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研究背景:内源性硫化氢(hydrogen sulfide, H2S)可在许多哺乳动物组织、细胞中产生,其合成途径主要为胱硫醚γ-裂解酶(cystathionine-γ-lyase,CSE)和胱硫醚-β合酶(cystathionine-synthase,CBS)催化L-半胱氨酸而生成。H2S具有广泛的作用,被认为是第三个气体信号分子。冠心病人冠状动脉动脉粥样硬化(atherosclerosis,As)病变程度和病变血管数量与血浆H2S水平呈负相关,但机制有待阐明。单核源性巨噬细胞是促进As发生发展的一类重要的炎症细胞。氧化低密度脂蛋白(oxidized low-densitylipoprotein, oxLDL)是As的独立危险因素,可激活巨噬细胞并调节巨噬细胞功能。然而,人单核源性巨噬细胞是否存在H2S生成体系,oxLDL是否调节巨噬细胞H2S的生成,目前尚无报道。目的:研究人单核源性巨噬细胞是否存在H2S生成体系以及oxLDL对巨噬细胞生成H2S的调节作用。方法:采用亚甲基蓝法结合分光光度仪测H2S的生成,RT-PCR和Western blot检测CSE和CBS的mRNA和蛋白水平。结果:人单核源性巨噬细胞有丰富的CSE和少量的CBSmRNA表达,并内源性产生H2S。L-半胱氨酸(L-cysteine, CSE和CBS的作用底物,2mmol/L)增加巨噬细胞内H2S产生和释放,较对照组增加约28.1%(P <0.05);而炔丙基甘氨酸(DL-propargylglycine,PPG: CSE抑制剂,3mmol/L)和羟胺(hydroxylamine, HA:CBS抑制剂,100μmol/L)抑制巨噬细胞内H2S的产生和释放,分别较对照组减少约26.8%和27.6%(P <0.05)。OxLDL(100μg/ml)降低巨噬细胞H2S合成酶活性约23.3%,呈时间和剂量依赖性减少细胞上清中H2S水平,并解除L-半胱氨酸对H2S生成的促进作用,但与PPG和HA协同抑制H2S产生。进一步研究发现,OxLDL明显下调巨噬细胞CSE mRNA和蛋白水平,轻微下调CBS mRNA水平。结论:1.人单核源性巨噬细胞内存在H2S生成系统,且以H2S/CSE为主,能生成内源性H2S。2. OxLDL抑制巨噬细胞内源性H2S生成。研究背景:研究显示H2S对As发生的一些环节具有拮抗效应,如抑制大鼠主动脉平滑肌细胞(smooth muscle cells,SMC)增殖,抑制动脉内皮细胞粘附分子表达等。由于As形成是一个极其复杂的过程,因此有必要进一步探索H2S的潜在抗As效应。巨噬细胞源性泡沫细胞在As发生发展中起至关重要的作用。H2S是否影响泡沫细胞形成,尚未有报道,值得探索。目的:探索硫化氢对巨噬细胞源性泡沫细胞形成的影响及其机制。方法:采用佛玻酯诱导单核细胞(人外周血原始单核细胞或THP-1细胞)分化为巨噬细胞。用油红O染色和高效液相色谱分析巨噬细胞内脂质及总胆固醇(total cholesterol,TC)、胆固醇酯(cholesterol ester,CE)含量,荧光显微镜分析oxLDL结合和摄取;以Western blot检测清道夫受体A (scavenger receptor A,SR-A), CD36和酰基辅酶A:胆固醇酰基转移酶-1(acyl-coenzyme A:cholesterol acyltransferase-1,ACAT-1)表达,ELISA法测细胞上清TNF-α水平。结果:油红O染色和高效液相色谱结果显示,巨噬细胞与oxLDL单独孵育可明显增加细胞内中性脂质及细胞内TC、CE含量。硫氢化钠(sodium hydrosulfide,NaHS:H2S供体)显著减轻oxLDL诱导的细胞内脂质蓄积,减少TC、CE含量和CE/TC比值。而PPG(H2S生成酶CSE抑制剂)促进细胞内脂质蓄积,增加TC、CE含量和CE/TC比值。巨噬细胞孵育DiI-oxLDL后大量结合并摄取DiI-oxLDL,NaHS抑制巨噬细胞结合和摄取DiI-oxLDL, PPG促进巨噬细胞结合和摄取DiI-oxLDL。进一步研究发现,oxLDL可显著诱导巨噬细胞CD36、SR-A和ACAT-1表达,而NaHS明显抑制oxLDL诱导的CD36、SR-A和ACAT-1表达。KATP通道阻滞剂格列苯脲阻止、ERK1/2抑制剂PD98059促进NaHS的上述效应。NaHS也可减少TNF-α的产生和分泌,并部分抑制TNF-α诱导的CD36表达。结论: H2S可能部分经KATP/ERK1/2环节或部分经抑制TNF-α分泌下调巨噬细胞CD36或SR-A、ACAT-1表达,减少oxLDL结合和摄取,抑制巨噬细胞源性泡沫细胞形成。研究背景:文献报道哺乳动物的动脉组织(主动脉、冠状动脉、小动脉)都含有H2S生成酶CSE,能合成和产生H2S,提示H2S可能参与血管功能的调节。本课题的前期研究显示H2S可抑制巨噬细胞内脂质蓄积,提示这一气体信号分子可能减少As斑块脂质含量,抑制粥样斑块形成。目的:研究H2S对As斑块脂质蓄积的影响。方法:8周龄雄性apoE-/-小鼠,饲喂高脂高胆固醇饮食,分别腹腔注射溶媒(生理盐水)、NaHS、PPG。8周龄雄性C57BL/6J小鼠用作空白对照。20周后,取材分析。采用油红O和苏丹IV染色检测主动脉根部病变及主动脉内膜面脂质含量。采用HE、Movat5’套染检测斑块泡沫细胞。以免疫组织化学法或免疫荧光法测CSE、SR-A、CD36和ACAT-1抗原水平及巨噬细胞含量,Real-time PCR测SR-A、CD36及ACAT-1mRNA水平。用ELISA法测血清TNF-α水平。亚甲基蓝法结合分光光度仪测血浆H2S浓度和主动脉H2S产率。以酶法检测血脂水平。结果:各组小鼠的血脂水平和体重无明显不同。ApoE-/-主动脉根部病变有CSE表达。与C57BL/6小鼠比较,apoE-/-生理盐水组小鼠的血浆H2S水平减少。而与生理盐水组比较,NaHS提高apoE-/-小鼠血浆H2S水平约21.4%(P﹤0.05),PPG不仅使主动脉H2S合成活性降低约35.6%(P﹤0.05),还使血浆H2S水平降低约22.4%(P﹤0.05)。油红O和苏丹IV染色结果显示,NaHS减少主动脉根部病变脂质阳性区百分比和主动脉内膜面脂质阳性区面积,分别较生理盐水组减少23.2%(P﹤0.05)和49.0%(P﹤0.05)。而与生理盐水组比较,PPG组主动脉根部病变脂质阳性区百分比增加31.3%(P﹤0.01),主动脉内膜面脂质阳性区面积扩大75.4%(P﹤0.01)。与脂质阳性区面积变化一致的是,NaHS减少主动脉根部病变总面积(P﹤0.05),而PPG增加主动脉根部病变总面积(P﹤0.05)。Movat’5和HE染色结果显示,NaHS较生理盐水显著减少主动脉根部泡沫细胞累积和泡沫细胞面积;而PPG明显增加泡沫细胞累积和泡沫细胞面积。与Movat’5结果相关的是,NaHS抑制主动脉根部病变巨噬细胞聚积、减少SR-A、CD36和ACAT-1表达;而PPG促进主动脉病变巨噬细胞蓄积和增加SR-A、CD36、ACAT-1表达。NaHS也明显降低血清TNF-α水平,而PPG增加血清TNF-α水平。结论:H2S可抑制apoE-/-小鼠As斑块脂质蓄积,其机制可能与减少斑块内巨噬细胞含量、下调SR-A、CD36、ACAT-1表达、降低血清TNF-α水平有关。