Hydrogen-rich saline attenuates skin ischemia/reperfusion induced apoptosis via regulating Bax/Bcl-2 ratio and ASK-1/JNK pathway. | 高濃度水素生理食塩水は、 Bax/Bcl-2比とASK-1/JNK経路に影響を与え、 皮膚虚血再灌流によるアポトーシスを抑制する

J Plast Reconstr Aesthet Surg. 2015 Mar 19. pii: S1748-6815(15)00124-2. doi: 10.1016/j.bjps.2015.03.001. [Epub ahead of print]

Hydrogen-rich saline attenuates skin ischemia/reperfusion induced apoptosis via regulating Bax/Bcl-2 ratio and ASK-1/JNK pathway.

College of Life Science and Bioengineering, Beijing University of Technology

Abstract

INTRODUCTION:

Many pathways have been reported involving the effect of hydrogen-rich saline on protecting skin flap partial necrosis induced by the inflammation of ischemia/reperfusion injury. This study focused on the influence of hydrogen-rich saline treatment on apoptosis pathway of ASK-1/JNK and Bcl-2/Bax radio in I/R injury of skin flaps.

METHODS:

Adult male Sprague-Dawley rats were divided into three groups. Group 1 was sham surgery group, Group 2 and 3 were ischemia/reperfusion surgery treated with physiological saline and hydrogen-rich saline respectively. Blood perfusion of flap was measured by Laser doppler flowmeters. Hematoxylin and eosin staining was used to observe morphological changes. Early apoptosis in skin flap was observed through TUNEL staining and presented as the percentage of TUNEL-positive cells of total cells. pASK-1, pJNK, Bcl-2 and Bax were examined by immunodetection. In addition Bcl-2, Bax and caspase-3 were detected by qPCR. Caspase-3 activity was also measured.

RESULTS:

Compared to the Group 2, tissues from the group 3 were observed with a high expression of Bcl-2 and a low expression of pASK-1, pJNK, and Bax, a larger survival area and a high level of blood perfusion. Hydrogen-rich saline ameliorated inflammatory infiltration and decreased cell apoptosis.

CONCLUSION:

The results indicate that hydrogen-rich saline could ameliorate ischemia/reperfusion injury and improve flap survival rate by inhibiting the apoptosis factor and, at the same time, promoting the expression of anti-apoptosis factor.


J Plast Reconstr Aesthet Surg. 2015 Mar 19. pii: S1748-6815(15)00124-2. doi: 10.1016/j.bjps.2015.03.001. [Epub ahead of print]

高濃度水素生理食塩水は、
Bax/Bcl-2比とASK-1/JNK経路に影響を与え、
皮膚虚血再灌流によるアポトーシスを抑制する

北京工業大学 生命科学・生物エンジニアリング学院

<要旨>

はじめに

高濃度水素生理食塩水の虚血再灌流に伴う炎症により引き起こされた皮弁の部分的ネクローシスに対する保護効果についてさまざまな作用メカニズムが報告されていますが、本研究ではアポトーシス経路であるASK-1/JNKとBax/Bcl-2比に焦点を当てて、高濃度水素生理食塩水の効果を調べました。

方法

成雄SDラットを3群に分け、1群はシャム処置群として、2群目は虚血再灌流処置を行ったうえで生理食塩水を投与する群、3群目は虚血再灌流処置と水素生理食塩水投与を組み合わせた群としました。

皮弁の血流はレーザードップラー血流計を用いて測定し、形態変化を調べるためにHE染色を行いました。そして皮弁の初期アポトーシスはTUNEL染色を用いて観察し、細胞総数中のTUNEL陽性細胞として百分率で表しました。また、pASK-1、pJNK、Bcl-2とBaxは免疫検出法を用いて調べました。さらにBcl-2とBax、カスパーゼ3はqPCR法により検出しました。そしてカスパーゼ3活性も別途測定をしました。

結果

生理食塩水を与えられた群と比較して、水素生理食塩水群ではBcl-2の発現が増加し、pASK-1・pJNK・Baxの発現が減少しました。また同時に水素群で生存細胞の部位がより大きく、血流も増えていることがわかりました。そして高濃度水素生理食塩水は炎症細胞の浸潤を抑制し、細胞のアポトーシスを減少させました。

結論

以上の結果から、高濃度の水素生理食塩水はアポトーシスを引き起こす因子を抑制すると同時に、抗アポトーシス因子の発現を促進させることで、虚血再灌流障害を抑え、皮弁の生存率を改善させることがわかりました。


<一言>

皮膚の虚血再灌流って何!?と思ってちょこちょこと調べましたが、どうやら皮膚の壊死のことみたいです(違っていたらごめんなさい)。皮膚の壊死といえば褥瘡(じょくそう)が有名ですね。水素が炎症を鎮め、アポトーシスを起こさないようにするため、皮膚の壊死が防げるという話でした。今回の研究は注射による水素の投与ですが、水素水の内服や外用で簡単に褥瘡が予防できたり、改善できるといいですよね。今後の研究に期待!