Водородът инхибира навлизането на Ca2+, предпазва ендотелните клеткиНаучно Изследване

Резюме:

История: Сепсисът е вид животозастрашаваща органна дисфункция, която е причинени от нерегулиран отговор на гостоприемника към инфекция. Белият дроб е най-уязвимият целеви орган при септични състояния. Белодробните микроваскуларни ендотелни клетки (PMVEC) играят критична роля при остро белодробно увреждане (ALI), причинено от тежък сепсис. Увреждането на PMVEC по време на сепсис е сложен регулаторен процес, включващ множество механизми, при които дисбалансът на калциевата (Ca2+) хомеостаза на ендотелните клетки е ключов фактор за неговото функционално увреждане. Нашите предварителни резултати показват, че лечението с водороден газ (H2) значително облекчава увреждането на белите дробове при сепсис, предпазва PMVECs от хиперпропускливост и намалява експресията на молекула 1 на стромално взаимодействие на плазмената мембрана (STIM1), но основният механизъм, чрез който H2 поддържа Ca2+ хомеостазата в ендотела клетки в септични модели остава неясно. По този начин целта на настоящото изследване беше да се изследва молекулярният механизъм на регулиране на STIM1 и Ca2+-освобождаване-активиран Ca2+ канал протеин1 (Orai1) чрез лечение с H2 и да се изследва ефектът от лечението с H2 върху Ca2+ хомеостазата при индуциран от липополизахарид (LPS) PMVECs и LPS-провокирани мишки.

Методи: Наблюдавахме ролята на H2 върху LPS-индуцирана ALI на мишки in vivo. Тегловното съотношение мокър/сух бял дроб (W/D), общият протеин в течността на бронхоалвеоларния лаваж (BAL) и тестът със синьо багрило Evans (EBD) бяха използвани за оценка на увреждането на белодробната ендотелна бариера на LPS-провокирани мишки. Експресията на STIM1 и Orai1 също беше открита с помощта на епифлуоресцентна микроскопия. Освен това, ние също изследвахме ролята на богата на H2 среда в регулирането на PMVECs при лечение с LPS, което индуцира увреждане, подобно на сепсис in vitro. Експресията на STIM1 и Orai1, както и концентрацията на Ca2+ в PMVECs бяха изследвани.

Резултати: In vivo открихме, че H2 облекчава ALI на мишки чрез намаляване на съотношението W/D на белия дроб, общия протеин в BAL течността и пропускливостта на белия дроб. В допълнение, H2 също намалява експресията на STIM1 и Orai1 в белодробния микроваскуларен ендотел. In vitro, лечението с LPS повишава нивата на експресия на STIM1 и Orai1 в PMVECs, докато H2 обръща тези промени. Освен това, H2 подобрява притока на Ca2+ при условия, имитиращи сепсис. Лечението с инхибитора на сарко/ендоплазмения ретикулум Ca2+ аденозин трифосфатаза (SERCA), тапсигаргин (TG), води до значително намаляване на жизнеспособността на клетките, както и до намаляване на експресията на свързващи протеини, включително VE-кадхерин и оклудин. Третирането с инхибитор на Ca2+ влизане в магазина (SOCE), YM-58483 (BTP2), повишава клетъчната жизнеспособност и експресията на съединителните протеини. Заключения: Настоящото проучване предполага, че лечението с H2 облекчава индуцираната от LPS PMVEC дисфункция чрез инхибиране на SOCE, медиирано от STIM1 и Orai1 in vitro и in vivo.