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心血管疾病已成为当今社会死亡的主要病因。许多心血管疾病的发生都伴随着内皮功能的减退,氧化应激是其主要的促发因素。因此,抑制氧化应激的发生,对于心血管疾病的预防及治疗具有重要意义。硫化氢(Hydrogen Sulfide,H2S)是继一氧化氮(Nitric Oxide,NO)和一氧化碳(Carbon Monoxide,CO)后的第三种气体信号分子,其能在哺乳动物包括人体内合成并发挥多种生理性作用。在心血管系统中,胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)催化产生的H2S,参与了舒张血管、抑制平滑肌细胞增殖、对抗动脉粥样硬化等作用,因此其在心血管疾病中的保护作用备受关注。最近研究显示,硫化氢可以通过上调转录因子Nrf2来抑制缺血再灌注及心衰过程所导致的氧化损伤。但在内皮相关的血管性疾病中,H2S是否也能通过调节某一抗氧化因子从而发挥其抗氧化抗凋亡的作用,目前尚不清楚。本研究主要探讨硫化氢(以缓释剂GYY4137为H2S供体),对氧化应激所致内皮细胞损伤是否有保护作用,并进一步研究其发挥作用的机制。方法和结果:EA.hy926内皮细胞给予不同浓度GYY4137(12.5μM,25μM,50μM,100μM)预处理4小时后,PBS洗去,给予250μM过氧化氢(H2O2)刺激4小时。普通显微镜镜下观察,GYY4137可以改善H2O2所致内皮细胞形态的改变,CCK-8试剂盒检测细胞存活率发现GYY4137可以抑制H2O2所致内皮细胞存活率的下降,DHE染色法及超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒检测细胞内SOD活性,发现GYY4137可以对抗氧化应激的产生和抗氧化能力的下降。用自由基检测仪检测细胞内NO的生成情况,发现GYY4137可以抑制H2O2所致内皮细胞NO生成量的减少。Hochest33342染色及ANNEXINⅴ/PI双染流式细胞仪检测细胞凋亡情况,发现GYY4137可以减少H2O2所致的内皮细胞凋亡。用生物能检测仪检测内皮细胞线粒体功能的改变,结果发现GYY4137可以改善H2O2所致内皮细胞线粒体功能基础活性的减少。用化学法检测培养基上清中H2S的含量及H2S生成活性,用Western blot检测细胞中H2S生成的限速酶CSE的水平。结果发现各组培养基上清的H2S水平无明显差别,H2O2给予或不给予GYY4137处理可明显降低内皮细胞H2S的生成活性,H2O2可明显增加内皮细胞内CSE蛋白的表达,而GYY4137可降低该作用。用Western blot法检测内皮细胞内丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPKs)的磷酸化及总蛋白,异柠檬酸脱氢酶2(IDH2),锰超氧化物歧化酶(SOD2)的蛋白水平,结果发现,H2O2可以使内皮细胞的MAPKs(p38,ERK,JNK)的磷酸化水平增高,IDH2及SOD2表达下降,而给予GYY4137后可以逆转这一变化。用RT-PCR法检测GYY4137预处理后给予H2O2刺激的内皮细胞内的SIRT1-SIRT7的mRNA水平。结果发现给予H2O2处理后,细胞内SIRT1,SIRT3,SIRT4的mRNA水平可以发生显著下降,而给予了GYY4137后,SIRT3的mRNA水平有明显的提高。我们用RNA干扰技术将内皮细胞内SIRT3干扰后,观察内皮细胞的氧化应激及凋亡情况,结果发现,GYY4137的对抗H2O2所致的氧化应激及凋亡的能力消失。而后通过Western blot法检测细胞内蛋白水平的变化,结果发现将SIRT3干扰后,GYY4137对H2O2所致IDH2,SOD2蛋白表达的下降无明显作用。结论:GYY4137对H2O2所致的内皮细胞氧化应激及凋亡的产生具有保护作用,同时还可促进线粒体基础活性的增加,维持线粒体功能。这些作用主要是通过激活SIRT3这一因子,从而进一步激活下游的SOD2及IDH2以及抑制MAPKs的激活来完成的。