Hydrogen-rich saline protects intestinal epithelial tight junction barrier in rats with intestinal ischemia–reperfusion injury by inhibiting endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis pathway

富氫鹽水通過(guò)抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑，保護(hù)腸缺血再灌注損傷大鼠的腸上皮緊密連接屏障

來(lái)源：Journal of Pediatric Surgery 55 (2020) 2811–2819

 

1. 論文摘要核心內(nèi)容

 

研究證實(shí)：

 

富氫鹽水（HRS） 通過(guò)抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ERS）及其誘導(dǎo)的凋亡通路，減輕大鼠腸道缺血再灌注損傷（IIRI）。

 

關(guān)鍵機(jī)制：

 

下調(diào)ERS標(biāo)志蛋白（GRP78、XBP1s）和凋亡蛋白（CHOP、caspase-3）→ 減少腸上皮細(xì)胞損傷。

 

上調(diào)緊密連接蛋白（occludin、ZO-1）→ 維持腸道屏障完整性。

 

效果對(duì)比：HRS的保護(hù)作用與ERS抑制劑4-PBA相當(dāng)，且在抑制炎癥因子（TNF-α、IL-1β）和腸損傷標(biāo)志物（IFABP）方面更優(yōu)。

 

2. 研究目的

 

探究HRS是否通過(guò) 抑制ERS-凋亡通路 保護(hù)腸上皮緊密連接屏障，減輕IIRI導(dǎo)致的腸道屏障功能障礙。

 

3. 研究思路

 

1.動(dòng)物模型：

 

32只SD大鼠分4組（n=8）：

 

假手術(shù)組（Sham）：僅開(kāi)腹縫合。

 

缺血再灌注組（I/R）：腸系膜上動(dòng)脈夾閉45分鐘 + 再灌注6小時(shí)。

 

HRS干預(yù)組：I/R前腹腔注射HRS（10 ml/kg）。

 

4-PBA對(duì)照組：I/R前注射ERS抑制劑（80 mg/kg）。

 

分組設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1：

 

 

2.檢測(cè)指標(biāo)：

 

組織損傷：回腸Chiu評(píng)分（圖2）、血清IFABP（腸損傷標(biāo)志物，表2）。

 

 

 

炎癥反應(yīng)：血清TNF-α、IL-1β（表2）。

 

緊密連接屏障：occludin、ZO-1蛋白表達(dá)（免疫組化/免疫熒光/WB，圖3）。

 

 

ERS通路：GRP78、XBP1s蛋白（免疫組化/WB，圖4）。

 

 

凋亡通路：CHOP、caspase-3蛋白（免疫組化/WB，圖5）。

 

 

4. 關(guān)鍵數(shù)據(jù)及研究意義

(1) 組織損傷與炎癥（圖2 & 表2）

 

數(shù)據(jù)：

 

I/R組Chiu評(píng)分↑↑（5.67 vs Sham 1.33）、血清IFABP↑（2.78 vs 1.98 ng/ml）、TNF-α↑（113.4 vs 57.3 ng/L）、IL-1β↑（29.11 vs 16.11 ng/L）。

 

HRS組顯著改善：Chiu評(píng)分↓（3.67）、IFABP↓（2.10）、TNF-α↓（62.02）、IL-1β↓（21.68）。

 

意義：HRS減輕腸道組織損傷和全身炎癥反應(yīng)，效果優(yōu)于4-PBA（如IFABP未顯著降低）。

 

(2) 緊密連接屏障保護(hù)（圖3）

 

 

數(shù)據(jù)：

 

I/R組occludin、ZO-1蛋白表達(dá)↓↓（免疫組化/WB）。

 

HRS組occludin↑（0.79 vs I/R 0.54）、ZO-1↑（0.91 vs 0.51）。

 

意義：HRS維持緊密連接蛋白表達(dá)，保護(hù)腸道物理屏障功能。

 

(3) ERS-凋亡通路抑制（圖4 & 圖5）

 

數(shù)據(jù)：

 

I/R組GRP78↑、XBP1s↑（ERS激活）、CHOP↑、caspase-3↑（凋亡增加）。

 

HRS組顯著下調(diào)上述蛋白（GRP78:1.41 vs I/R 1.96；caspase-3:1.50 vs 2.40）。

 

意義：HRS通過(guò)抑制ERS及其下游凋亡通路，減少腸上皮細(xì)胞死亡。

 

5. 結(jié)論

 

1.HRS通過(guò) 抑制ERS-CHOP-caspase-3凋亡通路，減少IIRI導(dǎo)致的腸上皮細(xì)胞損傷。

2.維持緊密連接蛋白（occludin、ZO-1）表達(dá)，保護(hù)腸道屏障完整性。

3.效果與ERS抑制劑4-PBA相當(dāng)，且在減輕炎癥和腸損傷標(biāo)志物方面更具優(yōu)勢(shì)。

 

6. 丹麥Unisense電極的核心價(jià)值

(1) 技術(shù)角色

 

精確量化H?溶解度：

 

使用Unisense H?微傳感器（Clark電極）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PBS中溶解氫濃度（方法1.2）。

 

關(guān)鍵數(shù)據(jù)：確認(rèn)HRS飽和濃度為 0.6 mmol/L（理論值0.8 mmol/L），確保實(shí)驗(yàn)一致性。

 

(2) 研究意義

 

質(zhì)量控制：排除H?濃度波動(dòng)對(duì)結(jié)果的干擾，保障實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性。

 

方法學(xué)創(chuàng)新：

 

解決氣體溶解度測(cè)量的技術(shù)難點(diǎn)，為氣體治療研究提供金標(biāo)準(zhǔn)。

 

首次在IIRI模型中量化HRS的給藥濃度，奠定劑量效應(yīng)研究基礎(chǔ)。

 

(3) 科學(xué)價(jià)值

 

機(jī)制驗(yàn)證基石：精確的H?濃度控制是后續(xù)ERS/凋亡通路研究的前提。

 

臨床轉(zhuǎn)化啟示：為HRS治療IIRI的標(biāo)準(zhǔn)化給藥方案提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

 

總結(jié)

 

本研究證實(shí)HRS通過(guò) 抑制ERS-凋亡通路 保護(hù)腸道屏障，而丹麥Unisense電極在確保H?濃度精確性中發(fā)揮了不可替代的作用。其高靈敏度溶解氫監(jiān)測(cè)能力，不僅保障了實(shí)驗(yàn)可靠性，還為氣體療法的劑量標(biāo)準(zhǔn)化樹(shù)立了新標(biāo)桿。未來(lái)研究可基于此技術(shù)探索HRS的臨床轉(zhuǎn)化潛力。