H2S通过Nrf2信号通路抑制血管再狭窄的作用及机制研究

Restenosis (RS) is an important risk factor for prognosis after percutaneous transluminal angioplasty (PTA). The incidence of RS is high, and the secondary operation is more difficult. RS is a world wide problem in endovascular treatment era. Metal stent placement can not fundamentally solve the RS. The key of study is to explorine the mechanisms of RS formation. The molecular mechanisms of PTA aggravate or induce RS have not been fully elucidated. Oxidative stress may play a key role. Hydrogen sulfide (H2S) as a gaseous signal molecule, plays an important role in cardiovascular disease. But it is still unclear whether H2S can inhibit the occurrence and development of RS after PTA or not. Preliminary experiment showed, H2S significantly reduced the elevated levels of reactive oxygen species in endothelial cells induced by hydrogen peroxide. This project, from the whole animal and in vitro cell level, is to explore whether H2S affected Nrf2 signal transduction pathway, due to increasing of antioxidant protein level, and effectively clearing of oxygen free radical, reducing oxidative stress, downregulation of NF- kappa B and proinflammatory cytokines, and delaying the occurrence and development of RS after PTA.

血管再狭窄（RS）是经皮腔内血管成形术（PTA）后影响患者预后的重要危险因素，RS发生率高，二次手术难度更大，成为腔内治疗时代的世界性难题。金属支架置入不能从根本上解决RS，探索RS的发生机制才是关键。诱发或形成RS的分子机制尚未阐明，其中氧化应激可能起着关键作用。气体信号分子硫化氢（H2S）在抗心血管疾病中起着重要调控作用，但其能否抑制PTA术后RS的发生发展，目前尚不明确。我们预实验显示，H2S可明显降低由过氧化氢所诱导的血管内皮细胞内活性氧水平的升高，拮抗氧化应激。因此本项目拟从整体动物和离体细胞水平，来探讨H2S是否通过影响Nrf2信号转导通路，引起下游抗氧化蛋白水平增加，从而有效清除氧自由基、减轻氧化应激水平、下调NF-κB及相关促炎因子，从而抑制PTA术后RS发生发展，为PTA术后预防RS提供更有效的药物及治疗靶点。

目的：外周动脉血管成形术成功后再狭窄是一个具有挑战性的临床问题。氧化应激参与再狭窄的发展和进展。硫化氢（H2S）在氧化应激的调节中起着关键作用，据报道在糖尿病性心肌病的发展中激活核因子红细胞样2相关因子2（nrf2）/抗氧化反应元件信号通路。在这里，我们使用体内和体外再狭窄模型，研究了硫化氢是否抑制经皮腔内血管成形术（PTA）后的再狭窄，以及其中涉及的氧化应激相关机制。同时也探讨了nrf2在这一过程中的作用。方法与结果：苏木精、伊红、Masson三色染色和Verhoeff氏染色显示，再狭窄4周大鼠动脉胶原纤维和弹性纤维数量明显增加。硫化氢钠（Nahs）作为硫化氢的供体，逆转了这些变化，而nrf2的下调部分阻止了Nahs的作用。此外，采用免疫印迹法和酶联免疫吸附法研究再狭窄对氧化应激和炎症反应的影响。再狭窄4周的大鼠，nrf2、胱硫醚-γ-裂合酶、血红素加氧酶-1、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽的表达显著降低，而这种现象被Nahs抑制。但是，Nrf2干扰后阻断了Nahs的作用。炎症方面，白细胞介素（IL）-1β、IL-6、肿瘤坏死因子α、细胞间黏附分子-1和血管细胞黏附分子-1的蛋白水平升高，而Nahs治疗则完全相反。同样地，Nrf2的下调也阻止了Nahs的作用。体外研究结果与体内研究结果一致。结论：我们认为，H2S可通过靶向nrf2相关途径减少氧化应激减轻PTA后再狭窄。