硫化氢对宫内香烟暴露致乳鼠延髓呼吸中枢损伤的保护作用

Cigarette burning-released noxious substances may cause neurotoxic effects, leading to impediment of development of the brainstem respiratory centers. Cigarette exposure of gravida is one of the critical factors to induce some central respiratory disorders such as sudden infant death syndrome. A novel gaseous signal molecule, hydrogen sulfide (H2S), plays important roles in neuroprotection, resistance to ischemia and hypoxia, and relaxation of vascular smooth muscles. Our previous studies in the rats have demonstrated that H2S is involved in central control of normal respiratory rhythm at the level of medulla oblongata and that it exhibits protective action on medullary respiratory centers from injury induced by acute and chronic hypoxia. We are now further hypothesizing that H2S might also protect medullary respiratory centers from damage induced by intrauterine cigaritte exposure. The aims of this project are to verify our hypothesis above and to investigate the possible mechanisms of the protection. The experiments will be carried out in the model of rat with retardation of growth and development caused by intrauterine cigarette exposure, using electrophysiological, biochemical, molecular biological, morphological and immunofluorescent techniques. This project will be very significant to further reveal the biological roles of H2S. It will also be very meaningful to provide a new research strategy for prevention and treatment of the diseases related with central respiratory disorders.

香烟燃烧时所释放的有害物质具有神经毒性作用，对胎儿脑干呼吸中枢的发育可产生不良影响。孕妇吸烟（含被动吸烟）是引起新生儿猝死综合征等中枢性呼吸障碍相关疾病的重要原因之一。新型气体信号分子硫化氢（H2S）具有神经保护、抗缺血缺氧、舒张血管平滑肌等作用。我们前期研究表明，在延髓水平，H2S参与对正常呼吸节律的中枢性调控，而且对急性和慢性缺氧所致延髓呼吸中枢损伤具有保护作用。我们进一步假设：H2S对宫内香烟暴露所致延髓呼吸中枢损伤也具有保护作用。本课题拟在宫内香烟暴露致大鼠生长发育迟缓动物模型，采用电生理学、生物化学、分子生物学、形态学和免疫荧光等技术，验证H2S对宫内香烟暴露致乳鼠延髓呼吸中枢损伤具有保护作用，并探讨其保护作用的可能机制。本研究对于进一步揭示H2S的生物学功能具有重要的理论意义和学术价值，并可为临床中枢性呼吸障碍相关疾病的防治提供新的研究策略。

香烟燃烧时所释放的有害物质具有神经毒性作用，新型气体信号分子硫化氢（H2S）具有神经保护作用。我们前期研究表明，H2S参与正常呼吸节律的中枢性调控，并对急、慢性缺氧所致延髓呼吸中枢损伤具有保护作用。本课题在宫内香烟烟雾暴露（CS）大鼠模型，主要研究了宫内CS对新生大鼠延髓呼吸中枢的损伤；H2S对宫内CS所致新生大鼠延髓呼吸中枢损伤的保护作用；H2S发挥保护作用的可能机制。主要成果如下：1.宫内CS引起新生大鼠延髓呼吸中枢神经元胞体肿胀，着色变浅，延髓离体脑片舌下神经根呼吸节律样放电对缺氧刺激的反应减弱，提示宫内CS可导致新生大鼠延髓呼吸中枢损伤；2.宫内CS1-20d、CS7-20d均可引起上述损伤，且损伤程度相同，而CS14-20d未导致上述损伤，提示宫内CS对新生大鼠延髓呼吸中枢的损伤具有时间依赖性；3.CBS和3MST存在于新生大鼠延髓呼吸相关神经核团的胶质细胞和（或）神经元，宫内CS7-20d可上调CBS和3MST的表达，提示CBS/3MST-H2S途径存在于新生大鼠延髓，并参与宫内CS所致新生大鼠延髓呼吸中枢损伤的保护；4.对CS7-20d孕鼠腹腔注射NaHS，发现不同浓度NaHS对新生大鼠延髓呼吸中枢神经元形态以及延髓离体脑片舌下神经根呼吸节律样放电具有不同程度的保护作用，说明H2S对宫内CS导致的新生大鼠延髓呼吸中枢损伤具有保护作用，并且该保护作用具有剂量依赖性；5.NaHS可缓解宫内CS引起的新生大鼠延髓呼吸中枢神经元凋亡，延髓组织凋亡因子Bax和caspase3 mRNA和蛋白表达增加、Bcl-2 mRNA和蛋白表达降低，提示H2S可通过抗凋亡途径发挥保护作用；6.NaHS可缓解宫内CS引起的新生大鼠延髓组织MDA含量升高、SOD活性降低，提示H2S可通过抗氧化途径发挥保护作用；7.NaHS可缓解宫内CS引起的新生大鼠延髓组织炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6 mRNA表达升高，提示H2S可通过抗炎症途径发挥保护作用。本研究对于进一步揭示和扩展H2S的生物学效应具有重要的理论意义和学术价值，对于探索新生儿猝死综合征和先天性中枢性低通气综合征等中枢性呼吸障碍相关疾病的防治策略也具有重要意义。