熱線(xiàn):021-56056830,66110819
手機:13564362870
熱線(xiàn):021-56056830,66110819
手機:13564362870
研究簡(jiǎn)介:早產(chǎn)是發(fā)達國家嬰兒發(fā)病率和死亡率的主要原因之一。早產(chǎn)兒在出生后,尤其是那些出生非常早的嬰兒,其心血管系統會(huì )經(jīng)歷突然的成熟變化。研究了早產(chǎn)兒中由胱硫醚γ裂解酶(CSE)部分驅動(dòng)的微血管循環(huán)失調,并提出了一種新的早產(chǎn)兒心血管損害范例。之前認為早產(chǎn)兒的心血管損害主要是由于早產(chǎn)兒循環(huán)系統不成熟,導致系統性血管阻力高和心輸出量不足,但近期的研究表明,微血管功能和適應性可能是導致早產(chǎn)兒心血管損害的另一個(gè)關(guān)鍵因素。特別是在非常早產(chǎn)的嬰兒中,他們的外周微血管擴張與足月嬰兒相比更為明顯,而且這種擴張與不良預后相關(guān),如更低的胎齡、男性以及更高的疾病嚴重程度評分。硫化氫(H2S)作為一種氣體信號分子,在調節微血管張力和循環(huán)轉換期間可能發(fā)揮的生理作用。在成熟的新生兒中,H2S的全身轉化與微血管血流正相關(guān),但與血壓呈負相關(guān),表明H2S在循環(huán)轉換期間具有生理作用。而在“高?!痹绠a(chǎn)兒中,出生后H2S的全身轉化增加,并且這種增加與所有主要的不良結果風(fēng)險因素獨立相關(guān),如胎齡、產(chǎn)后年齡和男性性別。研究團隊通過(guò)在早產(chǎn)和足月豚鼠模型上進(jìn)行實(shí)驗,評估了微血管血流,并測定了硫化氫(H2S)的主要尿代謝物硫代硫酸鹽。實(shí)驗結果顯示,在早產(chǎn)動(dòng)物中,出生后外周血管的H2S產(chǎn)生能力顯著(zhù)增加,且通過(guò)CSE的抑制作用顯著(zhù)降低。此外,尿中的硫代硫酸鹽與微血管血流和血管產(chǎn)生H2S的能力呈正相關(guān),而CSE產(chǎn)生的H2S與微血管血流沒(méi)有直接相關(guān)性。
Unisense微呼吸系統的應用
Unisense微呼吸系統用來(lái)評估胎兒和新生兒皮膚及心臟樣本中硫化氫(H2S)的實(shí)時(shí)產(chǎn)生。通過(guò)向微呼吸瓶中注入組織樣本,并添加L-半胱氨酸(底物)和磷酸吡哆醛,實(shí)時(shí)監測H2S的產(chǎn)生。unisense微呼吸系統可以獲得在不同發(fā)育階段和不同組織中H2S產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)變化。通過(guò)添加丙炔氨酸(PAG),一種CSE抑制劑,能夠確定CSE對總H2S產(chǎn)生貢獻的比例。比較了早產(chǎn)和足月豚鼠胎兒及新生兒的H2S產(chǎn)生能力,以評估妊娠年齡和出生后時(shí)間對H2S產(chǎn)生的影響。
實(shí)驗結果
在早產(chǎn)動(dòng)物中,出生后外周血管的H2S產(chǎn)生能力顯著(zhù)增加,且通過(guò)CSE的抑制作用顯著(zhù)降低。此外尿中的硫代硫酸鹽與微血管血流和血管產(chǎn)生H2S的能力呈正相關(guān),而CSE產(chǎn)生的H2S與微血管血流沒(méi)有直接相關(guān)性。在早產(chǎn)動(dòng)物新生兒中,H2S產(chǎn)生在胎兒-新生兒轉換期間增加,并且CSE對總H2S的貢獻在產(chǎn)后增加。CSE依賴(lài)性H2S產(chǎn)生與微血管血流的測量相關(guān)。H2S在早產(chǎn)兒的微血管張力調節中起著(zhù)重要作用,并且CSE是H2S產(chǎn)生的關(guān)鍵酶。早產(chǎn)兒的微血管循環(huán)失調可能與H2S產(chǎn)生的變化有關(guān),這可能影響新生兒的心血管穩定性。
圖1、(A)雄性和(B)雌性豚鼠新生兒的微血管血流。使用激光多普勒流量測量在頸部的皮下微血管血流,以自然對數單位表示(lnPU),在產(chǎn)后10小時(shí)和24小時(shí)對足月(開(kāi)放圓圈)和早產(chǎn)(實(shí)心圓圈)豚鼠新生兒進(jìn)行測量。24小時(shí)組的動(dòng)物在產(chǎn)后10小時(shí)和24小時(shí)都進(jìn)行了微血管評估。A,與足月雄性相比,早產(chǎn)雄性在產(chǎn)后10小時(shí)(足月,n=12;早產(chǎn),n=12)和24小時(shí)(足月,n=6;早產(chǎn),n=7)的微血管血流顯著(zhù)更高。B,胎齡對雌性在產(chǎn)后10小時(shí)(足月,n=11;早產(chǎn),n=11)或24小時(shí)(足月,n=5;早產(chǎn),n=5)的微血管血流沒(méi)有影響。*P<0.05與同一性別的相應足月組比較。
圖2、皮下血管具有產(chǎn)生硫化氫的能力,這在一定程度上是依賴(lài)于胱硫醚γ裂解酶(CSE)的。A,在控制條件下以及添加丙炔氨酸(PAG)后,胎兒產(chǎn)生的總硫化氫(硫化氫的主要尿代謝物),用于確定CSE對總硫化氫產(chǎn)生的貢獻(足月雄性,n=5;足月雌性,n=6;早產(chǎn)雄性,n=6;早產(chǎn)雌性,n=6)。B,產(chǎn)后10小時(shí)(足月雄性,n=6;足月雌性,n=6;早產(chǎn)雄性,n=6;早產(chǎn)雌性,n=6)。C,產(chǎn)后24小時(shí)(足月雄性,n=6;足月雌性,n=5;早產(chǎn)雄性,n=5;早產(chǎn)雌性,n=5)。*P<0.05與同一性別的相應足月組比較,?P<0.05與同一胎齡組內的胎兒時(shí)間點(diǎn)比較,?P<0.05與同一胎齡組內的10小時(shí)時(shí)間點(diǎn)比較,#P<0.05與相應的總硫化氫產(chǎn)生值比較。
圖3、在產(chǎn)后10小時(shí)(A-C)和24小時(shí)(D-F)微血管血流與總血管硫化氫產(chǎn)生能力的關(guān)聯(lián)。在所有新生兒(圖A;n=24)、足月新生兒(圖B;n=12)中觀(guān)察到正相關(guān),但在早產(chǎn)新生兒(圖C;n=12)中未觀(guān)察到。在產(chǎn)后24小時(shí),無(wú)論是總體(圖D,n=22)還是足月(圖E;n=12)或早產(chǎn)(圖F;n=10)新生兒,微血管血流與總血管硫化氫產(chǎn)生能力之間均未觀(guān)察到關(guān)聯(lián)。
圖4、收集自胎兒(圖A;足月雄性,n=4;足月雌性,n=3;早產(chǎn)雄性,n=4;早產(chǎn)雌性,n=4)和產(chǎn)后24小時(shí)的新生兒(圖B;足月雄性,n=4;足月雌性,n=3;早產(chǎn)雄性,n=3;早產(chǎn)雌性,n=4)的心臟能夠產(chǎn)生硫化氫,當提供過(guò)量的底物和輔因子時(shí)。添加丙炔氨酸(PAG)表明,在產(chǎn)后心臟中,總硫化氫的一個(gè)顯著(zhù)比例是通過(guò)依賴(lài)CSE的機制產(chǎn)生的。*P<0.05與同一性別的相應足月組比較,?P<0.05與胎兒時(shí)間點(diǎn)內的相應胎齡組比較,#P=0.05與相應的總硫化氫產(chǎn)生值比較。
圖5、在產(chǎn)后24小時(shí)內,通過(guò)測量尿中的硫代硫酸鹽來(lái)評估足月(圖A;n=11)和早產(chǎn)(圖B;n=12)豚鼠的系統總硫化氫產(chǎn)生。在整個(gè)24小時(shí)期間,尿中的硫代硫酸鹽在早產(chǎn)兒中顯著(zhù)高于足月兒(P=0.002)。在早產(chǎn)組中,隨著(zhù)產(chǎn)后年齡的增長(cháng),系統總硫化氫產(chǎn)生增加(*P=0.003),在足月兒中未觀(guān)察到這種關(guān)系。
結論與展望
早產(chǎn)兒心血管損害的部分由胱硫醚γ裂解酶(CSE)驅動(dòng)的微血管循環(huán)失調。硫化氫(H2S)作為一種氣體信號分子,在調節微血管張力和循環(huán)轉換期間可能發(fā)揮的生理作用。在成熟的新生兒中,H2S的全身轉化與微血管血流正相關(guān),但與血壓呈負相關(guān),表明H2S在循環(huán)轉換期間具有生理作用。而在“高?!痹绠a(chǎn)兒中,出生后H2S的全身轉化增加,并且這種增加與所有主要的不良結果風(fēng)險因素獨立相關(guān),如胎齡、產(chǎn)后年齡和男性性別。在成年血管中,硫化氫(H2S)主要由CSE產(chǎn)生。
本研究假設血管CSE活性有助于循環(huán)轉換期間的微血管張力調節。研究了早產(chǎn)(妊娠62天)和足月(妊娠69天)豚鼠胎兒和新生兒。通過(guò)激光多普勒流量測量評估微血管血流。通過(guò)高效液相色譜法測定H2S的主要尿代謝物硫代硫酸鹽。使用微呼吸系統評估胎兒和產(chǎn)后(10、24小時(shí))皮膚和心臟樣本中實(shí)時(shí)H2S產(chǎn)生。通過(guò)丙炔氨酸抑制CSE的貢獻。
Unisense微呼吸系統被用來(lái)評估胎兒和新生兒皮膚及心臟樣本中硫化氫(H2S)的實(shí)時(shí)產(chǎn)生。微呼吸系統是一種敏感的測量工具,能夠檢測在生物樣本中產(chǎn)生的H2S,使研究人員能夠精確測量和分析H2S的產(chǎn)生,這對于理解早產(chǎn)兒心血管功能和微血管循環(huán)失調具有重要意義。