研究簡介:研究人員探討了硫化氫（H?S）是否通過其合成途徑參與缺氧性肺血管收縮（Hypoxic Pulmonary Vasoconstriction，HPV）的調節。HPV是一種重要的生理現象，指肺動脈在低氧環境下發生收縮，以優化血液流向氧合良好的區域。既往研究表明，H?S可能通過增加肺動脈平滑肌細胞中的H?S濃度來介導HPV，但這一假設尚未得到獨立驗證。研究使用了6-8周齡的雄性Wistar大鼠，分離其肺動脈（IPAs）進行實驗。

實驗中，通過改變氧濃度（0%O?或2%O?）誘導HPV，并觀察不同處理條件下的血管收縮反應。研究發現，H?S的前體半胱氨酸（1 mM）顯著增強HPV和由前列腺素F?α（PGF?α）誘導的常氧性肺血管收縮（NPV），且這種增強作用可被H?S合成抑制劑丙炔甘氨酸（PAG，1 mM）完全阻斷。然而，在正常生理鹽水溶液（PSS）中，PAG對HPV無顯著影響，即使在補充了生理濃度的半胱氨酸、半胱氨酸和谷氨酸的PSS中也是如此。此外，其他H?S合成抑制劑（如氨基氧乙酸，AOAA；β-氰基丙氨酸，BCA；羥胺，HA）對NPV有顯著影響，但對HPV無明顯作用。研究還發現Dithiothreitol（DTT）幾乎完全抑制了HPV，而不是增強。通過RT-PCR檢測到大鼠肺動脈中表達CSE和MST的mRNA，但未檢測到CBS的表達，表明H?S的合成可能主要通過CSE途徑。研究結果表明，盡管半胱氨酸可以通過CSE途徑生成H?S來增強HPV和NPV，但在正常條件下，HPV不依賴于H?S的合成。此外，硫代硫酸鹽可能不是HPV的H?S來源。

因此，本研究不支持H?S在HPV中作為氧感受器的角色，提示H?S和缺氧可能通過共同的機制（如增加活性氧水平）引起肺動脈收縮，而不是通過H?S的直接合成。

Unisense微電極測定系統的應用

Unisense微電極系統主要用于測量和記錄硫化氫（H?S）的濃度變化。Unisense的硫化氫微電極被用于檢測組織樣本（如肝臟組織）在不同實驗條件下釋放的硫化氫水平。其具體使用過程如下描述，實驗中的肝臟組織樣本被預孵育在無氧的Krebs溶液中，隨后加入半胱氨酸（Cysteine）或二硫蘇糖醇（DTT）等試劑。Unisense微電極系統用于記錄這些條件下硫化氫的釋放量。測試發現，1 mM半胱氨酸在無氧條件下顯著增加了肝臟組織釋放的硫化氫濃度，而這一效應可以被丙炔甘氨酸（PAG）抑制。通過這種測量，研究人員能夠直接觀察到H?S的合成和釋放過程，并驗證PAG是否能夠阻斷H?S的生成。并且還幫助研究者確認了實驗中使用的H?S合成抑制劑（如PAG）是否有效。unisense硫化氫微電極這種原位的H?S濃度測量為研究H?S在肺動脈收縮中的作用提供了有力的證據支持。

實驗結論

半胱氨酸可以通過CSE途徑生成H?S來增強HPV和NPV，但在正常條件下，HPV不依賴于H?S的合成。此外，硫代硫酸鹽可能不是HPV的H?S來源。因此，本研究不支持H?S在HPV中作為氧感受器的角色，提示H?S和缺氧可能通過共同的機制（如增加活性氧水平）引起肺動脈收縮，而不是通過H2S的直接合成。硫化物合成抑制劑對HPV的收縮效應，以及在常氧條件下，前列腺素F2α(PGF2α)激動劑和LY83583(可在細胞內產生活性氧(ROS))藥物對大鼠肺動脈(IPA)收縮效應的影響。硫化物合成抑制劑BCA、AOAA和HA對收縮有明顯影響。PAG和天冬氨酸鹽對收縮沒有這些非選擇性影響，但對HPV沒有影響。