硫化氢及炎症

1、引言炎症作为机体对于创伤、传染性、 缺血后、自身免疫性损伤等有害刺激产生的一种防御反应，是一个具有高度协调性、基于组织的，以红肿、灼热、疼痛为主要特征的病理性过程，最终会使组织愈合、修复，并快速恢复机体机能。炎症也是机体对损伤的正常应答过程，但不受约束的炎症发生就会导致疾病。炎症通常被分为急性和慢性炎症。急性炎症是宿主对组织损伤或感染的即时反应，通常历时数个小时。简单来说如当被蚊虫叮咬后所引起的皮肤肿胀和疼痛，严重一点来说，蚊虫咬伤可能会引起感染性休克和器官衰竭，甚至危及生命。而慢性炎症持续时间较长，主要是一些会使身体状况日益衰弱的疾病，例如类风湿性关节炎、哮喘，动脉粥样硬化和结肠炎等。近十年

2、研究发现H2S在炎症发生过程中具有多种作用。这种气体既具有促炎作用，也具有抗炎和消炎作用。但其在炎症中的确切作用还要取决于一系列未知因素，如：炎症性疾病发病阶段、H2S浓度及其在细胞内的定位。多种炎症细胞都可合成H2S，并影响炎症的发生、维持及消炎在内的多个生物学进程。 此外，H2S对多种炎症因子的释放及功能具有调节作用。因此，无论H2S具有抗炎还是促炎作用，利用H2S合成抑制剂或H2S供体进行H2S系统药物的研发才能为炎症性疾病的治疗提供新的途径。炎症发生涉及到各种类型的细胞及各种调节因子。近十年的研究强烈表明H2S是一种炎性调节因子。虽然有少部分学者对这一看法持反对意见，但H2S在炎症中的

3、确切作用仍不明确，还有众多问题需要解诀。因此，目前最主要的问题在于：（1）H2S在不同炎症性疾病中是起促进作用还是抑制作用？还是具有两者的混合效应？（2）H2S在炎症发生中的分子靶点是什么？（3）H2S在人的炎症发生中具有何种作用？（4）针对于H2S系统的药物对于炎症性疾病的治疗是否有效？ 本章将就以上四个问题逐一讨论。第一节 H2S在炎症中的作用一、炎性细胞中的H2S的合成关于炎性细胞内H2S合成的大多数研究普遍认为白细胞是炎症应答中H2S气体的主要来源。早期研究发现在高浓度H2S对大鼠肺巨噬细胞中所产生的毒性作用可明显抑制酵母多糖诱发的呼吸炎症反应 (Khan et al. 1991)，但

4、巨噬细胞的存活则没有受到明显影响。之后的研究又发现H2S可通过抑制caspase-3的降解和p38 MAP激酶的磷酸化来促进中性粒细胞的存活 (Rinaldi et al. 2006)。另外许多研究还发现巨噬细胞中也含有CSE和CBS酶，且炎性刺激如LPS或 TNF-还可上调巨噬细胞中CSE的表达 (Whiteman et al. 2010a; Zhu et al. 2010)。在原代培养的大鼠中性粒细胞中也发现LPS可上调细胞中CSE的表达，而类固醇抗炎药物（地塞米松）可逆转上述结果(Li et al. 2009b)。在原代小鼠巨噬细胞中也观察到类似的实验结果(Zhu et al. 2010

5、) ，但对类固醇抗炎药物是否也会影响人体内炎症细胞中H2S的合成，我们并不清楚。此外，在其他炎症疾病包括内毒素 (Li et al. 2005)、失血性休克(Mok et al. 2004)、胰腺炎 (Bhatia et al. 2005a)、心肌炎(Hua et al. 2010)、腹膜炎 (Dufton et al. 2012)和角叉菜胶诱发的后爪水肿动物模型(Bhatia et al. 2005b; Ekundi-Valentim et al. 2010; Li et al. 2007; Sidhapuriwala et al. 2007)中也观察到H2S合成酶的表达上调。二、H2S在炎

6、症中的作用多种类型的细胞都会参与炎症反应，如内皮细胞，中性粒细胞和巨噬细胞等，且这些细胞中都含有合成H2S所必须的酶和底物。因此，这些细胞均可合成并释放H2S，从而维持血管稳态。H2S除具有舒血管作用外，在调节白细胞与血管内皮细胞的相互作用中也发挥着关键作用。数年之前就已研究发现NaHS可显著抑制白细胞粘附（由阿司匹林所诱导）于血管内皮细胞(Zanardo et al. 2006)。随后研究又发现腹腔注射LPS或NaHS后可促进小鼠组织中中性粒细胞浸润(Li et al. 2005)，这表明H2S可促进中性粒细胞从血液进入组织。之后另有研究发现CSE的抑制剂DL-炔丙基甘氨酸（PAG）可抑制小

7、鼠体内由脂多糖造成的腹腔白细胞滚动、粘附和迁移 (Dal-Secco et al. 2008)。然而，之后在 U937 单核细胞的研究中又得到了不同的结果，即NaHS可以浓度依赖性的方式抑制内皮细胞上TNF- -诱导的U937单核细胞粘附 (Pan et al. 2011a)。最近，Ball与其同事 (2013)也发现H2S可下调人的中粒性细胞中了L-选择素的表达，从而抑制其炎症应答。总之，根据以上研究，H2S更有可能具有下调白细胞黏附于内皮细胞的作用，即抗炎作用。此外，巨噬细胞不仅是H2S合成细胞，也是H2S的主要靶细胞之一。尤其在动脉粥样硬化中，H2S可抑制由氧化低密度脂蛋白(Oxidiz

8、ed Low Density Lipoprotein, oxLDL)诱导的巨噬泡沫细胞的形成 (Zhao et al. 2011)。而H2S合成抑制（PAG）则可促进泡沫细胞的产生。在高脂饲料喂养的ApoE基因敲除小鼠中，H2S主要通过过氧化物酶体增殖物激活受体 (peroxisome proliferators-activated receptors-, PPAR-)依赖的机制抑制动脉粥样硬化斑块巨噬细胞中CX3CR1 的上调(Zhang et al. 2012a)。这些数据表明至少在一定程度上动脉粥样硬化的炎发生症是由于H2S的缺乏所导致的(Lynn and Austin 2011)。此外

9、，H2S也会影响巨噬细胞的基本功能，例如H2S可增强巨噬细胞的细菌吞噬能力(Dufton et al. 2012)。早期的研究表明给小鼠注射NaHS或Na2S后，将通过依赖于磷脂酶A2和前列腺素的信号转导，促进不同组织形成水肿(Li et al. 2005；di Villa Bianca et al. 2010)。而PAG则可有效缓解角叉菜胶足底注射后引起的后爪肿胀 (Bhatia et al. 2005a)，这些结果提示内源H2S具有促水肿作用。而另一些研究则提出相反的看法，认为H2S具有抗水肿作用或并不具有促水肿作用。这些研究发现NaHS可抑制了角叉菜胶引起的后爪肿胀 (Zanardo e

10、t al. 2006) 。因此，H2S的促炎、促水肿作用存在可变性。此外，H2S同样在神经炎症中也发挥一定作用。NaHS很有可能是通过影响瞬时受体电位通道A1 (transient receptor potential A1 channel, TRPA1) (Streng et al. 2008)或者瞬时感受器电位香草酸受体1(transient receptor potential vanilloid receptor 1, TRPV1) (Trevisani et al. 2005)离子通道，进而促进神经肽（P物质和钙降素基因相关肽）的释放而激活初级感觉神经。这些神经肽类通常会引起痛觉过敏

11、及膀胱和气道平滑肌的收缩 (Patacchini et al. 2004; Pozsgai et al. 2012)。事实的确如此，小鼠后肢注射NaHS后可通过激活TRPA1通道引起剧痛 (Ogawa et al. 2012)。此外，越来越多的证据表明H2S还可通过激活初级感觉神经元中的T型钙离子通道，从而增强内脏器官（胰腺、结肠等）疼痛的信号转导 (Matsunami et al. 2009)。虽然上述早期研究都发现H2S具有促炎作用，而最近研究也表明H2S也是多种炎症性疾病发病过程中的重要调节因子，并具有抗炎作用。表1总结了近几年关于H2S及H2S供体在不同炎症条件下的作用。表1 H2S与

12、H2S供体在炎症性疾病中的作用炎症疾病模型炎症/H2S供体效应参考文献雨蛙素-急性胰腺炎小鼠模型血浆中H2S含量升高；PAG可缓解急性胰腺炎及其引起的肺损伤Bhatia et al. (2005a)S-双氯芬酸可减轻急性胰腺炎及其引起的肺损伤Bhatia et al. (2008a)S-炔丙基半胱氨酸可减轻急性胰腺炎及其引起的肺损伤Sidhapuriwala et al. (2012)CSE-/-小鼠对急性胰腺炎及其引起的肺损伤具有保护作用Ang et al. (2013)脂多糖-内毒素血症小鼠模型血浆中H2S含量、H2S合成酶活性及CSE表达升高；PAG 治疗可缓解炎症Li et al. (

13、2005)S-双氯芬酸对脂多糖诱导的内毒素血症具有保护作用Li et al. (2007)GYY4137对脂多糖诱导的内毒素血症具有保护作用Li et al. (2009)盲肠结扎穿孔-败血症动物模型血浆中H2S含量、H2S合成酶活性及CSE表达升高； PAG 治疗可减轻败血症炎症；NaHS 将加剧败血症炎症发生Zhang et al. (2006)角叉菜胶-后爪肿胀小鼠模型H2S合成速率加快；PAG治疗可减轻炎症发生Bhatia et al. (2005b)S-双氯芬酸可减轻该模型的后爪水肿症状Sidhapuriwala et al. (2007)烫烧伤炎症血浆中H2S含量、H2S合成酶活性

14、及CSE表达升高； PAG 治疗可缓解烧伤炎症Zhang et al. (2010)三硝基苯磺酸-结肠炎动物模型美沙拉嗪可缓解结肠炎炎症Fiorucci et al. (2007)小鼠腹腔注射NaHS引起肺部炎症及肺损伤；髓过氧化物酶活性升高Bhatia et al. (2006)第二节 H2S与不同炎性疾病中的作用一、H2S与急性胰腺炎急性胰腺炎作为常见的临床疾病，在最近几年全世界范围内该病的发病率逐渐升高(Bhatia et al. 2000, 2005c; Bhatia 2012)。大部分急性胰腺炎都是胆道疾病或酗酒过量引起的继发性疾病，但对于不同病因引起的胰腺炎发病机制目前还不明确。H

15、2S合成酶CBS和CSE在胰腺中也呈高丰度表达。最近研究表明内源H2S是急性胰腺炎炎症发生的介导因子 (Bhatia et al. 2005a)。体外的胰腺匀浆可将L-Cys转变为H2S。当诱导小鼠胰腺炎发生时，体内H2S水平会有所升高(Bhatia et al. 2005a)。此外，用H2S合成抑制剂PAG处理胰腺炎动物模型后，可明显减轻胰腺炎的并发症状(Bhatia et al. 2005a)，如高淀粉酶血症、腺泡细胞损伤或坏死和胰腺髓过氧化物酶活性，并能减轻胰腺损伤。重症急性胰腺炎肺损伤的主要症状是大量中性粒细胞 (PMN)聚集、积聚于肺组织中（肺组织中髓过氧化物酶MPO活性增加）。若用

16、PAG提前治疗后，便可保护小鼠免受急性胰腺炎肺损伤，并使肺组织中MPO活性和肺损伤程度（肺泡增厚和白细胞浸润）降低 (Bhatia et al. 2005a)。H2S的促炎症作用已在CSE敲除小鼠中得以证实(Ang et al. 2013)。与野生型小鼠相比，CSE的敲除可使小鼠急性胰腺炎和肺损伤发病程度降低 (Ang et al. 2013)。CSE敲除所造成的这些效应表明H2S在胰腺炎发病及肺损伤并发症中具有重要的促炎作用，这也同时提示H2S在其他疾病的炎症发生过程中也可能发挥相似作用。急性胰腺炎一般都会伴随着血清和组织中H2S和NH3浓度的升高，而CBS抑制剂可直接抑制胰腺中CBS的活性

17、，由此降低机体中H2S和NH3的含量，并保护机体免受急性胰腺炎的损伤(Shanmugam et al. 2009)，因此，CBS介导的H2S合成在急性胰腺炎的炎症发生过程中具有重要作用(Shanmugam et al. 2009)。二、H2S与败血症败血症被定义为传染性微生物如致病菌或条件致病菌（细菌、病毒、原生动物、真菌）侵入血循环，并在血中生长繁殖，产生毒素而发生的急性全身性感染。败血症通常会导致以为重症脓毒症、感染性休克主要特征的器官衰竭。重症脓毒症和感染性休克也是重症监护病房和术后病人死亡的主要原因 (Bhatia 2012; Bhatia et al. 2009; Levy et a

18、l. 2010; Martin et al. 2003; Ramnath et al. 2006)。在北美败血症的发病率是千分之三，一年中若有75万败血症患者，将有21万病人产生生命危险，并造成巨大社会负担(Bhatia 2012; Bhatia et al. 2009; Levy et al. 2010; Martin et al. 2003; Ramnath et al. 2006)。H2S目前被认为是败血症免疫炎症发生的介导因子。在盲肠结扎加穿孔术制作严重腹腔感染模型小鼠中，其败血症的发生与肝脏内升高的CSE表达及血清中升高的H2S含量密切相关 (Zhang et al. 2006)。若

19、在制备模型之前用PAG进行注射治疗，可显著抑制败血症相关性全身炎症反应，包括降低体内MPO活性。减轻肺组织节肝组织损伤程度，且可明显降低CLP诱导的败血症死亡(Zhang et al. 2006)。另一方面，注射NaHS后可明显加剧败血症 相关性全身炎症反应 (Zhang et al. 2006)。与CLP诱导的败血症相似，在脂多糖诱导的内毒素血症动物模型中也观察到了H2S的促炎作用(Li et al. 2005; Collin et al. 2005)。此外，还有研究表明在内毒素血症发病过程中，H2S可导致肝脏微循环功能损伤 (Norris et al. 2013)，且内源H2S合成参与大鼠

20、内毒素血症的肝损伤 (Yan et al. 2013)。三、H2S与烧伤烧伤是全世界范围内发病率及死亡率位于前列的主要疾病。对于烧伤重症患者来说，烧伤可导致全身炎症反应综合征和多器官功能障碍综合征，这些都是烧伤后引起死亡的主要并发症 (Bhatia 2012; Church et al. 2006; Endorf and Ahrenholz 2011)。目前H2S被认为是重度烧伤（烧伤面积达到25%）后诱导炎症反应的关键介导因子 (Zhang et al. 2010)。这一研究指出小鼠烧伤后将导致血清中H2S水平显著升高，肝脏和肺组织中CSE mRNA表达也显著升高，肝组织中H2S合成酶活性升

21、高。烧伤相关性全身炎症的发生伴随着体内H2S合成的增加，以及MPO 活性的升高，肺组织及肝损伤程度加重。而通过PAG进行预防性治疗或烧伤后治疗，则可明显缓解全身炎症反应及器官损伤。而在烧伤后用NaHS处理小鼠则会使体内MPO活性进一步升高，并导致更为严重的器官损伤。这一结果表明H2S在烧伤后的炎症反应中具有重要促进作用(Zhang et al. 2010)。四、H2S与关节炎关节炎作为全世界范围内的主要健康问题。在美国，背痛与关节炎（骨关节炎、类风湿性关节炎）已成为最为普遍的疾病之一。在美国每年约有100万人受到此病的困扰，每年用于该病的治疗花费已超过200亿美元 (Ma et al. 201

22、4)。在足底注射角叉菜胶诱导的关节炎动物模型中发现，发炎足底中内源H2S含量显著增加。这表明炎症发生过程中H2S的合成也具有炎症组织特异性 (Bhatia et al. 2005c)。而用PAG预防性治疗后，可明显减轻足底水肿，并降低足底中MPO活性。这些发现表明H2S是足底局部炎症发生发展过程中的关键内源因子。但最近在人类的类风湿关节中，关于H2S的抗炎和促炎作用仍存在很多争议(Fox et al. 2012; Kloesch et al. 2012)。五、H2S与结肠炎结肠炎会以多种临床表现存在。如炎症性肠病、溃疡性结肠炎、克罗恩病。结肠炎中粘膜变化的主要特征是粘膜发生溃疡型病变，并伴随肠

23、壁中明显的炎性浸润 (Polytarchou et al. 2014)。美沙拉嗪作为结肠炎的首选治疗药物，且研究发现美沙拉嗪的H2S释放衍生药可减轻三硝基苯磺酸诱导的结肠炎 (Fiorucci et al. 2007) ，并能减轻半抗原诱导的结肠炎引起的痛觉 (Coletta et al. 2012)。六、H2S供体在炎症性疾病中的治疗作用NaHS和Na2S是两种经典的H2S供体，可以快速释放H2S，在大部分研究中已经证实了H2S的促炎作用。在近几年随着缓慢释放H2S供体的出现，用这些药物得到的实验结果非常有趣。拿S-双氯芬酸来说，其含有一个释放H2S的二硫代硫酮基团，并通过酯键与双氯芬酸相结

24、合。虽然双氯芬酸与S-双氯芬酸对局部胰腺损伤没有任何显著疗效，但 ACS15可对急性胰腺炎相关性肺损伤具有显著保护作用(Bhatia et al. 2008a)。与双氯芬酸相比，ACS15也可更有效的抑制角叉菜胶引起的后爪肿胀及中性粒细胞浸润 (Sidhapuriwala et al. 2007)。此外，在LPS诱导的内毒素血症大鼠模型中, ACS15表现出显著的抗炎作用 (Li et al. 2007)。虽然这些结果提示缓慢释放H2S药物的抗炎作用具有潜在优势，但ACS 15 对LPS诱导的内毒素血症的保护作用于内源H2S的合成抑制有关(Li et al. 2007)。因此，H2S释放药物的

25、保护性作用可能由内源H2S合成的抑制所引起。另一种H2S缓释药SPRC也对急性胰腺炎和相关性肺损伤具有保护作用(Sidhapuriwala et al. 2012)。此外，根据LI等发现，H2S缓释药GYY4137目前报道也具有抗炎作用 (Li et al. 2009, 2013)。第三节 H2S在炎症发生中的作用机制一、H2S与炎性细胞因子及趋化因子 H2S可通过调节趋化因子、细胞因子及黏附分子和瞬时感受器辣椒素门控离子通道蛋白的功能而诱发炎症。用雨蛙素体外处理胰腺腺泡细胞后，用PAG抑制H2S合成后，会降低趋化因子单核细胞趋化蛋白、巨噬细胞炎性蛋白(macrophage inammator

26、y protein, MIP)-1与 MIP-2的转录水平表达及产生 (Tamizhselvi et al. 2007, 2008)。雨蛙素诱导的急性胰腺炎与胰腺和肺组织中 MCP-1、MIP-1 和 MIP-2 mRNA表达显著升高密切相关，这表明他们是炎症应答的重要早期介导因子(Tamizhselvi et al. 2008)。而用PAG阻断H2S合成后可通过下调趋化因子的表达来缓解雨蛙素诱导的急性胰腺炎的炎症发生 (Tamizhselvi et al. 2008)。与此同时，Tamizhselvi等还发现磷脂酰肌醇-3激酶在H2S对雨蛙素诱导的胰腺腺泡细胞炎症因子产生影响中发挥关键作用(

27、Tamizhselvi et al. 2009)。 此外，PAG的预防性治疗或炎症发生后治疗都可显著降低败血症引起的肺与肝组织中白介素(IL)-1 , IL-6、TNF- , MCP-1, and MIP-2的表达升高。在这些细胞因子表达降低的同时，也伴随着 NF-B活性及核转运效率的降低 (Zhang et al. 2007a)。而注射NaHS则可显著加剧败血症相关性全身炎症反应，并促进NF-B 的激活。此外，H2S诱导的肺炎可被NF-B抑制剂BAY 11-7082所阻断。因此，H2S主要通过激活NF-B，并上调促炎因子的表达及合成，从而加剧败血症相关性全身炎症反应 (Zhang et al

28、. 2007a)。 用NaHS处理人单核细胞系 U937可使 TNF-、IL-1 , and IL-6表达水平下降。而这一效应主要由NF-B和ERK所介导 (Zhi et al. 2007)。最近研究指出内毒素可导致小鼠巨噬细胞RAW264.7中CSE mRNA和蛋白表达水平升高，同时并伴随促炎因子和趋化因子IL-1、IL-6, TNF- , and MCP-1释放增多。而将CSE基因通过SiRNA干扰沉默后，这些促炎因子的表达水平也会显著降低(Badiei et al. 2013)。在脓毒症中H2S还可通过激活胞外信号调节激酶ERK信号通路调节炎症应答(Zhang et al. 2008)。

29、在盲肠结扎加穿孔术制备严重腹腔感染模型4h后，小鼠肝郁肺组织中I B 的降解程度及ERK1/2磷酸化水平达到峰值。而用PAG抑制H2S合成后则可显著降低ERK1/2磷酸化水平，并伴随I B 降解程度降低和 NF-B的激活。而注射 NaHS 则可显著促进ERK1/2的激活，并由此导致肝与肺组织中NF-B 的升高。在败血症中, PAG预处理也可通过下调调节NF-B 和上调 ERK1/2信号显著降低细胞因子与趋化因子的表达与合成 。此外，MEK-1抑制剂 PD98059也可抑制NaHS引起的败血症相关性全身炎症反应 (Zhang et al. 2008)。CSE基因启动子中存在NF-B的结合位点，这

30、对于 LPS诱导的CSE表达至关重要(Wang et al. 2014)。因此，H2S可能会通过 NF-B-ERK信号通路对败血症引起的全身炎症应答进行调节。二、H2S与黏附分子及白细胞招募H2S可通过 NF-B与Src 家族激酶(Src-family kinases, SFK)诱导胞内黏附分子 (ICAM)-1的表达及中性粒细胞对雨蛙素处理的胰腺腺泡细胞黏附。H2S可激活腺泡细胞中的SFKs ，而SFKs 的抑制则可损伤H2S诱导ICAM-1 的表达，并进一步抑制NF-B的激活。SFK对NF-B激活的抑制作用与IB降解有关。研究进一步指出中性粒细胞可黏附于H2S处理的腺泡细胞，而SFK的功能

31、抑制则可抑制H2S诱导的中性粒细胞黏附。总之，这些数据表明H2S可通过调节SFKs活性来诱导 ICAM-1 的表达，并可能涉及到NF-B的激活(Tamizhselvi et al. 2010)。而H2S抑制剂PAG则可显著减少肠系膜小静脉内皮中白细胞的滚动及黏附，与此同时PAG可显著抑制肺及肝脏中黏附分子(ICAM-1, P-选择素, and E-选择素)的表达。而 NaHS则可促进白细胞向肠系膜小静脉内皮中的滚动及黏附，以及黏附分子的表达。即使给正常小鼠注射H2S，也会促进黏附分子的表达及肺部中性粒细胞浸润 (Zhang et al. 2007b)。因此，H2S是炎症反应中白细胞激活及白细胞

32、募集的重要的调节因子。三、H2S与瞬时感受器电位香草酸受体1及P物质 P物质(Substance P, SP) 作为炎症介导因子在许多炎性发病机理过程中具有重要作用。给小鼠腹腔注射NaHS后将会引起其体内P物质含量升高(Bhatia et al. 2006)。由于H2S本身可引起肺炎及肺组织损伤与MPO活性升高，此外还会引起肺组织中TNF- 和IL-1表达水平升高。而对于前速激肽原P物质遗传缺陷小鼠来说，H2S并不能引起任何肺部炎症。用神经激肽-1受体抑制剂CP-96345对小鼠预处理，也可保护小鼠免受H2S诱导的肺炎损伤。由辣椒素引起的感觉神经元中多肽的消耗，将会缓解由H2S引起的肺炎。此外

33、，用辣椒素受体拮抗剂辣椒平预处理小鼠，也可保护小鼠免受H2S诱导的肺炎发生。以上这些结果表明P物质和神经源性炎症在H2S诱导的小鼠发炎发生过程中具有重要作用(Bhatia et al. 2006)。 在急性胰腺炎中，PAG治疗也可显著降低血清、胰腺及肺组织中的P物质含量(Bhatia et al. 2008b)。此外，PAG用药后可显著降低雨蛙素诱导的急性胰腺炎小鼠胰腺及肺组织中前速激肽原(preprotachykinin, PPT-A) 和神经激肽-1受体(neurokinin-1 receptor, NK-1R) mRNA的表达 。PPT-A 和 NK-1R mRNA表达水平的降低与抵抗急

34、性胰腺炎及肺损伤的发生密切相关 (Bhatia et al. 2008b)。这些结果表明在急性胰腺炎中由H2S的促炎应答可能受到 SP-NK-1R信号通路的调控 (Bhatia et al. 2008b)。此外，在急性胰腺炎中，PPT-A的缺失及H2S合成抑制也可调节toll样受体4(toll-like receptor 4, TLR4)信号通路和随后发生的固有性免疫应答，这提示SP/H2S通过的TLR4 作用可能与NF-kB信号互作来实现。 PPT-A 基因敲除可对雨蛙素处理的胰腺腺泡细胞中 H2S诱导的TLR4信号通路进行调控。这表明在急性胰腺炎发病过程中，H2S可能通过P物质来上调 TL

35、R4与NF-B信号(Tamizhselvi et al. 2011)。 PAG对败血症动物模型进行治疗后可显著降低肺组织中PPT-A 基因的表达及P物质的产生(Zhang et al. 2007c)。敲除PPT-A基因，并用 NK-1R拮抗剂L703606处理后可防治H2S诱导的肺部炎性浸润的加剧(Zhang et al. 2007c)。此外，将败血症小鼠的PPT-A 敲除后或用L703606处理，并不会导致明显的H2S诱导的肺部炎性浸润。这些发现表明H2S主要通过激活NK-1R使P物质生成增多，并最终导致肺部炎症及肺损伤。H2S也会通过瞬时感受器电位香草酸受体1 (TRPV1)介导的神经源性

36、炎症来诱导败血症相关性全身免疫反应和多器官损伤(Ang et al. 2010)。TRPV1拮抗剂辣椒平可显著缓解由败血症引起的全身免疫反应和多器官损伤。此外，辣椒平也可延缓败血症引起的死亡。正如所预期的，NaHS可加剧败血症，而辣椒平则可逆转这些有害影响。在PAG存在的情况下，辣椒平并不会对PAG减轻的全身免疫炎症、多器官损伤及死亡率具有实质性改善作用。更为重要的是辣椒平对内源H2S的合成也没任何影响。这表明H2S位于TRPV1激活的上游。并可能在感觉神经肽的合成及释放调节中具有至关重要的作用。这一研究也首次报道了H2S诱导的败血症引发的全身免疫炎症和多器官损伤是通过TRPV1介导的神经源性

37、炎症来完成的 (Ang et al. 2010)。辣椒平处理会导致败血症小鼠肺组织和血清中P物质水平降低。辣椒平也可抑制NaHS引起的P物质合成增加，但对PAG介导的血清和肺组织中P物质合成减少没有任何作用。此外，辣椒平可显著降低H2S诱导的炎性因子、趋化因子及黏附分子的表达，从而对败血症引起的肺和肝脏功能丧失起到保护作用。辣椒平也可抑制 ERK1/2及I B 的磷酸化，同时伴随着 NF-B的激活抑制。这项研究中指出在脓毒症中H2S可通过促进P物质的合成及ERK-NF-B通路的激活对TRPV1介导的神经源性炎症起到调节作用 (Ang et al. 2011a)。Ang等最近在败血症引发的急性肺

38、损伤中发现 H2S也可通过 TRPV-1通道的激活上调环氧合酶和前列腺素E代谢物的合成及活性 (Ang et al. 2011b)。四、H2S在炎症性疾病发生中对NF- 信号通路的作用机制从以上H2S在炎症发生中的作用机制中可以看出，I B/NF-B信号通路在任何炎症性疾病中都贯彻始终，Oh与其同事(2006)最先在小鼠巨噬细胞中报道了H2S可抑制了LPS诱导的 NF- 激活。紧接着其他研究也在不同类型细胞中陆续证明H2S可通过抑制 NF- 转录，从而抑制了促炎因子（诱导型一氧化氮合酶、环氧合酶-2、肿瘤坏死因子-、IL-6，IL-8，IL-1，IL-18及粘附分子）的表达。在内皮细胞和腺泡细

39、胞中还发现，NaHS还可通过抑制I B-降解，从而减少 NF-向细胞核内的转运，最终对LPS引起的炎症产生应答(Wang et al. 2009; Tamizhselvi et al. 2009)。此外在完整的组织中，如缺血再灌注的大鼠肾脏 (Tripatara et al. 2009)、心脏 (Gao et al. 2012)中也观察到了NaHS对NF-的抑制作用。除了常用的H2S供体NaHS之外，H2S的其他供体如GYY4137 (Li et al. 2008) 、S-双氯芬酸钠(Li et al. 2007)、SPRC (Gong et al. 2011)也具有对 NF-的抑制效应。然而

40、，也有人提出NaHS 对NF-的作用不是抑制，而是增强(Zhi et al. 2007)。当然, 这种相反结论的出现也取决于细胞类型、培养条件及所使用的H2S浓度或其他方面所造成的的差异。虽然NF-B是H2S在炎症细胞中的关键靶点，但也不排除H2S对其他信号转导通路（如AKT/PKB、MAPK、STAT-3、 Nrf-2）的调控作用 (Calvert et al. 2009; Kalayarasan et al. 2009; Li et al. 2009a; Shao et al. 2011)。这些通路可能参与H2S调节的细胞存活，且H2S对于细胞存活的作用与其在炎症中的作用高度相关。例如，H

41、2S对NF-B p65 亚单位上的第38位Cys残基的硫巯基化修饰，可使巨噬细胞NF-B对促炎症因子 TNF-和LPS产生应答，从而发挥抗凋亡作用(Sen et al. 2012)。这种由NF-B引起的抗凋亡作用对于动脉粥样硬化中巨噬细胞凋亡导致的粥样硬化斑块坏死具有重要调节作用，而在该过程中H2S发挥着巨大的作用。此外，H2S也可抑制巨噬细胞、中性粒细胞等多种细胞生存所需的MAPK通路。H2S在炎症发生中的作用机制参考文献Ang SF, Moochhala S, Bhatia M (2010) Hydrogen sulde promotes transient receptor potent

42、ial vanilloid 1-mediated neurogenic inammation in polymicrobial sepsis. Crit Care Med 38:619628Ang SF, Moochhala SM, MacAry PA, Bhatia M (2011a) Hydrogen sulde and neurogenic inammation in polymicrobial sepsis: involvement of substance P and ERK-NF-B signaling. PLoS ONE 6, e24535Ang SF, Sio SW, Mooc

43、hhala SM, MacAry PA, Bhatia M (2011b) Hydrogen sulde upregulates cyclooxygenase-2 and prostaglandin E metabolite in sepsis-evoked acute lung injury via transient receptor potential vanilloid type 1 channel activation. J Immunol 187:47784787 已下载Ang AD, Rivers-Auty J, Hegde A, Ishii I, Bhatia M (2013)

44、 The effect of CSE gene deletion in caerulein-induced acute pancreatitis in the mouse. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 305:G712G721 Badiei A, Rivers-Auty J, Ang AD, Bhatia M (2013) Inhibition of hydrogen sulde production by gene silencing attenuates inammatory activity of LPS-activated RAW 2

45、64.7 cells. Appl Microbiol Biotechnol 97:78457852Ball CJ, Reiffel AJ, Chintalapani S, Kim M, Spector JA, King MR (2013) Hydrogen sulde reduces neutrophil recruitment in hind-limb ischemia-reperfusion injury in an L-selectin and ADAM-17-dependent manner. Plast Reconstr Surg 131:487497Bhatia M (2012)

46、Role of hydrogen sulde in the pathology of inammation. Scientica 2012, 159680Bhatia M, Brady M, Shokuhi S, Christmas SE, Neoptolemos JP, Slavin J (2000) Inammatory mediators in acute pancreatitis. J Pathol 190:117125Bhatia M, Wong FL, Fu D, Lau HY, Moochhala S, Moore PK (2005a) Role of hydrogen suld

47、e in acute pancreatitis and associated lung injury. FASEB J 19:623625Bhatia M, Sidhapuriwala J, Moochhala S, Moore PK (2005b) Hydrogen sulphide is a mediator of carrageenan-induced hindpaw oedema in the rat. Br J Pharmacol 145:141144Bhatia M, Wong FL, Cao Y, Lau HY, Huang J, Puneet P, Chevali L (200

48、5c) . Pancreatology 5:132144Bhatia M, Zhi L, Zhang H, Ng SW, Moore PK (2006) Role of substance P in hydrogen sulde-induced pulmonary inammation in mice. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 291:L896L904Bhatia M, Sidhapuriwala J, Sparatore A, Moore PK (2008a) Treatment with H2S-releasing diclofenac pro

49、tects mice against acute pancreatitis-associated lung injury. Shock 29:8488Bhatia M, Sidhapuriwala J, Ng SW, Tamizhselvi R, Moochhala S (2008b) Proinammatory effects of hydrogen sulde on substance P in caerulein-induced acute pancreatitis. J Cell Mol Med 12:580590Bhatia M, He M, Zhang H, Moochhala S

50、 (2009) Sepsis as a model of SIRS. Front Biosci Animals in SIRS Research editor Bhatia M (a Special issue of encyclopedia of bioscience, published by frontiers in bioscience) 14:47034711Calvert JW, Jha S, Gundewar S, Elrod JW, Ramachandran A, Patillo CB, Kevil CG, Lefer DJ (2009) Hydrogen sulde medi

51、ates cardioprotection through Nrf2 signaling. Circ Res 105: 365367Church D, Elsayed S, Reid O, Winston B, Lindsay R (2006) Burn wound infections. Clin Microbiol Rev 19:403434Coletta C, Papapetropoulos A, Erdelyi K, Olah G, Módis K, Panopoulos P, Asimakopoulou A, Gerö D, Sharina I, Martin E

52、, Szabo C (2012) Proc Natl Acad Sci U S A 109:91619166Collin M, Anuar F, Murch O, Bhatia M, Moore PK, Thiemermann C (2005) Inhibition of endogenous hydrogen sulde formation reduces the organ injury caused by endotoxemia. Br J Pharmacol 146:498505Dal-Secco D, Cunha TM, Freitas A, Alves-Filho JC, Sout

53、o FO, Fukada SY, Grespan R, Alencar NM, Neto AF, Rossi MA, Ferreira SH, Hothersall JS, Cunha FQ (2008) Hydrogen sulde augments neutrophil migration through enhancement of adhesion molecule expression and prevention of CXCR2 internalization: role of ATP-sensitive potassium channels. J Immunol 181:428

54、74298di Villa Bianca RD, Coletta C, Mitidieri E, De Dominicis G, Rossi A, Sautebin L, Cirino G, Bucci M, Sorrentino R (2010) Hydrogen sulphide induces mouse paw oedema through activation of phospholipase A2. Br J Pharmacol 161:18351842Dufton N, Natividad J, Verdu EF, Wallace JL (2012) Hydrogen sulph

55、ide and resolution of inammation: a comparative study utilizing a novel uorescent probe. Sci Reps 2:111Endorf FW, Ahrenholz D (2011) Burn management. Curr Opin Crit Care 17:601605Fiorucci S, Orlandi S, Mencarelli A, Caliendo G, Santagada V, Distrutti E, Santucci L, Cirino G, Wallace JL (2007) Enhanc

56、ed activity of a hydrogen sulphide-releasing derivative of mesalamine (ATB-429) in a mouse model of colitis. Br J Pharmacol 150:9961002Ekundi-Valentim E, Santos KT, Camargo EA, Denadai-Souza A, Teixeira SA, Zanoni CI, Grant AD, Wallace J, Muscara´ MN, Costa SK (2010) Differing effects of exogen

57、ous and endogenous hydrogen sulphide in carrageenan-induced knee joint synovitis in the rat. Br J Pharmacol 159:14631474Fox B, Schantz JT, Haigh R, Wood ME, Moore PK, Viner N, Spencer JP, Winyard PG, Whiteman M (2012) Inducible hydrogen sulde synthesis in chondrocytes and mesenchymal progenitor cell

58、s: is H2S a novel cytoprotective mediator in the inamed joint? J Cell Mol Med 16:896910Gao C, Xu DQ, Gao CJ, Ding Q, Yao LN, Li ZC, Chai W (2012) An exogenous hydrogen sulphide donor, NaHS, inhibits the nuclear factor B inhibitor kinase/nuclear factor b inhibitor/nuclear factor- B signaling pathway and exerts cardioprotective effects in a rat hemorrhagic shock model. Biol Pharm Bull 35:10291034Gong QH, Wang Q, Pan LL, Liu XH, Xin H, Zhu YZ (2011) S-propargyl-cysteine, a novel hydrogen sulde-modulated agent, attenuates lipopolysacchari