌动蛋白多聚化论文; 下肢缺血论文; 立体培养论文;