Hydrogen gas inhalation attenuates sepsis-induced liver injury in a FUNDC1-dependent manner

氫氣體吸入以FUNDC1依賴的方式減輕膿毒癥誘導的肝損傷

來源：International Immunopharmacology, volume 71, 2019, pages 61-67

《國際免疫藥理學》，第71卷，2019年，頁碼61-67

 

摘要

這篇論文研究了氫氣體（H2）吸入對膿毒癥誘導的肝損傷的保護作用，并探討其機制是否通過調節FUNDC1依賴的線粒體自噬（mitophagy） pathway。摘要指出，膿毒癥導致的肝功能障礙是多器官功能障礙綜合征（MODS）和死亡的風險因素。線粒體自噬在膿毒癥誘導的器官損傷中起重要作用。氫氣體作為一種選擇性抗氧化劑，對膿毒癥小鼠有保護作用。研究假設氫氣體通過調節FUNDC1誘導的線粒體自噬 pathway 發揮治療作用。使用小鼠盲腸結扎穿孔（CLP）模型，吸入2%氫氣3小時，結果顯示氫氣體吸入提高了7天生存率，降低了肝損傷指標（ALT、AST），改善了線粒體呼吸控制比（RCR），并調節了線粒體自噬相關蛋白表達。結果表明，氫氣體吸入通過FUNDC1依賴的線粒體自噬減輕膿毒癥肝損傷。

 

研究目的

研究目的是驗證氫氣體吸入是否通過調節FUNDC1依賴的線粒體自噬 pathway 來減輕膿毒癥誘導的肝損傷，并探討其潛在機制，為膿毒癥治療提供新策略。

 

研究思路

研究思路是使用雄性C57BL/6J小鼠，建立CLP膿毒癥模型，并吸入2%氫氣3小時。使用FUNDC1抑制劑肽P（細胞穿透肽）來驗證FUNDC1的作用。通過測量生存率、肝組織病理學評分、ALT和AST水平、線粒體呼吸控制比（RCR）以及線粒體自噬相關蛋白（FUNDC1、p-18-FUNDC1、P62、LC3B-II、Tim23、caspase-1）表達來評估肝損傷和機制。實驗分組包括假手術組、CLP組、CLP+肽P組、CLP+H2組和CLP+H2+肽P組。

 

測量的數據及研究意義

1 氫氣濃度數據來自圖2，使用丹麥Unisense電極測量動脈和靜脈血中的氫氣濃度。研究意義是確認氫氣吸入后血液中氫氣濃度的變化，確保治療的有效性和一致性，為后續機制研究提供基礎。

 

2 FUNDC1和p-18-FUNDC1蛋白表達數據來自圖3。研究意義是顯示膿毒癥后FUNDC1和p-18-FUNDC1表達降低，氫氣吸入進一步降低其表達，表明氫氣可能通過抑制FUNDC1磷酸化促進線粒體自噬。

 

3 生存率數據來自圖4。研究意義是氫氣吸入顯著提高膿毒癥小鼠的7天生存率，而FUNDC1抑制劑肽P消除了氫氣的保護作用，證實FUNDC1的關鍵角色。

 

4 肝損傷數據來自圖5，包括肝組織HE染色評分和血清ALT、AST水平。研究意義是氫氣吸入減輕肝組織病理損傷和降低轉氨酶水平，表明肝保護作用，且該作用依賴于FUNDC1。

 

5 線粒體呼吸控制比（RCR）數據來自圖6。研究意義是膿毒癥降低RCR，氫氣吸入改善RCR，表明改善線粒體功能，而肽P阻斷此效應，強調FUNDC1介導的線粒體自噬的重要性。

 

6 線粒體自噬相關蛋白表達數據來自圖7，包括P62、LC3B-II、Tim23和caspase-1。研究意義是氫氣吸入增加P62和LC3B-II表達，降低Tim23和caspase-1表達，表明促進線粒體自噬和減少炎癥，且這些變化被肽P逆轉。

 

結論

論文得出結論，2%氫氣吸入3小時通過調節FUNDC1依賴的線粒體自噬，有效減輕膿毒癥誘導的肝損傷，提高生存率，改善線粒體功能，并減少炎癥反應。FUNDC1是氫氣保護作用的關鍵介質，這為膿毒癥治療提供了新的靶點。

 

使用丹麥Unisense電極測量數據的研究意義

使用丹麥Unisense氫傳感器測量的數據是動脈和靜脈血中的氫氣濃度（圖2），研究意義在于實時監測氫氣吸入后血液中的氫氣水平，驗證氫氣能夠快速被吸收并達到有效濃度，確保實驗條件的可靠性和一致性。這種精確測量證實了氫氣吸入的治療可行性，為機制研究提供了藥代動力學基礎，并支持氫氣作為一種安全有效的治療氣體。