大鼠下丘脑室旁核中硫化氢对胃机能的调控作用

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硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)是近年来发现的一种新型的气体神经递质,能够自由穿过各种生物膜,作用靶点广泛,能通过影响多条信号通路发挥其调控作用,作为一种神经调节剂与一氧化氮(Nitric Oxide,NO)和一氧化碳(Carbon monoxide,CO)一起形成一个独特的气体性神经递质网络来调节各种生理活动。实验室早期研究发现在迷走神经背核、疑核和孤束核分别注射Na HS均会对胃机能产生明显影响。下丘脑是内分泌及植物神经调控中枢,下丘脑室旁核(paraventricular nucleus,PVN)为下丘脑大核团之一,位于下丘脑的室周部,含有上千个神经元,是分泌催产素或加压素的神经元最集中部位,并且存在许多兴奋或抑制胃运动的多肽,可以通过神经元释放神经递质多巴胺、5-羟色胺和乙酰胆碱等,是调节食欲、食物摄入和胃功能的重要中心,其作用可能通过室旁核-迷走神经复合体-迷走神经通路来介导参与胃机能的调节。但是,在应激状态下PVN中合成H2S的功能神经元是否被激活,PVN中H2S对胃机能的调控作用是什么,这些问题尚未见报道。因此,我们提出以下几个问题:1.大鼠束缚浸水应激(Restraint Water-Immersion Stress,RWIS)状态下,PVN中合成H2S的功能神经元是否被激活。2.大鼠PVN中H2S对胃运动和胃酸分泌机能的影响。3.若PVN中H2S对胃机能有调控作用,那么是通过何种受体或哪条信号通路起作用的。为解决以上问题,本研究设计了三部分实验:实验研究一:将大鼠按不同时间段(对照组RWIS 0 h和实验组RWIS 1 h、3 h),随机分为三组(n=6),采用免疫组织化学荧光双标技术观察大鼠PVN内的胱硫醚-β-合成酶(cystathionine beta-synthase,CBS)和c-Fos共同表达的阳性神经元数量,并采用蛋白质免疫印迹技术检测大鼠RWIS后PVN内CBS蛋白表达变化。结果显示,与对照组RWIS 0h组相比,RWIS 1 h、3 h组的c-Fos和CBS共同表达的阳性神经元明显增加,并且RWIS1 h后c-Fos和CBS共同表达的阳性神经元最多。进行蛋白质免疫印迹技术同样发现实验组RWIS 1 h、3 h大鼠PVN内的CBS和c-Fos蛋白表达显著高于对照组。实验研究二:将大鼠随机分为对照组(PVN注射0.1μL生理盐水)、实验组(PVN注射1 nmol(0.1μL,0.01 mol/L)Na HS、2 nmol(0.1μL,0.02 mol/L)Na HS、4 nmol(0.1μL,0.04 mol/L)Na HS、8 nmol(0.1μL,0.08 mol/L)Na HS)(n=6),在大鼠PVN分别注射生理盐水和不同剂量Na HS后观察对大鼠胃运动的影响。在大鼠幽门处放置气囊,通过BL-420生物机能实验系统记录大鼠胃运动的变化。结果发现与生理盐水对照组相比,在大鼠PVN内注射不同剂量Na HS后发现显著抑制大鼠胃运动,并且在注射2 nmol Na HS时抑制效果最好。将大鼠随机分为对照组(PVN注射0.1μL生理盐水)、实验组(PVN注射2 nmol(0.1μL,0.02 mol/L)Na HS、4 nmol(0.1μL,0.04 mol/L)Na HS、8 nmol(0.1μL,0.08 mol/L)Na HS)(n=6),在大鼠PVN分别注射生理盐水和不同剂量Na HS后观察对大鼠胃酸分泌的影响。结果发现与生理盐水对照组相比,大鼠PVN内注射不同剂量Na HS后显著降低胃液的p H值,并呈剂量依赖性趋势,这些结果表明大鼠PVN内含有H2S功能神经元参与了胃功能调节,促进大鼠胃酸分泌。实验研究三:将大鼠随机分为三组:注射2 nmol(0.1μL,0.02 mol/L)Na HS、2 nmol(0.1μL,0.02 mol/L)D-AP5+2 nmol(0.1μL,0.02 mol/L)Na HS、2 nmol(0.1μL,0.02mol/L)PDTC+2 nmol(0.1μL,0.02 mol/L)Na HS(n=6),在大鼠PVN分别注射Na HS和先注射NF-κB阻断剂PDTC再注射Na HS和先注射NMDA受体阻断剂D-AP5再注射Na HS后观察对大鼠胃运动及胃酸分泌的影响。结果发现预先注射PDTC或D-AP5消除了Na HS对胃运动的抑制作用和对胃酸分泌的促进作用。结论:表明CBS神经元参与了RWIS调控,PVN内注射Na HS可以显著抑制大鼠的胃运动和促进大鼠的胃酸分泌,PVN内注射Na HS对胃机能的调控作用可能是通过NMDA受体和下调NF-κB信号通路来实现的,本研究为临床上预防和治疗应激性胃溃疡提供重要的实验依据。
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