研究进展

氢气抑制铁死亡治疗心肌肥厚的机制

发布时间:2025-11-17本文来源: 氢思云
铁死亡已经成为病理生理学领域研究热点,研究发现这种病理现象在许多疾病的重要病理基础。关于铁死亡的分子机制仍然存在一些疑问,但细胞抗氧化系统失效,铁离子诱导的强氧化损伤导致的细胞膜破坏,导致细胞崩解死亡仍然是这一过程的重要过程。铁离子本身是一种强活性物种,由于铁离子存在不成对电子,其化学特征和化学作用和自由基类似,能通过芬顿反应通过羟基自由基引起剧烈氧化损伤。从目前关于氢气生物学效应研究研究角度,氢气能选择性中和羟基自由基,理论上能直接缓解铁离子介导的细胞毒性过程,这应该是研究氢气对抗铁死亡的逻辑基础。至少应该从这个角度去探讨。本研究是把铁死亡作为效应表型,先确定氢气具有对抗铁死亡的效应,然后从氢气激活内源性抗氧化通路角度解释氢气对抗效应的机制。这里氢气并不是对抗损伤,而是通过提高细胞耐受损伤的能力,属于间接效应。


右心室肥厚(RVH)由右心室系统内的容量或压力超负荷引起。右心室肥厚伴随复杂的病理改变,包括心肌细胞损伤、凋亡、心肌纤维化、神经内分泌紊乱以及水液代谢异常。 ferroptosis 是一种新型铁依赖性细胞死亡,以脂质过氧化物积累为特征,是心肌细胞死亡的重要机制。然而,关于 ferroptosis 在右心室肥厚中的作用却鲜有研究。我们假设氢气(H₂)作为一种具有优异分布特性的实验性医用气体,能够抑制 ferroptosis。

目的探究氢气对右心室肥厚的保护作用及其调控ferroptosis 的机制。

方法采用野百合碱(MCT)诱导30只雄性Sprague-Dawley大鼠建立体内右心室肥厚模型。体外采用血管紧张素II处理H9C2细胞,模拟右心室系统压力超负荷。通过吸入方式给予大鼠氢气(2%,每日3小时,持续21天),并将氢气加入细胞培养基中。使用Nrf2抑制剂ML385(1μM)探究其抗 ferroptosis 机制。

结果在野百合碱处理的大鼠中,吸入氢气可减轻右心室肥厚:右心室壁厚度从3.5±0.3mm降至2.8±0.2mm(P<0.05),右心室射血分数从45±3%升至52±4%(P<0.05)。在H9C2细胞中,氢气可减轻肥厚。氢气通过调节铁含量、氧化应激及 ferroptosis 相关蛋白来抑制 ferroptosis,从而恢复Nrf2/HO-1信号通路。

结论氢气通过恢复Nrf2/HO-1抑制 ferroptosis,进而延缓右心室肥厚,这为右心室肥厚提供了一种新的治疗策略。

 

吸入氢气减轻野百合碱处理大鼠的铁蓄积。A:普鲁士蓝染色代表性图像。放大倍数为20×。比例尺=50μm;B:普鲁士蓝铁染色定量分析;n=4;C:右心室铁含量;n=6。数据以均数±标准差表示。a P<0.05,c P<0.01:野百合碱组 vs 对照组;b P<0.05,d P<0.01:野百合碱+氢气组 vs 野百合碱组。MCT:野百合碱;H₂:氢气。

Bai J C, Yang H X, Zhan C C, et al. Hydrogen alleviates right ventricular hypertrophy by inhibiting ferroptosis via restoration of the Nrf2/HO-1 signaling pathway[J]. World Journal of Cardiology, 2025, 17(6): 104832.

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