研究简介:研究人员探讨了硫化氢（H₂S）是否通过其合成途径参与缺氧性肺血管收缩（Hypoxic Pulmonary Vasoconstriction，HPV）的调节。HPV是一种重要的生理现象，指肺动脉在低氧环境下发生收缩，以优化血液流向氧合良好的区域。既往研究表明，H₂S可能通过增加肺动脉平滑肌细胞中的H₂S浓度来介导HPV，但这一假设尚未得到独立验证。研究使用了6-8周龄的雄性Wistar大鼠，分离其肺动脉（IPAs）进行实验。


实验中，通过改变氧浓度（0%O₂或2%O₂）诱导HPV，并观察不同处理条件下的血管收缩反应。研究发现，H₂S的前体半胱氨酸（1 mM）显著增强HPV和由前列腺素F₂α（PGF₂α）诱导的常氧性肺血管收缩（NPV），且这种增强作用可被H₂S合成抑制剂丙炔甘氨酸（PAG，1 mM）完全阻断。然而，在正常生理盐水溶液（PSS）中，PAG对HPV无显著影响，即使在补充了生理浓度的半胱氨酸、半胱氨酸和谷氨酸的PSS中也是如此。此外，其他H₂S合成抑制剂（如氨基氧乙酸，AOAA；β-氰基丙氨酸，BCA；羟胺，HA）对NPV有显著影响，但对HPV无明显作用。研究还发现Dithiothreitol（DTT）几乎完全抑制了HPV，而不是增强。通过RT-PCR检测到大鼠肺动脉中表达CSE和MST的mRNA，但未检测到CBS的表达，表明H₂S的合成可能主要通过CSE途径。研究结果表明，尽管半胱氨酸可以通过CSE途径生成H₂S来增强HPV和NPV，但在正常条件下，HPV不依赖于H₂S的合成。此外，硫代硫酸盐可能不是HPV的H₂S来源。


因此，本研究不支持H₂S在HPV中作为氧感受器的角色，提示H₂S和缺氧可能通过共同的机制（如增加活性氧水平）引起肺动脉收缩，而不是通过H₂S的直接合成。


Unisense微电极测定系统的应用


Unisense微电极系统主要用于测量和记录硫化氢（H₂S）的浓度变化。Unisense的硫化氢微电极被用于检测组织样本（如肝脏组织）在不同实验条件下释放的硫化氢水平。其具体使用过程如下描述，实验中的肝脏组织样本被预孵育在无氧的Krebs溶液中，随后加入半胱氨酸（Cysteine）或二硫苏糖醇（DTT）等试剂。Unisense微电极系统用于记录这些条件下硫化氢的释放量。测试发现，1 mM半胱氨酸在无氧条件下显著增加了肝脏组织释放的硫化氢浓度，而这一效应可以被丙炔甘氨酸（PAG）抑制。通过这种测量，研究人员能够直接观察到H₂S的合成和释放过程，并验证PAG是否能够阻断H₂S的生成。并且还帮助研究者确认了实验中使用的H₂S合成抑制剂（如PAG）是否有效。unisense硫化氢微电极这种原位的H₂S浓度测量为研究H₂S在肺动脉收缩中的作用提供了有力的证据支持。


实验结论


半胱氨酸可以通过CSE途径生成H₂S来增强HPV和NPV，但在正常条件下，HPV不依赖于H₂S的合成。此外，硫代硫酸盐可能不是HPV的H₂S来源。因此，本研究不支持H₂S在HPV中作为氧感受器的角色，提示H₂S和缺氧可能通过共同的机制（如增加活性氧水平）引起肺动脉收缩，而不是通过H2S的直接合成。硫化物合成抑制剂对HPV的收缩效应，以及在常氧条件下，前列腺素F2α(PGF2α)激动剂和LY83583(可在细胞内产生活性氧(ROS))药物对大鼠肺动脉(IPA)收缩效应的影响。硫化物合成抑制剂BCA、AOAA和HA对收缩有明显影响。PAG和天冬氨酸盐对收缩没有这些非选择性影响，但对HPV没有影响。