Hydrogen Gas Inhalation Attenuates Seawater Instillation-Induced Acute Lung Injury via the Nrf2 Pathway in Rabbits. | 水素ガス吸入はNrf2経路を介して ウサギの海水点滴負荷後の急性肺障害を緩和させる
Inflammation. 2016 Sep 5. [Epub ahead of print]
Hydrogen Gas Inhalation Attenuates Seawater Instillation-Induced Acute Lung Injury via the Nrf2 Pathway in Rabbits.
Department of Emergency and Critical Care Medicine, Shanghai Changzheng Hospital, Second Military Medical University
Abstract
Seawater instillation-induced acute lung injury involves oxidative stress and apoptosis. Although hydrogen gas inhalation is reportedly protective in multiple types of lung injury, the effect of hydrogen gas inhalation on seawater instillation-induced acute lung injury remains unknown. This study investigated the effect of hydrogen gas on seawater instillation-induced acute lung injury and explored the mechanisms involved. Rabbits were randomly assigned to control, hydrogen (2 % hydrogen gas inhalation), seawater (3 mL/kg seawater instillation), and seawater + hydrogen (3 mL/kg seawater instillation + 2 % hydrogen gas inhalation) groups. Arterial partial oxygen pressure and lung wet/dry weight ratio were detected. Protein content in bronchoalveolar lavage fluid (BALF) and serum as well as tumor necrosis factor (TNF)-α, interleukin (IL)-1β, and IL-6 levels were determined. Hematoxylin-eosin staining was used to monitor changes in lung specimens, and malondialdehyde (MDA) content and myeloperoxidase (MPO) activity were assayed. In addition, NF-E2-related factor (Nrf) 2 and heme oxygenase (HO)-1 mRNA and protein expression were measured, and apoptosis was assessed by measuring caspase-3 expression and using terminal deoxy-nucleotidyl transferase dUTP nick end-labeling (TUNEL) staining. Hydrogen gas inhalation markedly improved lung endothelial permeability and decreased both MDA content and MPO activity in lung tissue; these changes were associated with decreases in TNF-α, IL-1β, and IL-6 in BALF. Hydrogen gas also alleviated histopathological changes and cell apoptosis. Moreover, Nrf2 and HO-1 expressions were significantly activated and caspase-3 expression was inhibited. These results demonstrate that hydrogen gas inhalation attenuates seawater instillation-induced acute lung injury in rabbits and that the protective effects observed may be related to the activation of the Nrf2 pathway.
Reprod Sci. 2016 Jun 23. pii: 1933719116655622. [Epub ahead of print]
水素ガス吸入はNrf2経路を介して
ウサギの海水点滴負荷後の急性肺障害を緩和させる
第二軍医大学 上海長征病院 救急医療
＜要旨＞
海水点滴負荷による急性肺障害には、酸化ストレスとアポトーシスが関与します。また、水素ガス吸入はさまざまな肺障害に対して保護作用を示すことが報告されていますが、海水点滴負荷による急性肺障害に対する水素ガス吸入の効果は明らかにはされていません。
そこで本研究では、海水点滴負荷による急性肺障害に対する水素ガスの効果を調べるとともに、そのメカニズムについても調べました。
ウサギはランダムにコントロール群、水素群（2％水素ガス吸入）、海水群（3mL/kg海水点滴）、海水＋水素群（3mL/kg海水点滴＋2％水素ガス吸入）に割り付けました。
動脈の酸素分圧や肺の湿乾重量比を測定するとともに、気管支肺胞洗浄液（BALF）中・血清中のタンパク質量やTNF-α、IL-1β、IL-6を測定しました。また、肺検体の変化を観察するためにHE染色を行い、マロンジアルデヒド（MDA）とミエロペルオキシダーゼ（MPO）活性を調べました。
さらに、Nrf2とHO-1のmRNAとたんぱく発現を測定し、アポトーシスについてはカスパーゼ-3発現の測定とTUNEL染色を用いて評価しました。
その結果、水素ガスの吸入により、肺上皮細胞の透過性が著しく改善するとともに肺組織のMDA値とMPO活性が減少しました。これらの変化は、BALF中のTNF-αやIL-1β、IL-6の減少と連動していました。
また水素は病理組織の変化と細胞のアポトーシスを抑えました。さらにNrf2とHO-1発現が有意に活性化し、カスパーゼ-3の発現は阻害されました。
以上の結果から、水素ガスの吸入によって、ウサギの海水点滴負荷による急性肺障害を緩和することがわかりました。そして水素の保護効果はNrf2経路の活性化に関与していると考えられます。
＜一言＞
全くの専門外で知識がなかったので要旨の英文を「海水点滴」と直訳しましたが、本当は全く別のものかもしれません。すみません…。海水点滴なにがしによって惹起された急性肺炎が水素ガス吸入で抑えられるという動物実験です。
水素の吸入によって体内の抗酸化システムが活性化し、活性酸素や炎症が抑えられて、アポトーシスも抑えられたそうです。
水素ガス吸入で思い出しましたが、ドクターXというドラマでも水素ガスが取り上げられていましたね。チラチラとしか見ていなかったので、間違っていたらごめんなさいなのですが、フィギュアスケート選手の手術に時間がかかりすぎて体に悪影響がでるかもしれないので、手術を中途半端にするか、続行するか…という決断を求められる場面で、水素ガスの登場でした。
虚血再灌流障害を抑えられるので、水素ガスを使ったと少し解説のようなセリフの下りがありましたが、一般の方でどれぐらいの方がこれで水素の働きを認識した（？）のでしょうか…。気になる所です。
