氢气改善糖尿病肾病的细胞学研究

糖尿病肾病是糖尿病病人最重要的合并症之一。我国的发病率亦呈上升趋势，目前已成为终末期肾脏病的第二位原因，仅次于各种肾小球肾炎。由于其存在复杂的代谢紊乱，一旦发展到终末期肾脏病，往往比其他肾脏疾病的改善更加棘手，因此及时防治对于延缓糖尿病肾病的意义重大。肾小球系膜细胞是重要的靶细胞及效应细胞，易发生高血糖诱导的细胞凋亡和损伤，在糖尿病肾病的发展中起重要作用。近年的研究表明，氧化应激是糖尿病肾病的重要发病机制之一，可引发肾小球系膜细胞凋亡，使用抗氧化剂可有效改善糖尿病动物的肾脏损伤，防止肾脏纤维化。

2007年，日本学者发现氢气具有选择性抗氧化效应后，国际上众多学者开展氢气抗氧化抗炎症改善疾病的系列研究，已经先后证明氢气对各种器官缺血再灌注损伤、动脉粥样硬化和代谢综合征等多种疾病具有改善作用。但目前氢分子对糖尿病肾病的干预作用尚未见报道，本研究通过体外细胞培养实验，观察氢分子对高糖状态下肾小球系膜细胞凋亡相关蛋白表达以及核因子耘圆相关因子信号通路的影响，并探讨可能的机制，以期为糖尿病肾病的防治提供新的思路。

虽然细胞学研究更深入细致，但并不能代替动物模型和人体研究的证据，希望将来可以见到动物和人体研究证据，证明氢气能预防肾病，这样就可以减少尿毒症的发生率，对缓解整个国家卫生负担都具有重要意义。

李银苹, 张学铭, 汪开诚, 应磊, 汪洋, 王万铁, 金可可

温州医科大学病理生理学教研室

杂志：中国病理生理杂志，2018, (1): 29-34

论文摘要

目的：探讨氢分子对高糖状态下肾小球系膜细胞凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2和活性caspase-3表达水平的影响及其可能的机制。方法：体外培养小鼠肾小球系膜细胞，实验分为正常对照组(C组，5.5 mmol/L葡萄糖)、甘露醇组(G组，5.5 mmol/L葡萄糖+19.5 mmol/L甘露醇)、高糖组(H组，25 mmol/L葡萄糖)和高糖+富氢水组(HH组，25 mmol/L葡萄糖+富氢水)，培养48 h。采用Western blot法检测Bax、Bcl-2、caspase-3、核因子E2相关因子2(Nrf2)、血红素加氧酶1(HO-1)和NAD(P) H：醌氧化还原酶1(NQO-1)的蛋白水平;RT-PCR检测HO-1和NQO-1的mRNA表达;超氧化物阴离子荧光探针二氢乙啶检测活性氧簇(ROS)的水平;总超氧化物歧化酶(SOD)活性检测试剂盒(WST-8法)检测SOD活性。结果：与C组比较，H组Bax和caspase-3的蛋白水平增加，Bcl-2蛋白表达减少(P<0.05)，而HH组上述蛋白表达水平与C组的差异均无统计学显著性;与H组比较，HH组的Bax和caspase-3蛋白下调，Bcl-2蛋白上调(P<0.05)。H组细胞内的ROS水平较C组明显增高，SOD活性较C组明显降低(P<0.05)，而HH组的SOD活性与C组比较差异无统计学显著性;HH组细胞内的ROS水平较H组明显降低，SOD活性明显高于H组(P<0.05)。与C组比较，H组的Nrf2蛋白以及HO-1和NQO-1 mRNA及蛋白表达均减少(P<0.05);HH组的Nrf2、HO-1和NQO-1蛋白以及HO-1和NQO-1的mRNA表达均明显高于H组(P<0.05)。结论：氢分子可抑制高糖状态下肾小球系膜细胞促凋亡蛋白的表达，同时诱导其抗凋亡蛋白的表达，其机制可能与激活Nrf2信号通路有关。