氢气对糖尿病周围神经病变具有治疗作用

于洋等2015年发表在《中华麻醉学杂志》
大量基础与临床研究表明，氢水对代谢综合征和糖尿病并发症具有治疗作用，但是对糖尿病最常见的外周神经病变的研究并不多。这一研究结果提示，氢气对糖尿病的许多并发症具有潜在治疗作用，例如男性功能、肾脏损伤和糖尿病视网膜病变，对常见的外周神经病变也具有作用。

糖尿病周围神经病变是2型糖尿病常见的慢性并发症，其典型症状包括自发性疼痛、痛觉过敏、感觉异常及感觉丧失等，严重影响患者的生活质量，尚无有效治疗方法。氢气作为一种选择性抗氧化剂，已被广泛应用于多种疾病的治疗。前期研究表明，氢气对糖尿病大鼠早期周围神经病变具有良好的治疗作用，但其作用机制尚不清楚。多聚ADP核糖聚合酶。PAR依赖性细胞死亡(parthanatos)是由PARP-1介导的程序性细胞坏死。研究表明，parthanatos广泛参与神经退行性疾病、脑卒中和缺血再灌注损伤等。其是否参与氢气对糖尿病周围神经病变的治疗作用有待探讨。
本研究拟通过高糖诱导雪旺细胞建立糖尿病周围神经病变体外模型，评价氢气对其细胞损伤的影响及其与parthanatos的关系。评价氢气对高糖诱导大鼠雪旺细胞氧化应激损伤的影响及其与多聚ADP核糖聚合酶一1(PARP1)依赖性细胞死亡(parthanatos)的关系。原代大鼠雪旺细胞培养于RSM培养基，制备单细胞悬液，分别接种于96孔板(1x10／ml，200l／孔)或6孔板。采用随机数字表法，将其分为5组(n=30)：对照组(C组)、氢气组(H：组)、高糖组(HG组)、高糖+氢气组(HG+H组)、高渗对照组(M组)。c组、HG组和M组用正常培养基培养；H：组和HG+H：组用饱和富氢培养基培养。其中HG组和HG+H：组分别加入葡萄糖50mmol／L；C组和H：组加入等容量生理盐水；M组加入甘露醇44.4mmol／L。分别孵育48h后，应用CCK-8法测定细胞活力；DCFH.DA实验检测细胞内活性氧(ROS)水平；ELISA法检测8羟脱氧鸟苷(8-OHdG)的浓度；Westernblot法检测PARP1、裂解PARP-1(cleavedPARP1)、多聚ADP核糖(PAR)、凋亡诱导因子(AIF)总蛋白及核蛋白表达水平。计算PARP1活性(cleaved-PARP1／PARP1)和AIF核转位情况(AIF核蛋白／AIF总蛋白)。结果与c组和H：组比较，HG组和HG+H组细胞活力降低，PARP一1活性、ROS、8-OhdG、PAR表达水平升高，AIF核转位增多(P<0．05)；与HG组比较，HG+H组细胞活力升高，PARP1活性、ROS、8-OhdG、PAR表达水平降低，AIF核转位减少(P<0．05)；C组与M组各指标比较差异无统计学意义(P>0．05)。
研究结果证明，氢气可减轻高糖诱导大鼠雪旺细胞氧化应激损伤，其机制与抑制parthanatos有关。
雪旺细胞为周围神经系统的一种特殊的胶质细胞和髓鞘形成细胞，其损伤可引起神经脱髓鞘、神经传导速度降低、轴突萎缩加速以及纤维修复异常等，从而导致糖尿病周围神经病变的发生㈤。研究表明，50mmol／L葡萄糖孵育48h即可导致雪旺细胞明显损伤。前期研究表明，0.6mmol／L氢气对多种损伤细胞具有良好的保护效应。由此本研究选用50mmol／L高糖诱导雪旺细胞造成的氧化应激损伤，结果显示，给予高糖孵育后细胞活力明显降低，活性氧水平升高，提示细胞损伤明显。本研究发现，50mmol／L高糖孵育48h后可使雪旺细胞氧化应激损伤加重，造成DNA大量损伤，并且激活PARP1，大量表达PAR，促使AIF核转位增加，从而引发parthanatos造成细胞死亡；而应用0.6mmol／L氢气孵育后的雪旺细胞，这一过程受到明显限制，从而提示氢气可减轻高糖诱导的雪旺细胞氧化应激损伤，其机制与抑制parthanatos有关。大量的DNA损伤可促使PARP1激活，并在细胞核内以自身为载体合成PAR，而过多的PAR将由细胞核进入细胞质中，促进AIF由线粒体转位到细胞核并在其内聚集，从而诱导染色质浓集，大片段的DNA断裂，从而引发parthanatos，而此过程不受caspase家族的影响，所以又将其称为非caspase依赖性细胞凋亡。综上所述，氢气可有效减轻高糖诱导大鼠雪旺细胞氧化应激损伤，其机制与抑制parthanatos有关