Hydrogen-rich saline reduces cell death through inhibition of DNA oxidative stress and overactivation of poly (ADP-ribose) polymerase-1 in retinal ischemia-reperfusion injury. | 高濃度水素生理食塩水は網膜虚血再灌流障害における DNA酸化ストレスとポリ（ADP-リボース）ポリメラーゼ1の 過剰活性を防ぐことで細胞死を減らす
Mol Med Rep. 2015 May 5. doi: 10.3892/mmr.2015.3731. [Epub ahead of print]
Hydrogen-rich saline reduces cell death through inhibition of DNA oxidative stress and overactivation of poly (ADP-ribose) polymerase-1 in retinal ischemia-reperfusion injury.
Department of Anesthesiology, Tianjin Institute of Anesthesiology, Tianjin Medical University General Hospital
Abstract
Overactivation of poly (ADP-ribose) polymerase 1 (PARP-1), as a result of sustained DNA oxidation in ischemia reperfusion injury, triggers programmed cell necrosis and apoptosis. The present study was conducted to demonstrate whether hydrogen rich saline (HRS) has a neuroprotective effect on retinal ischemia reperfusion (RIR) injury through inhibition of PARP 1 activation. RIR was induced by transient elevation of intraocular pressure in rats. HRS (5 ml/kg) was administered peritoneally every day from the beginning of reperfusion in RIR rats until the rats were sacrificed. Retinal damage and cell death was determined using hematoxylin and eosin and terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling staining. DNA oxidative stress was evaluated by immunofluorescence staining of 8 hydroxy 2 deoxyguanosine. In addition, the expression of PARP 1 and caspase 3 was investigated by western blot analysis and/or immunohistochemical staining. The results demonstrated that HRS administration improved morphological alterations and reduced apoptosis following RIR injury. Furthermore, the present study found that HRS alleviated DNA oxidation and PARP 1 overactivation in RIR rats. HRS can protect RIR injury by inhibition of PARP 1, which may be involved in DNA oxidative stress and caspase-3-mediated apoptosis.
Mol Med Rep. 2015 May 5. doi: 10.3892/mmr.2015.3731. [Epub ahead of print]
高濃度水素生理食塩水は網膜虚血再灌流障害における
DNA酸化ストレスとポリ（ADP-リボース）ポリメラーゼ1の
過剰活性を防ぐことで細胞死を減らす
津医科大学総合病院 麻酔科
＜要旨＞
虚血再灌流時のDNA酸化を引き起こす原因として知られるポリ（ADP-リボース）ポリメラーゼ1（PARP-1）の過剰活性は、プログラム細胞死であるネクローシスやアポトーシスを引き起こす原因となります。
そこで本研究では、網膜の虚血再灌流障害モデルにおいて、高濃度水素食塩水（HRS）がPARP-1活性化阻害作用を介して神経保護効果を発揮するかどうかを調べました。
はじめに網膜虚血再灌流障害モデルラットは、眼圧を一過性に上昇させることで作成しました。また、ラットに網膜虚血再灌流障害を引き起こしてからそのラットを解剖するまで、毎日HRS（5ml/kg）を腹膜内投与しました。
なお、網膜障害と細胞死についてはHE染色とTUNEL染色で評価しました。さらにDNA酸化ストレスは8-OHdGの免疫染色にて評価し、PARP-1とカスパーゼ-3の発現はウエスタンブロット法もしくは免疫組織化学的染色で調べました。
その結果、HRS投与により組織変性が抑えられ、網膜虚血再灌流障害後のアポトーシスが減少することが分かりました。さらにこの研究で、HRSにより網膜虚血再灌流ラットのDNA酸化とPARP-1の過剰活性が抑えられることが分かりました。
DNA酸化ストレスやカスパーゼ-3調節型アポトーシスはPARP-1が関与していますが、HRSはそのPARP-1阻害作用を介して網膜虚血再灌流障害に対する保護作用を発揮していると考えられます。
＜一言＞
PARP1ってなんぞやと思われた方も多いかもしれません。PARP1阻害作用を持つお薬というものが乳がんや卵巣がんに対する抗がん剤としてすでに世の中に出回っています。この論文によると、水素にはなんとそのPARP1阻害作用があるらしいのです。ここではがんではなく、虚血再灌流障害に対する効果をみているようですね。
虚血再灌流障害と水素についてはさまざまな論文がでているのでまたこの話かと辟易しますが、今回はメカニズムの一つにPARP1阻害があるんじゃないかというところが今までの論文と違う所ですね。
