Hydrogen-rich saline mediates neuroprotection through the regulation of endoplasmic reticulum stress and autophagy under hypoxia-ischemia neonatal brain injury in mice. | マウス新生児脳の低酸素虚血条件下において 高濃度水素生理食塩水は小胞体ストレスとオートファジーの制御を介して 神経保護作用を示す
Brain Res. 2016 Jun 14. pii: S0006-8993(16)30444-9. doi: 10.1016/j.brainres.2016.06.020. [Epub ahead of print]
Hydrogen-rich saline mediates neuroprotection through the regulation of endoplasmic reticulum stress and autophagy under hypoxia-ischemia neonatal brain injury in mice.
Department of Physiology, Shandong University School of Medicine
Abstract
Hydrogen as a new medical gas exerts organ-protective effects through regulating oxidative stress, inflammation and apoptosis. Multiple lines of evidence reveal the protective effects of hydrogen in various models of brain injury. However, the exact mechanism underlying this protective effect of hydrogen against hypoxic-ischemic brain damage (HIBD) is not fully understood. The present study was designed to investigate whether hydrogen-rich saline (HS) attenuates HIBD in neonatal mice and whether the observed protection is associated with reduced endoplasmic reticulum (ER) stress and regulated autophagy. The results showed that HS treatment significantly improved brain edema and decreased infarct volume. Furthermore, HS significantly attenuated HIBD-induced ER stress responses, including the decreased expression of glucose-regulated protein 78, C/EBP homologous protein, and down-regulated transcription factor. Additionally, we demonstrated that HS induced autophagy, including increased LC3B and Beclin-1 expression and decreased phosphorylation of mTOR and Stat3, as well as phosphorylation of ERK. Taken together, HS exerts neuroprotection against HIBD in neonatal mouse, mediated in part by reducing ER stress and increasing autophagy machinery.
Brain Res. 2016 Jun 14. pii: S0006-8993(16)30444-9. doi: 10.1016/j.brainres.2016.06.020. [Epub ahead of print]
マウス新生児脳の低酸素虚血条件下において
高濃度水素生理食塩水は小胞体ストレスとオートファジーの制御を介して
神経保護作用を示す
山東医科大学 生理学
＜要旨＞
新しい医療用ガスとしての水素は酸化ストレスや炎症、アポトーシスをコントロールすることで組織保護作用を発揮します。多くのエビデンスにより、さまざまな脳障害モデルにおいて水素の保護効果が明らかになっていますが、低酸素性虚血による脳障害（HIBD）に対する水素の効果の発揮メカニズムは十分に説明がなされていない状況です。
そこで本研究では高濃度水素生理食塩水（HS）が新生児マウスのHIBDを緩和させるかどうか、そしてその観察された保護効果が小胞体（ER）ストレスの減少やオートファジーの制御によるものなのかを調べることにしました。
その結果HS投与により有意に脳浮腫が軽減し、脳梗塞部位の容積も減少しました。さらにHSは有意にHIBDによるERストレス反応を抑制し、具体的には、Grp78やC/EBPホモログタンパク質、ダウンレギュレーションを受けた転写因子が減少しました。
加えて私たちはHSがオートファジーを誘発することを明らかにし、こちらも具体的にはLC3BやBeclin-1の発現が上昇し、mTORやStat3、ERKのリン酸化を減少させました。
以上のことから、HSは新生児マウスのHIBDに対して神経保護作用を発揮し、そしてその一部はERストレスを減少させ、オートファジーを増加させることによって説明できることが分かりました。
＜一言＞
でました！流行りの小胞体ストレスとオートファジーですね。
両方ともアンチエイジングの世界ではとても注目されている現象で、両方とも細胞の中で起こります。小胞体ストレスとはもともとタンパク質合成を行う小胞体に、できそこないのタンパク質がたまっていき、ストレスがかかっている状態。オートファジーは細胞内のいらなくなったタンパク質をリサイクルするお掃除機構みたいなものです。
この実験では、水素が小胞体ストレスを低下させて、オートファジーを増加させることで細胞の中を快適環境にするというメカニズムで神経保護作用を発揮するのでは？と結論付けていますね。
