氢气对缺血后肠道干细胞保存作用
文章来源：admin发布日期：2023-08-18 18:29浏览次数：
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干细胞是组织修复的重要细胞学基础，干细胞减少和功能下降也是衰老的重要标志。在急性组织缺血损伤后，损伤组织中干细胞会因为氧化和炎症损伤造成减少，这非常不利于组织损伤的修复。衰老过程长期损伤因素也会缓慢导致干细胞数量的减少。氢气作为抗氧化抗炎症工具，理论上能减少急性损伤时干细胞损伤，保护干细胞，发挥保护组织损伤的作用。对于慢性损伤和衰老过程，氢气逻辑上也应该具有保护干细胞，预防因为干细胞减少和功能下降导致的组织老化。
最近日本学者发现，在肠道组织缺血再灌注时，吸入3%氢气能预防缺血再灌注后肠道内干细胞数量的下降，发挥这种保护作用的原因是氢气减少了氧化应激损伤。
该研究论文发表在《世界胃肠外科杂志》，论文作者主要来自庆应义塾大学医学院急诊与重症医学系。该大学在氢气医学生物学研究方面有非常多贡献。
Yamamoto R, Suzuki S, Homma K, Yamaguchi S, Sujino T, Sasaki J. Hydrogen gas and preservation of intestinal stem cells in mesenteric ischemia and reperfusion. World J Gastrointest Surg. 2022 Dec 27;14(12):1329-1339.
肠系膜缺血是由肠系膜动脉血流量不足以满足内脏器官的代谢需求引起的。尽管肠系膜缺血的发生率相对较低，但症状模糊导致的延迟诊断有时会导致毁灭性的并发症，如肠坏死、腹部脓毒症和死亡率。虽然通过血管内或手术干预快速再循环肠系膜血管至关重要，但当血流动力学不稳定导致肠系膜缺血时，增加动脉血流量是保存肠道的唯一方法。值得注意的是，一些患者甚至在肠系膜动脉血运重建后也会出现肠坏死。
在过去的几十年中，氢气已成为各种疾病的有吸引力的药剂，特别是需要血运重建的缺血性疾病。一些动物研究表明，氢具有抗炎作用，并减少缺血再灌注损伤期间产生的活性氧（ROS）。在脑和心肌缺血动物模型中，吸入氢气与坏死组织的减少有关。此外，一些临床研究报道，吸入氢气对急性心肌梗死和院外心脏骤停有益，这是典型的缺血再灌注损伤。
此外，对氢气安全性的研究发现，氢气可以使用简单的装置提供给患者，而不会发生任何不良事件，这表明其临床使用具有很高的可行性。虽然可能的治疗益处的生理机制尚不清楚，但最近的研究表明，氢的抗氧化作用将通过细胞信号转导引入，防止细胞凋亡。另一项研究报告称，涉及分子氢的氧化还原反应仅发生在强致死性ROS下，而不是弱或有益的ROS。
因此，由于肠系膜缺血伴血运重建是一种缺血再灌注损伤，我们旨在阐明吸入氢气作为新型无创治疗肠系膜缺血的有利效果。在这项研究中，我们检查了缺血和再灌注后肠道组织损伤的程度以及连续启动3%氢气的组织保护作用。此外，对氢靶细胞分化的几种细胞标志物进行了实质性测量，以阐明氢的病理生理机制。
Yamamoto R, Suzuki S, Homma K, Yamaguchi S, Sujino T, Sasaki J.Hydrogen gas and preservation of intestinal stem cells in mesenteric ischemia and reperfusion. World J Gastrointest Surg 2022; 14(12): 1329-1339 [PMID: 36632117 DOI: 10.4240/wjgs.v14.i12.1329]
背景： 肠系膜缺血患者即使在血运重建后也经常出现肠坏死。在各种动物和人类临床研究中，氢气通过减少活性氧，对缺血再灌注损伤显示出有希望的效果。我们检查了在连续3%氢气吸入后缺血和再灌注引起的肠道组织损伤。
方法： 3组大鼠行肠系膜动脉闭塞60 min（缺血）、60 min闭塞后60 min再灌注（再灌注）或连续3%氢气下相同持续时间的缺血再灌注。采集回肠远端。用半胱天冬酶-3和富含亮氨酸的重复G蛋白偶联5（LGR5）（肠道干细胞的特异性标志物）进行免疫荧光染色，以评估受氢保护的损伤部位和细胞类型。采用定量PCR测定LGR5、嗅觉霉素4（OLFM4）和神经源性位点缺口同系蛋白1等的mRNA表达。通过免疫染色分析组织氧化应激，以检测8-羟基-2'-脱氧鸟苷（8-OHdG）。通过血浆8-OHdG评估全身氧化应激。
图1肠黏膜损伤伴缺血再灌注损伤。A：H&E染色的组织学切片显示缺血组上皮层有皮旋钮;B：上皮层广泛性皮旋钮，绒毛尖端剥落，再灌注组毛细血管充血;C：氢气治疗轻度上皮性皮旋钮和氢基绒毛剥蚀。
结果：缺血破坏绒毛顶端的上皮层，而再灌注诱导隐窝基部细胞广泛凋亡，这些细胞被鉴定为具有双重免疫荧光染色的肠道干细胞。氢气吸入组在隐窝基部减少了这种细胞凋亡，并且氢组组织的LGR5表达高于再灌注组。OLFM4在氢组中也相对较高，而其他测量的RNA在组间相当。再灌注组的8-OHdG浓度较高，氢能降低隐窝基部的8-OHdG。
结论： 这项研究表明，吸入氢气可以保存肠道干细胞并减轻肠系膜缺血和再灌注引起的氧化应激。
