討論：

缺血再灌注是指缺血組織或器官的血液供應(yīng)恢復(fù)后，損傷進(jìn)一步加重的病理生理過程。腸道是對(duì)缺血敏感的器官之一。IRI會(huì)導(dǎo)致腸粘膜通透性增加和腸道菌群失調(diào)。這一過程還會(huì)產(chǎn)生大量氧自由基和細(xì)胞因子，損害肝臟和腎臟等遠(yuǎn)端器官，導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)綜合征（SIRS），甚至多器官功能障礙綜合征（MODS）。目前，對(duì)IIRI的研究主要集中在氧自由基、炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡方面。近年來，黃芩苷西地那非、白藜蘆醇等藥物的使用可在一定程度上緩解IIRI。探索IIRI的新發(fā)病機(jī)制和適當(dāng)?shù)母深A(yù)方法具有重要意義。

在本研究中，I/R組血清IFABP的表達(dá)水平和回腸組織的Chiu評(píng)分均顯著高于Sham組。這些結(jié)果表明，IIRI模型的建立是成功的，阻斷SMA的時(shí)間為45分鐘（通常為30至60分鐘）就足夠了。IFABP是腸上皮細(xì)胞的一種細(xì)胞質(zhì)特異性物質(zhì)。當(dāng)腸上皮細(xì)胞受損時(shí)，IFABP可直接釋放到血液中。血清中IFABP的表達(dá)水平是腸上皮細(xì)胞損傷的較準(zhǔn)確指標(biāo)之一。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，IIRI大鼠的腸上皮細(xì)胞受損嚴(yán)重。

大量受損的腸上皮細(xì)胞影響著腸上皮屏障的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)--TJ。TJ位于連接復(fù)合體的頂端，是由多種蛋白質(zhì)組成的大分子復(fù)合體，主要具有柵欄和屏障功能。根據(jù)亞細(xì)胞定位，TJ蛋白可分為跨膜蛋白和胞質(zhì)蛋白。研究發(fā)現(xiàn)，促炎細(xì)胞因子TNF-α和IL-1β在腸上皮TJ通透性增加中起著核心作用。IIRI導(dǎo)致的緊密連接蛋白缺失會(huì)影響腸上皮屏障功能。本實(shí)驗(yàn)關(guān)于TJ蛋白的結(jié)果證明了這一觀點(diǎn)。腸上皮TJ屏障的損傷可以通過維持閉塞素和ZO-1的表達(dá)水平來緩解。這足以說明TJ蛋白正常表達(dá)的重要性。探索如何調(diào)節(jié)TJ蛋白的表達(dá)水平以維持腸上皮TJ屏障的完整性，是減少IIRI的重要策略之一。

2007年，日本學(xué)者報(bào)道，大鼠吸入低濃度氫氣可通過選擇性清除活性氧（如-OH和ONOO-），減少腦IRI引起的腦梗死面積。曾經(jīng)被認(rèn)為沒有生物效應(yīng)的氫氣開始受到廣泛關(guān)注和研究。研究發(fā)現(xiàn)，氫氣在多種疾病模型和多項(xiàng)臨床試驗(yàn)中發(fā)揮著重要的保護(hù)作用，尤其是在減輕腸道、心臟、肝臟和腎臟等器官的急性IRI方面。這些研究表明，氫氣可通過抗氧化、抗炎和其他機(jī)制減輕IRI。在氫氣應(yīng)用方法中，HRS是一種更安全、更簡便的方法。Eryilmaz認(rèn)為，HRS的抗炎和抗氧化作用可歸因于氫氣在組織中的快速擴(kuò)散，在急性情況下盡早使用HRS更為有益。本研究的結(jié)果證實(shí)了這一結(jié)論。在本研究中，HRS降低了Chiu評(píng)分以及血清IFABP、TNFα和IL-1β的表達(dá)水平，這表明HRS可以減輕缺血再灌注后數(shù)小時(shí)內(nèi)的腸上皮細(xì)胞損傷。池田等人發(fā)現(xiàn)，在盲腸結(jié)扎和穿刺后24小時(shí)，分析緊密連接蛋白ZO-1和閉塞素的mRNA表達(dá)，對(duì)照組和H2組之間無明顯差異。但在我們的研究中，與I/R組相比，應(yīng)用HRS可維持腸上皮TJ蛋白閉塞素和ZO-1的表達(dá)水平。我們的研究與上述研究的不同之處在于，在上述研究中，作者關(guān)注的是緊密連接蛋白的基因表達(dá)水平，而在我們的研究中，我們關(guān)注的是緊密連接蛋白的蛋白質(zhì)表達(dá)水平。這意味著，HRS可能通過維持緊密連接蛋白的蛋白表達(dá)水平，而不是上調(diào)緊密連接蛋白的基因表達(dá)水平，來保護(hù)腸上皮TJ屏障的完整性。

因此，我們對(duì)HRS如何維持緊密連接蛋白的蛋白表達(dá)以保護(hù)腸上皮TJ屏障的完整性更感興趣。研究表明，ERS和ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡在IIRI引起的腸上皮細(xì)胞損傷中起著重要作用。最近的研究發(fā)現(xiàn)，氫氣通過抑制ERS和ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡可以緩解不同組織或器官的IRI。那么，氫氣能否通過抑制ERS和ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡來保護(hù)腸上皮TJ屏障的完整性，減少對(duì)腸上皮細(xì)胞的損傷，從而維持緊密連接蛋白的蛋白表達(dá)水平呢？

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）是加工、整合和運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)的主要場所。在缺血缺氧、鈣超載等因素的刺激下，折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)會(huì)大量積聚在ER中。這些無法治療的蛋白質(zhì)誘導(dǎo)ERS，這使得GRP78能夠從其三種結(jié)合受體蛋白肌醇需要酶1（IRE1）、蛋白激酶R樣ER激酶（PERK）和激活轉(zhuǎn)錄因子6（ATF6）中分離出來。GRP78的上調(diào)被認(rèn)為是ERS的一個(gè)關(guān)鍵信號(hào)。三種結(jié)合受體蛋白通過不同途徑誘導(dǎo)未折疊蛋白反應(yīng)（UPR），其目的是降解未折疊或折疊錯(cuò)誤的蛋白，以緩解ERS并恢復(fù)細(xì)胞內(nèi)環(huán)境平衡。XBP1的上調(diào)被認(rèn)為是UPR的一個(gè)關(guān)鍵信號(hào)。UPR能否恢復(fù)ER平衡取決于刺激的強(qiáng)度和時(shí)間。過強(qiáng)或過長的刺激往往會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞啟動(dòng)凋亡途徑，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)I/R組GRP78和XBP1s蛋白的表達(dá)水平明顯高于Sham組。這表明，IIRI會(huì)引起ERS并觸發(fā)UPR。ERS誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡有三種途徑：CHOP通路、caspase-12通路和c-JunN-末端激酶（JNK）通路。在非應(yīng)激狀態(tài)下，CHOP蛋白的表達(dá)水平較低。在過度應(yīng)激狀態(tài)下，UPR誘導(dǎo)蛋白激活轉(zhuǎn)錄因子4（ATF4）、ATF6和XBP1進(jìn)入細(xì)胞核，上調(diào)CHOP轉(zhuǎn)錄，激活caspase-3誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。I/R組CHOP和caspase-3的表達(dá)水平明顯高于Sham組，表明過量的ERS激活了CHOP通路，誘導(dǎo)了腸上皮細(xì)胞的凋亡。HRS可明顯抑制這些蛋白的表達(dá)。這表明，HRS通過抑制ERS和ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，減輕了IIRI對(duì)腸上皮細(xì)胞的損傷。

pba是一種能明顯抑制ERS的藥物。在本研究中，根據(jù)文獻(xiàn)，該陽性藥物的劑量為80mg/kg。結(jié)果顯示，4-PBA可抑制GRP78和XBP1s的蛋白表達(dá)水平，下調(diào)CHOP和caspase-3的蛋白表達(dá)水平，而腸道上皮TJ蛋白ZO-1的表達(dá)水平則有所升高。這些結(jié)果表明，4-PBA可以通過抑制ERS和ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡來維持部分腸上皮TJ屏障的完整性，從而減少對(duì)腸上皮細(xì)胞的損傷。4-PBA還能降低血清炎癥因子TNF-α和IL-1β的表達(dá)，從而減輕對(duì)腸上皮TJ通透性的損傷。有趣的是，4-PBA并沒有降低血清IFABP的表達(dá)水平，在Western印跡結(jié)果中，它也沒有維持閉塞素的蛋白表達(dá)水平。這些結(jié)果表明，4-PBA對(duì)腸上皮TJ屏障的保護(hù)作用是有限的，它對(duì)減輕腸缺血再灌注大鼠腸上皮細(xì)胞損傷的作用也是有限的。從另一個(gè)角度看，除了抑制ERS和ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡外，HRS還可能通過其他已知或未知途徑減輕IIRI。本研究必須強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)。

在成功建立大鼠IIRI的基礎(chǔ)上，本研究發(fā)現(xiàn)腹腔注射HRS可以緩解IIRI。HRS能減輕回腸粘膜損傷，調(diào)節(jié)血清中IFABP、TNF-α和IL-1β的水平，這與之前的研究結(jié)果一致。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，HRS能提高ERS中腸上皮TJ屏障蛋白o(hù)ccludin和ZO-1的表達(dá)水平，抑制關(guān)鍵調(diào)控蛋白GRP78和XBP1的表達(dá)。此外，促凋亡轉(zhuǎn)錄因子CHOP和凋亡蛋白caspase-3的表達(dá)水平也有所降低。

這項(xiàng)研究存在一些局限性。首先，沒有明確的給藥時(shí)間，給藥方式是否存在差異也是未知數(shù)。其次，由于資金有限，缺乏關(guān)于細(xì)胞凋亡的直觀數(shù)據(jù)。第三，實(shí)驗(yàn)檢測只達(dá)到了蛋白質(zhì)水平，沒有達(dá)到基因水平。要系統(tǒng)地闡明內(nèi)在機(jī)制，還需要進(jìn)一步的研究。

總之，HRS對(duì)IIRI大鼠的腸道屏障具有潛在的保護(hù)作用。這項(xiàng)研究表明，HRS可抑制過量ERS和ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，從而減少腸道上皮細(xì)胞損傷，維持IIRI大鼠腸道上皮TJ屏障的完整性。