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氢气对糖尿病周围神经病变具有治疗作用

来源:来自天津医科大学麻醉科。  |  发布时间:2016/1/5 9:21:38  |  浏览次数:

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
 

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