Maternal molecular hydrogen treatment attenuates lipopolysaccharide-induced rat fetal lung injury. | 妊娠ラットへの分子状水素の投与はＬＰＳによるラット胎児の肺障害を緩和する

Free Radic Res. 2015 Aug;49(8):1026-37. doi: 10.3109/10715762.2015.1038257. Epub 2015 May 7.

Maternal molecular hydrogen treatment attenuates lipopolysaccharide-induced rat fetal lung injury.

Departments of Gynecology and Obstetrics, Nagoya University Graduate School of Medicine

Abstract

Maternal inflammation is associated with spontaneous preterm birth and respiratory impairment among premature infants. Recently, molecular hydrogen (H2) has been reported to have a suppressive effect on oxidative stress and inflammation. The aim of this study was to evaluate the effects of H2 on fetal lung injury caused by maternal inflammation. Cell viability and the production of interleukin-6 (IL-6) and reactive oxygen species (ROS) were examined by treatment with lipopolysaccharide (LPS) contained in ordinal or H2-rich medium (HM) using a human lung epithelial cell line, A549. Pregnant Sprague Dawley rats were divided into three groups: Control, LPS, and HW + LPS groups. Rats were injected with phosphate-buffered saline (Control) or LPS intraperitoneally (LPS) on gestational day 19 and provided H2 water (HW) ad libitum for 24 h before LPS injection (HW + LPS). Fetal lung samples were collected on day 20, and the levels of apoptosis, oxidative damage, IL-6, and vascular endothelial growth factor (VEGF) were evaluated using immunohistochemistry. The number of apoptotic cells, and levels of ROS and IL-6 were significantly increased by LPS treatment, and repressed following cultured with HM in A549 cells. In the rat models, the population positive for cleaved caspase-3, 8-hydroxy-2′-deoxyguanosine, IL-6, and VEGF was significantly increased in the LPS group compared with that observed in the Control group and significantly decreased in the HW + LPS group. In this study, LPS administration induced apoptosis and oxidative damage in fetal lung cells that was ameliorated by maternal H2 intake. Antenatal H2 administration may decrease the pulmonary mobility associated with inflammation in premature infants.

Free Radic Res. 2015 Aug;49(8):1026-37. doi: 10.3109/10715762.2015.1038257. Epub 2015 May 7.

妊娠ラットへの分子状水素の投与は
ＬＰＳによるラット胎児の肺障害を緩和する

名古屋大学医学部大学院　産婦人科

＜要旨＞

妊娠中の母体の炎症は自然早産や早産児の肺障害に関与しています。また近年、分子状水素（H2）が酸化ストレスや炎症を抑える働きがあることが報告されています。そこで本研究では、母体の炎症により引き起こされた胎児の肺障害に対して水素に効果があるかどうかを調べました。

まず、ヒト肺上皮細胞株A549を用いて、通常の培養液もしくは高濃度に水素を溶かした培養液にLPSを添加し、細胞生存率やIL-6と活性酸素種の産生量を調べました。

そして、妊娠中のSDラットをコントロール群、LPS群、水素水＋LPS群の3群に分けました。コントロール群のラットは妊娠19日目にリン酸バッファー生理食塩水を注射し、LPS群には同日にLPSを腹腔内投与しました。そして水素水＋LPS群ではLPS投与の24時間前から自由摂取で水素水を摂取させました。そして胎児の肺サンプルを20日目に収集し、アポトーシスや酸化ダメージ、IL-6やVEGFを、免疫染色を用いて評価しました。

その結果、A549細胞を用いた実験で、LPSの添加により有意に細胞のアポトーシス数や活性酸素種の量、IL-6値が上昇しましたが、水素を溶かした培養液で培養するとそれが抑えられました。

一方のラットを用いた実験では、コントロール群に比べてLPS群で活性化カスパーゼ-3や8-OHdG、IL-6、VEGFの陽性となっている部分が有意に増加しましたが、水素水＋LPS群ではそれが有意に低下しました。また、LPS投与により、胎児の肺細胞のアポトーシスや酸化ダメージが誘導されましたが、水素の摂取でそれが緩和されました。

以上の結果から、出生前に母体を通じて水素を摂取すると、母体の炎症による早産児の肺障害を減らすことができるかもしれません。