Hydrogen gas inhalation enhances alveolar macrophage phagocytosis in an ovalbumin-induced asthma model

氫氣體吸入在卵清蛋白誘導(dǎo)的哮喘模型中增強(qiáng)肺泡巨噬細(xì)胞吞噬作用

來(lái)源：International Immunopharmacology, volume 74, 2019, article number 105646

《國(guó)際免疫藥理學(xué)》，第74卷，2019年，文章編號(hào)105646

 

摘要

這篇論文研究了氫氣體（H2）吸入對(duì)卵清蛋白（OVA）誘導(dǎo)的哮喘模型中肺泡巨噬細(xì)胞吞噬功能的影響。摘要指出，哮喘患者肺泡巨噬細(xì)胞的吞噬能力顯著降低，這與氧化應(yīng)激增加有關(guān)。氫氣體作為一種選擇性抗氧化劑，具有抗氧化和抗炎作用。研究通過(guò)小鼠哮喘模型發(fā)現(xiàn)，氫氣體吸入能增強(qiáng)肺泡巨噬細(xì)胞吞噬功能，減輕氣道高反應(yīng)性、炎癥和杯狀細(xì)胞增生，降低TH2反應(yīng)和IL-4及IgE水平，減少丙二醛（MDA）產(chǎn)生并增加超氧化物歧化酶（SOD）活性。同時(shí)，氫氣體吸入抑制NF-κB活化并激活Nrf2通路。結(jié)果表明，氫氣體吸入通過(guò)抗氧化作用和Nrf2通路激活增強(qiáng)肺泡巨噬細(xì)胞吞噬，為哮喘治療提供新策略。

 

研究目的

研究目的是評(píng)估氫氣體吸入對(duì)OVA誘導(dǎo)的小鼠哮喘模型中肺泡巨噬細(xì)胞吞噬功能的有益影響，并探討其機(jī)制，特別是與抗氧化作用和Nrf2通路激活的關(guān)系，以驗(yàn)證氫氣體作為哮喘治療潛在方法的有效性。

 

研究思路

研究思路是使用雌性C57BL/6小鼠建立OVA誘導(dǎo)的哮喘模型，通過(guò)腹腔致敏和氣道挑戰(zhàn)。小鼠吸入氫氣體（42% H2, 21% O2, 37% N2）每天兩次，每次2小時(shí)，連續(xù)7天。評(píng)估指標(biāo)包括肺泡巨噬細(xì)胞吞噬功能（使用熒光標(biāo)記的大腸桿菌和流式細(xì)胞術(shù)）、氣道高反應(yīng)性、炎癥細(xì)胞計(jì)數(shù)、組織病理學(xué)、TH2細(xì)胞因子水平、氧化應(yīng)激標(biāo)志物（MDA和SOD）以及NF-κB和Nrf2通路蛋白表達(dá)。通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)使用Nrf2激動(dòng)劑磺胺酸進(jìn)一步驗(yàn)證機(jī)制。

 

測(cè)量的數(shù)據(jù)及研究意義

1 氣道高反應(yīng)性數(shù)據(jù)來(lái)自圖2A，通過(guò)全身體積描記法測(cè)量Penh值。研究意義是顯示氫氣體吸入顯著降低OVA誘導(dǎo)的氣道高反應(yīng)性，表明氫氣體改善了哮喘的氣道功能。

 

2 氣道炎癥數(shù)據(jù)來(lái)自圖2B、2C、2D、2E、2F，包括BALF總細(xì)胞數(shù)、嗜酸性粒細(xì)胞百分比、肺組織H&E染色炎癥評(píng)分和PAS染色杯狀細(xì)胞增生評(píng)分。研究意義是氫氣體吸入減少炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和杯狀細(xì)胞增生，證實(shí)其抗炎作用。

3 TH2反應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)自圖2G、2H、2I、2J和圖3A、3B、3C，包括BALF中IL-4、IL-5、IL-13水平、血清IgE水平以及肺組織中CD4+ IL-4+細(xì)胞百分比。研究意義是氫氣體吸入降低TH2細(xì)胞因子和IgE，抑制TH2免疫反應(yīng)，減輕過(guò)敏反應(yīng)。

 

4 肺泡巨噬細(xì)胞吞噬功能數(shù)據(jù)來(lái)自圖3E、3F、3G，通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)測(cè)量熒光標(biāo)記大腸桿菌的吞噬率。研究意義是氫氣體吸入恢復(fù)OVA誘導(dǎo)的吞噬功能缺陷，增強(qiáng)免疫防御 against細(xì)菌。

5 氧化應(yīng)激標(biāo)志物數(shù)據(jù)來(lái)自圖4B和4C，測(cè)量肺組織MDA含量和SOD活性。研究意義是氫氣體吸入降低脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物MDA并增加抗氧化酶SOD活性，表明其抗氧化作用。

 

6 NF-κB活化數(shù)據(jù)來(lái)自圖4D，通過(guò)Western blot檢測(cè)磷酸化NF-κB p65水平。研究意義是氫氣體吸入抑制NF-κB活化，減少炎癥信號(hào)通路。

7 Nrf2和HO-1表達(dá)數(shù)據(jù)來(lái)自圖4E、4F、圖5和圖6，通過(guò)Western blot、免疫組化和免疫熒光檢測(cè)。研究意義是氫氣體吸入增加Nrf2和HO-1表達(dá)，激活抗氧化通路，促進(jìn)細(xì)胞保護(hù)。

 

 

 

結(jié)論

論文得出結(jié)論，氫氣體吸入通過(guò)抗氧化作用和激活Nrf2通路，增強(qiáng)肺泡巨噬細(xì)胞吞噬功能，減輕OVA誘導(dǎo)的哮喘癥狀，包括氣道高反應(yīng)性、炎癥和TH2反應(yīng)。氫氣體作為一種安全有效的治療氣體，具有臨床轉(zhuǎn)化潛力，為哮喘治療提供了新方向。

 

使用丹麥Unisense電極測(cè)量數(shù)據(jù)的研究意義

使用丹麥Unisense氣體光譜儀（Unisense A/S, Aarhus, Denmark）測(cè)量的數(shù)據(jù)是氫氣體和氧氣在吸入艙中的濃度，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以確保氣體混合物的穩(wěn)定性（42% H2, 21% O2, 37% N2）。研究意義在于保證實(shí)驗(yàn)條件的可靠性和一致性，避免缺氧或高氧的干擾，從而準(zhǔn)確評(píng)估氫氣體吸入的效果。這種精確監(jiān)測(cè)為實(shí)驗(yàn)提供了可控的環(huán)境，驗(yàn)證了氫氣體吸入的安全性和可行性，支持其作為治療手段的可靠性。盡管具體數(shù)據(jù)未在圖中顯示，但該測(cè)量是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，確保了結(jié)果的可重復(fù)性。