硫化氢--心血管功能调节的新型气体信号分子

硫化氢(H2S)可以在体内由半胱氨酸在胱硫脒-β-合酶(CBS)和胱硫脒-γ-裂解酶(CSE)作用下生成,可以调节神经元兴奋性.我们系统研究并证实了内源性H2S类似一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO),是参与心血管系统功能调节的新型气体信号分子.     

第三种气体信号分子硫化氢的神经保护作用研究进展

气体分子家族在人、大鼠等生物种属的体内(gaso-molecular family)主要包括一氧化氮(nitric oxide,NO)、一氧化碳(carbon monoxide,CO)以及硫化氢( hydrogen sulfide,H2S).按被发现的次序,H2S被称为是第三种气体信号分子.胱硫醚-β-合成酶(cytathiohine-β -synthase,CBS),胱硫醚-γ-裂解酶(cytathiohine-γ-lyase,CSE)及3-硫基丙酮酸硫基转移酶(3 -mercaptopyruvate sulfurtransferase,3-MST)可利用半胱氨酸生成H2S［１-3].CBS和CSE的分布呈组织特异性,CBS主要存在于中枢神经系统[1,4],而CSE则主要存在于心血管系统.在溶液中H2S分解为H+和HS-.     

内源性硫化氢与阴茎勃起

内源性硫化氢(H2S)是继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后发现的第3种气体信号分子,通过胱硫醚-β-合成酶(CBS)和胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)途径合成或产生。它通过直接作用于KATP通道、减少细胞外Ca2+的内流及与睾酮、NO、CO协同作用等方式来舒张阴茎海绵体血管平滑肌,改善血管舒张功能;还可抑制血管平滑肌细胞增殖,促进其凋亡,改善血管重构。因此,深入研究H2S在阴茎勃起调节中的作用,可为治疗勃起功能障碍(ED)提供新的途径。     

气体信号分子在低氧性肺动脉高压形成过程中的作用机制

低氧性肺血管结构重建是慢性低氧性肺动脉高压的重要病理基础,对低氧性肺动脉高压的发生、发展及转归具有重要意义.近年来研究较多的是内源性一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)/一氧化氮(NO)及血红素加氧酶(heme oxygenase,HO)/一氧化碳(CO)体系在低氧性肺血管结构重建和肺动脉高压形成中的变化规律,NOS/NO及HO/CO体系对低氧性肺血管结构重建的影响及其调节机制,以及NOS/NO与HO/CO体系在低氧性肺血管结构重建过程中的交互作用,研究结果深化了内源性气体信使分子对低氧性肺血管结构重建的调节作用及机制,进一步促进了低氧性肺动脉高压形成机制的研究进步[1].     

气体信号分子H2S、SO2在低氧性肺动脉高压中的作用

低氧性肺动脉高压(HPH)是一种以慢性低氧为诱因、以肺血管结构重建为基础的心血管系统疾病,具体的发病机制尚未完全阐明。研究者已发现一些小气体分子如一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)在调节HPH中具有重要作用。H2S、SO2是继NO和CO之后发现的新型内源性气体信号分子。本文就H2S、SO2的生成、体内分布及其在低氧性肺动脉高压中的作用进行综述。     

气体信号分子硫化氢和一氧化氮在代谢综合征大鼠心脏保护中的相互作用

目的 研究硫化氢(H2S)/胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)体系和一氧化氮(NO)/一氧化氮合酶(NOS)体系在代谢综合征(MS)大鼠心脏功能损伤中的作用及相互关系.方法 41只雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为6组:正常对照组、模型组、模型+H2S供体组、模型+CSE抑制剂组、模型+NOS抑制剂组、模型+NO供体组.对照组普通饲料喂养16周,其余5组高脂饲料喂养16周复制MS动物模型,随后4周对照组和模型组注射生理盐水、其余4组分别注射硫氢化钠(56μmol/kg)、炔丙基甘氨酸(37.5mg/kg)、N-硝基-L-精氨酸甲酯(18mg/kg)、L-精氨酸(500mg/kg)进行干预后,测定肥胖指标、血糖、血脂;采用生物信号采集系统检测心功能;比色法检测血浆、心肌H2S及NO含量,心肌CSE、结构型NOS(cNOS)及诱导型NOS(iNOS)活性;RT-PCR方法检测心肌CSE及内皮型NOS(eNOS)表达的变化.结果 与对照组相比,模型组各时间点血糖、血脂及肥胖指数升高,心功能降低(P<0.05);血浆和心肌H2S、NO含量,心肌CSE、cNOS活性,CSE、eNOS表达降低,心肌iNOS活性升高(P<0.05).与模型组相比,模型+CSE抑制剂组血浆、心肌NO含量,心肌cNOS、iNOS活性增加,eNOS表达增强(P<0.05);模型+H2S供体组心肌cNOS、iNOS活性和eNOS表达均降低(P<0.01),心功能改善(P<0.05);模型+NOS抑制剂组血浆、心肌H2S含量,心肌CSE表达均升高(P<0.05);模型+NO供体组心肌CSE活性、CSE表达降低(P<0.05),心功能改善(P<0.05).结论 H2S/CSE和NO/NOS体系在MS大鼠心脏中呈相互负性调节作用.外源性补充H2S和NO对MS大鼠心脏功能有一定保护作用.     

内源性CO与肺动脉高压的关系

上世纪 90年代中叶 ,人们发现CO可在血红素代谢过程中由血红素加氧酶 (hemeoxygenase ,HO)催化产生 ,发挥与NO相似的舒血管、抑制细胞增殖等生物学效应 ,被认为是目前体内发现的第 2种内源性气体信号分子。那么内源性CO是否与内源性NO一样在低氧性肺动脉高压的发生机制中起重要的调节作用 ,对此 ,人们进行了系统的研究。首先研究了内源性CO体系在低氧性肺动脉高压形成中的变化规律。结果发现在肺动脉高压形成的同时 ,肺动脉平滑肌细胞血红素加氧酶同工酶 - 1(HO - 1)表达上调 ,血浆和肺组织匀浆中的CO含量升高 ,并发现HO/CO体系的改…     

硫化氢的中枢心血管调节机制

硫化氢(H2S)是继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后的第3种内源性气体信号分子.研究显示H2S对神经系统、呼吸系统、消化系统和心血管系统具有调节效应,在正常生理功能和病理生理过程的调控中发挥重要生物学作用.近年来,H2S的中枢心血管调节作用逐渐引起重视,并表现出复杂的调节效果.本文主要介绍H2S对血压调节中枢相关核团的作用特点,并分析H2S在中枢心血管功能调控中的意义及其进展.     

内源性二氧化硫在心血管系统中的生物学意义

美国科学家关于内源性气体分子一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)生物学效应的研究开创了生命调节的新理论。我们近年来提出在心血管功能调节中还存在第三个气体信号分子硫化氢(H2S)[1-4],这推进了生命科学领域科学研究的进步。二氧化硫(SO2)也是一种气体小分子,以往人     

内源性一氧化氮与硫化氢在大鼠低氧性肺动脉高压中的相互作用

目的:研究一氧化氮(nitric oxide,NO)/一氧化氮合酶(nitric oxygnase, NOS)体系和硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)/胱硫醚γ-裂解酶(cystathionine-γ-lyase,CSE)体系在低氧性肺动脉高压发生机制中的作用及其相互关系.方法:将25只大鼠随机分为4组:低氧组(7只)、低氧 L-NAME组(给与NOS抑制剂Nω-硝基-L-精氨酸甲酯处理的低氧组,6只)、低氧 PPG组(给与CSE抑制剂炔丙基甘氨酸处理的低氧组,6只)和对照组(6只).低氧21 d后,测定肺动脉平均压、血浆NO及H2S含量,分别测定低氧组、低氧 L-NAME组及对照组CSE活性,应用免疫组织化学的方法检测低氧组、低氧 PPG组及对照组的肺动脉内皮细胞eNOS表达.结果:低氧21 d大鼠肺动脉平均压力明显增高,同时血浆中NO和H2S含量、肺动脉内皮细胞eNOS表达及肺组织CSE活性亦明显下降;而低氧 L-NAME组,伴随着NO含量的下降,肺动脉平均压显著上升,同时,血浆中的H2S含量及肺组织CSE活性较低氧组显著上升;在低氧 PPG组,伴随血浆H2S含量的降低,肺动脉压力显著升高,同时血浆中的NO含量及肺血管内皮细胞eNOS表达也较低氧组显著上升.结论:内源性NO/NOS体系与H2S/CSE体系在低氧性肺动脉高压中呈现相互的负性调节作用.它们既相互独立又以网络调节的方式共同参与低氧性肺动脉高压形成的调控机制.     

气体信号分子在肺动脉高压发病中的作用

肺动脉高压是临床众多心肺血管疾病发生、发展中重要的病理过程,决定疾病的进展及预后.肺动脉高压又是复杂病理过程,其发病机制迄今尚未完全阐明.气体分子一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)以其特有的可连续产生、传播迅速、效应广泛等特点对肺循环的作用与其他器官相比更具有特殊意义,并引起科学界的广泛关注,从而开创了气体信号分子这一崭新研究领域.一直被称为有毒废气的硫化氢(H2S)可在机体内源性生成,本课题组研究了H2S在心血管系统的合成与分布、心血管生理学以及病理生理学意义,提出内源性H2S是心血管功能调节的新型气体信号分子,并揭示其对心血管疾病发病具有普遍性调节作用.通过对这3种气体信号分子在低氧性和高肺血流性肺动脉高压中的变化规律、作用环节及其分子机制的研究发现,气体信号分子体系异常是这两种肺动脉高压发病中重要发病机制之一,外源性给予气体信号分子可以缓解肺动脉高压和肺血管结构重建,其作用机制包括舒张血管、调节血管平滑肌细胞增殖/凋亡失衡、通过抑制胶原蛋白过度合成、促进胶原蛋白降解环节抑制肺动脉胶原蛋白的异常堆积,进而揭示了气体信号分子在肺动脉高压中的重要调节作用.     

肺动脉高压形成机制中的气体信号分子网络

目的:肺动脉高压的形成机制至今还不清楚.近年来我们围绕气体信号一氧化氮及一氧化碳调节网络在肺动脉高压形成机制中的作用开展了系列研究.方法:低氧性肺动脉高压及高肺血流性肺动脉高压动物模型的建立,血流动力学测定,血管环舒张反应研究,肺动脉超微及显微结构研究,分子生物学,免疫细胞化学,免疫组织化学,流式细胞术,生物化学,肺动脉平滑肌细胞及内皮细胞培养等.结果:一氧化氮、一氧化碳及其调节网络在肺血管结构重建、肺动脉高压形成中发挥重要作用.二者参与对肺动脉平滑肌细胞增殖的抑制作用及凋亡的促进作用,证明二者对肺动脉高压时胶原堆积具有抑制作用.研究同时发现,二者对平滑肌细胞增殖促进因子的抑制作用以及对平滑肌细胞增殖抑制因子的促进作用参与其对肺血管结构重建、肺动脉高压形成的调节.结论:一氧化氮、一氧化碳及其调节网络在肺动脉高压的形成中发挥重要作用.     

气体信号分子响应性高分子的合成及其应用

响应性高分子因其在纳米医药、检测诊断、组织工程等领域的应用受到了广泛关注。一氧化氮、一氧化碳和硫化氢等广泛存在于生物有机体中并对生理和病理过程具有重要调节作用,因此,能够对这些气体信号分子响应的高分子体系具有潜在的生物医用价值。本文简要概述了一氧化氮、一氧化碳和硫化氢等气体信号分子响应性高分子的研究进展,重点关注其设计理念、响应机制以及在荧光成像、药物输运等方面的应用潜能。分析了现有气体响应性高分子体系存在的瓶颈并展望了其发展趋势。     

新型气体信号分子硫化氢的研究进展

硫化氢(H2S)作为一种有毒气体,人类认识和研究其作用已有300多年的历史。直到20世纪90年代中期,人们才发现H2S是存在生物体内的一种新型的内源性气体信号分子。H2S首先被报道是一种存在于脑内的神经递质,生理浓度的H2S对神经系统海马的长时程增强功能具有重要的调节作用。近年来,越来越多的研究证实,H2S在自发性高血压、慢性阻塞性肺气肿、脓毒血症或出血性休克、阿尔茨海黙病、胃黏膜损伤及肝硬化等多种疾病过程中发挥着重要的病理生理效应,而其作用特点有别于另外两种气体信号分子NO及CO。内源性H2S是一种新的气体信号分子,对其进一步研究是当前生物医学领域的崭新课题,具有重要的理论和临床意义。     

葱白提取物对急性心肌缺血大鼠气体信号分子H_2S和NO水平的影响

目的观察葱白提取物对急性心肌缺血大鼠血浆气体信号分子硫化氢(H2S)和一氧化氮(NO)水平的影响,阐明葱白提取物抗心肌缺血作用机制。方法将SPF级SD雄性大鼠40只随机分为正常对照组、空白模型组、葱白提取物组、硝酸甘油组,每组10只。结扎大鼠冠状动脉左前降支,建立急性心肌缺血模型。用生化分析仪检测血清Tn I、CK-MB、LDH水平,采用去蛋白法检测血浆H2S和NO水平。结果与空白模型组相比,葱白提取物组、硝酸甘油组均降低了ST段抬高、血清Tn I、CK-MB、LDH水平(P0.01);升高了血浆H2S和NO水平(P0.01)。结论葱白提取物有明显抗大鼠急性心肌缺血作用,其机制可能与升高血浆H2S和NO水平有关。     

Biphasic regulation of hydrogen sulfide in inflammation

Hydrogen sulfide (H2S),which was formerly recognized as a colorless,toxic gas,was recently reported to be a novel gasotransmitter.Cystathionine β-synthase (CBS) and cystathionine γ-lyase (CSE) are the two main H2S-generating enzymes characterized by tissue-specific expression.CSE is predominantly located in the heart.1 Like its two cousins nitric oxide (NO) and carbon monoxide (CO),H2S is a simple inorganic molecule with similar properties,such as rapid diffusion and a short life span.H2S is involved in the multi functional regulation of vasodilation,inflammation,cellular cycle,ischemia/reperfusion,oxidative stress and neuromodulation.Duet al firstly described H2S as a messenger molecule in cardiovascular system.Meanwhile,the role of H2S in inflammation has attracted growing interest in recent years as a large number of experiments have been performed to identify its effect in different animal models with multi-target approaches.Further studies have explored the molecular mechanism of action for H2S including the reaction with disulfide groups and metal ions in proteins to regulate enzymatic functions3 and the interplay between H2S and NO.4,5 To date,DL-propargylglycine (PAG) and NaHS are the two principal chemical entities used in related investigations.PAG,an irreversible inhibitor of the H2S-synthesizing enzyme CSE,is permeable to biomembrane and inhibits CSE activity by blocking substrate cysteine from binding to the active site.NaHS produces H2S in vivo and serves as exogenous H2S donor.     

中药对一氧化氮合酶/一氧化氮系统调节作用的研究进展

一氧化氮(nitric oxide,NO)是人体重要的信使分子,由内皮型一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)、神经元型一氧化氮合酶和诱导型一氧化氮合酶催化而成,合成后的一氧化氮迅速跨膜扩散释放,对免疫系统、神经系统等许多生理系统具有重要调节功能。血管系统的内源性一氧化氮可增强血管系统功能、舒张血管、增强血管内皮细胞存活、抑制血小板积聚和抑制白细胞浸润。然而,病理情况下一氧化氮过量产生可能通过细胞毒性作用与细胞抑制作用导致组织损伤。本文从中药调节NOS/NO系统介导相关疾病出发,综述了近五年有关中药调节NOS/NO系统及相关通路作用的研究,以期为相关疾病治疗提供新的线索或参考,为临床合理、有效用药提供科学依据。     

一氧化氮在心血管疾病中的作用

一氧化氮(NO)是调节心血管系统功能的重要细胞信使分子。NO的抗血小板、调节血管张力等功能在心血管疾病,如冠心病、心力衰竭、动脉粥样硬化、血栓形成等的发生发展中起着重要作用。NO通过对内皮细胞及微环境的作用来实现对血管的保护作用。一氧化氮合酶的活性及基因多态性的改变都影响着心血管疾病的发生、发展。     

Effects of Exogenous Nitric Oxide on the unction of Isolated Working Hearts

Endogenous formation of nitric oxide (NO)in various tissues plays an important role in cell function and cell communication both in health and diseases.Recent studies demonstrate that nitric oxide may play a role in modulating myocardial contraction.In isolated myocytes and papillary muscles,both nitric oxide,acting through elevation in cyclic GMP,and cGMP analogues,exert a novel effect on myocardiac contraction, which cannot be directly compared with the isolated heart with an intact coronary circulation,independent of changes in cardiac loading.In the intact circulation it is difficlt to distinguish between direct effects on myocardial ontraction and those secondary to altered loading.In the present study,we hae examined the effets of SIN-1 which release NO and thus raises intracellular cGMP in the isolated ejecting (working)heart,a preparation where loading conditions can be carefully controlled.     

新型气体信号分子硫化氢对左向右分流大鼠一氧化氮/一氧化氮合酶体系的影响

目的探讨内源性硫化氢(H2S)对左向右分流大鼠一氧化氮(NO)/一氧化氮合酶(NOS)体系的影响。方法将雄性SD大鼠随机分为分流组,分流+炔丙基甘氨酸(PPG)组,假手术组和假手术组+PPG组,每组8只。分流组及分流+PPG组大鼠经腹主动脉-下腔静脉穿刺建立左向右分流动物模型。术后4周,测量大鼠平均肺动脉压(MPAP);测定血浆NO、肺组织H2S、NO含量及NOS活性;用Western印迹方法测定肺组织eNOS含量。结果分流术后4周,分流组与假手术组比较,大鼠MPAP无明显变化;分流组与假手术组比较血浆NO(23·2μmol/L±3·6μmol/Lvs17·9μmol/L±3·4μmol/L,P<0·05)、肺组织H2S(37·6μmol/mg±2·1μmol/mgvs14·4μmol/mg±1·8μmol/mg,P<0·05)、肺组织NO(38·5±6·5μmol/μgvs31·8±6·5μmol/μg,P<0·05)、肺组织NOS活性(15·1U/mg±2·4U/mgvs12·0U/mg±1·4U/mg,P<0·05)及肺组织eNOS含量(0·3±0·1vs0·2±0·1,P<0·05)均明显升高。分流+PPG组大鼠MPAP较分流组及假手术组分别升高了15·82%和20·55%(19·5mmHg±1·7mmHgvs16·4mmHg±1·7mmHg和19·5mmHg±1·7mmHgvs15·5mmHg±1·3mmHg,P<0·05),肺组织H2S含量降低(28·8μmol/mg±2·2μmol/mgvs37·6μmol/mg±2·1μmol/mg,P<0·05),而血浆NO(27·8μmol/L±4·8μmol/Lvs23·2μmol/L±3·6μmol/L,P<0·05)、肺组织NO(46·0μmol/μg±6·0μmol/μgvs38·5μmol/μg±6·5μmol/μg,P<0·05)、NOS活性(20·9U/mg±3·9U/mgvs15·1U/mg±2·4U/mg,P<0·05)及eNOS含量均明显升高(0·4±0·1vs0·3±0·1,P<0·05)。结论内源性H2S可能通过抑制NO/NOS体系调节左向右分流大鼠肺动脉压力。