Hydrogen-rich saline attenuates skin ischemia/reperfusion induced apoptosis via regulating Bax/Bcl-2 ratio and ASK-1/JNK pathway

富氫鹽水通過調(diào)節(jié)Bax/Bcl-2比率和ASK-1/JNK通路減輕皮膚缺血/再灌注誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡

來源：Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery, Volume 68, 2015, pages e147-e156

《整形、重建與美容外科雜志》，第68卷，2015年，第e147-e156頁

 

摘要

論文摘要闡述了富氫鹽水對皮膚缺血/再灌注（I/R）損傷的保護(hù)作用。通過大鼠實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)富氫鹽水能提高皮瓣存活率、改善血液灌注、減少炎癥細(xì)胞浸潤和細(xì)胞凋亡。機(jī)制上，富氫鹽水通過調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)通路，包括降低pASK-1和pJNK蛋白表達(dá)、增加Bcl-2表達(dá)、降低Bax表達(dá)，從而調(diào)節(jié)Bax/Bcl-2比率，并抑制Caspase-3活性。結(jié)論是富氫鹽水通過抗凋亡作用減輕I/R損傷。

 

研究目的

研究目的是調(diào)查富氫鹽水是否能夠減輕皮膚缺血/再灌注誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，并探討其分子機(jī)制，特別是通過調(diào)節(jié)ASK-1/JNK通路和Bax/Bcl-2比率。由于I/R損傷會(huì)導(dǎo)致皮瓣壞死，而氫作為一種抗氧化劑可能具有保護(hù)作用，本研究旨在驗(yàn)證這一假設(shè)并揭示其凋亡調(diào)控機(jī)制。

 

研究思路

研究使用雄性Sprague-Dawley大鼠，隨機(jī)分為三組：假手術(shù)組（SH）、缺血/再灌注+生理鹽水組（I/R-P）和缺血/再灌注+富氫鹽水組（I/R-H）。通過結(jié)扎淺表腹壁動(dòng)脈誘導(dǎo)皮瓣缺血6小時(shí)，再灌注后腹腔注射富氫鹽水或生理鹽水。在再灌注后不同時(shí)間點(diǎn)（如24小時(shí)和72小時(shí)），測量皮瓣存活率、血液灌注（使用激光多普勒流量計(jì)）、組織學(xué)變化（H&E染色）、細(xì)胞凋亡（TUNEL染色）、Caspase-3活性以及蛋白和mRNA表達(dá)（Western blot、免疫組化和RT-qPCR）。數(shù)據(jù)分析采用ANOVA和t檢驗(yàn)。

 

測量的數(shù)據(jù)及研究意義

1. 皮瓣存活率和血液灌注：來自Figure 2。數(shù)據(jù)顯示I/R-H組皮瓣存活率（35.36±15.32%）顯著高于I/R-P組（23.65±9.36%），總皮瓣血液灌注也更好。研究意義在于直接證明富氫鹽水能改善皮瓣存活和微循環(huán)，減少壞死，為臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

 

2. 組織學(xué)變化和炎癥細(xì)胞浸潤：來自Figure 3A。H&E染色顯示I/R-H組炎癥細(xì)胞浸潤較少，而I/R-P組浸潤嚴(yán)重。研究意義表明富氫鹽水能減輕I/R引起的炎癥反應(yīng)，保護(hù)組織結(jié)構(gòu)。

 

3. 細(xì)胞凋亡檢測：來自Figure 3B和3C。TUNEL染色顯示I/R-H組凋亡細(xì)胞百分比（30.05±8.32%）顯著低于I/R-P組（43.65±7.63%）。研究意義在于證實(shí)富氫鹽水能抑制I/R誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，可能通過調(diào)控凋亡通路。

4. Caspase-3活性：來自Figure 4。I/R-H組Caspase-3活性（0.54±0.20）顯著低于I/R-P組（1.35±0.32）。研究意義表明富氫鹽水通過抑制凋亡執(zhí)行分子Caspase-3來減少細(xì)胞死亡。

 

5. 蛋白和mRNA表達(dá)：來自Figure 5。Western blot和免疫組化顯示I/R-H組pASK-1、pJNK和Bax表達(dá)降低，Bcl-2表達(dá)升高，Bax/Bcl-2比率下降；RT-qPCR顯示Bax和Caspase-3 mRNA表達(dá)降低，Bcl-2 mRNA表達(dá)升高。研究意義在于揭示富氫鹽水通過調(diào)控ASK-1/JNK通路和Bax/Bcl-2比率來抑制凋亡，提供了分子機(jī)制證據(jù)。

 

 

結(jié)論

研究得出結(jié)論：富氫鹽水能有效減輕皮膚缺血/再灌注損傷，提高皮瓣存活率。其保護(hù)機(jī)制涉及抑制細(xì)胞凋亡，具體通過下調(diào)ASK-1/JNK通路活性、調(diào)節(jié)Bax/Bcl-2比率以及降低Caspase-3活性來實(shí)現(xiàn)。這表明富氫鹽水是一種有前景的抗凋亡劑，可用于臨床皮瓣保護(hù)。

 

使用丹麥Unisense電極測量數(shù)據(jù)的研究意義

使用丹麥Unisense電極（針型氫傳感器）測量富氫鹽水中的氫濃度，確保濃度超過0.8 mmol/L。研究意義在于：該測量提供了質(zhì)量控制，驗(yàn)證了富氫鹽水的飽和度和穩(wěn)定性，從而保證實(shí)驗(yàn)材料的有效性和可重復(fù)性。氫濃度的準(zhǔn)確控制是關(guān)鍵，因?yàn)闅涞目寡趸涂沟蛲鲂?yīng)依賴于足夠劑量；Unisense電極的高精度測量確保了氫濃度的可靠性，避免了因濃度不足導(dǎo)致的假陰性結(jié)果，從而支持了機(jī)制研究的有效性。此外，這為其他氫相關(guān)研究提供了標(biāo)準(zhǔn)化的方法參考。