Hydrogen ameliorates pulmonary hypertension in rats by anti-inflammatory and antioxidant effects. | 水素は抗炎症と状酸化作用により、 ラットの肺高血圧症を抑える
J Thorac Cardiovasc Surg. 2015 Sep;150(3):645-54.e3. doi: 10.1016/j.jtcvs.2015.05.052. Epub 2015 May 22.
Hydrogen ameliorates pulmonary hypertension in rats by anti-inflammatory and antioxidant effects.
Department of Pediatrics, Nagoya University Graduate School of Medicine
Abstract
OBJECTIVE:
The pathogenesis of pulmonary arterial hypertension (PAH) involves reactive oxygen species and inflammation. Beneficial effects of molecular hydrogen, which exerts both anti-inflammatory and antioxidative effects, have been reported for various pathologic conditions. We therefore hypothesized that molecular hydrogen would improve monocrotaline (MCT)-induced PAH in rats.
METHODS:
Nineteen male Sprague-Dawley rats (body weight: 200-300 g) were divided into groups, receiving: (1) MCT + hydrogen-saturated water (group H); (2) MCT + dehydrogenized water (group M); or (3) saline + dehydrogenized water (group C). Sixteen days after substance administration, we evaluated hemodynamics, harvested the lungs and heart, and performed morphometric analysis of the pulmonary vasculature. Macrophage infiltration, antiproliferating cell nuclear antigen-positive cells, 8-hydroxy-deoxyguanosine (8-OHdG)-positive cells, and expressions of phosphorylated signal transducers and activators of transcription-3 (STAT3) and nuclear factor of activated T-cells (NFAT) were evaluated immunohistochemically. Stromal cell-derived factor-1 and monocyte chemoattractant protein-1 expressions were evaluated by quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction.
RESULTS:
Pulmonary arterial hypertension was significantly exacerbated in group M compared to group C, but was significantly improved in group H. Vascular density was significantly reduced in group M, but not in group H. Adventitial macrophages, antiproliferating cell nuclear antigen – and 8-OHdG-positive cells, and stromal cell-derived factor-1 and monocyte chemoattractant protein-1 expressions were significantly increased in group M, but improved in group H. Expressions of phosphorylated STAT3 and NFAT were up-regulated in group M, but improved in group H.
CONCLUSIONS:
Molecular hydrogen ameliorates MCT-induced PAH in rats by suppressing macrophage accumulation, reducing oxidative stress and modulating the STAT3/NFAT axis.
J Thorac Cardiovasc Surg. 2015 Sep;150(3):645-54.e3. doi: 10.1016/j.jtcvs.2015.05.052. Epub 2015 May 22.
水素は抗炎症と状酸化作用により、
ラットの肺高血圧症を抑える
名古屋大学大学院医学部小児科
＜要旨＞
目的
肺動脈性肺高血圧（PAH）は活性酸素種と炎症が関与することが知られる一方、水素分子は抗炎症作用と抗酸化作用を持ち、さまざまな病気に対する効果が報告されています。そこで私たちは水素分子がモノクロタリン誘発性PAHラットの症状を改善させるのではないかと考えました。
方法
19匹のSD雄ラット（体重：200～300g）を下記の通りにグループ分けをしました。（1）モノクロタリン＋飽和水素水（H群）、（2）モノクロタリン＋水素を含まない水（M群）、（3）生理食塩水＋水素を含まない水（C群）
そして投与から16日後、ラットの血流動態を調べるとともに、肺と心臓を取り出し、肺血管の観察を行いました。また、マクロファージの浸潤や抗増殖細胞核抗原陽性細胞、8-OHdG陽性細胞、さらにリン酸化シグナル伝達兼転写活性化因子-3（STAT-3）やT細胞活性化因子（NFAT）の発現について、免疫染色で評価しました。そして定量RT-PCRでSDF-1とMCP-1の発現を調べました。
結果
肺動脈性肺高血圧症について、C群に比較してM群では有意に悪化しましたが、H群ではそれが有意に改善していました。また、血管密度は有意にM群で減少していましたが、H群では減少していませんでした。
さらに血管外膜のマクロファージや抗増殖細胞核抗原陽性細胞、8-OHdG陽性細胞、SDF-1とMCP-1の発現はM群で有意に増加しましたが、H群で改善しました。同様にM群でアップレギュレーションされていたリン酸化STAT-3とNFATはH群で改善しました。
結論
水素分子はMCT誘発性PAHラットに対して、マクロファージの集積を抑えるとともに、酸化ストレスの減少やSTAT-3/NFAT系の調節により、症状を抑えることが分かりました。
＜一言＞
肺動脈性肺高血圧症…、なかなか聞き慣れない病気ですが、それもそのはず難病の一つで、心臓から肺へ血液を運ぶ血管（＝肺動脈）に支障をきたすため、風が吹けば桶屋がもうかるではないですが、結果として全身に酸素が運ばれにくい状態となり、息切れ等や疲れ、だるさなどを伴う病気だそうです。
それに対して、水素が効くかどうかを動物実験で確かめたのがこの論文です。それによると人工的に肺動脈性肺高血圧症にしたラットには効果があった…とのこと。ヒトではどうなんでしょうか。今後の研究の進展が望まれます。
