骆海坤 张建新 李国风

    ·综述与讲座·

    气体信号分子H2S与缺血性脑损伤的关系

    骆海坤 张建新 李国风

    硫化氢；缺血性脑病；组织保护

    硫化氢(hydrogen sulfide，H2S)是一种具有臭鸡蛋气味的气体，数百年来，人们普遍认为硫化氢是有害气体，其毒性作用已被大量报道。然而，自20世纪末以来，Abe等[1]首次通过实验证明，内源性H2S可能作为一种神经活性物质而存在。同时，Kimura[2]对H2S的不断研究中证实，脑组织内存在相对较高浓度的H2S，H2S能促进N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体的活性，诱导海马突触的长时程增强效应(long-term potentiation，LTP)，提示气体H2S在神经系统发挥着重要的生物学功能。H2S与多种缺血性脑损伤疾病有着密切的关系，但机制尚不够清楚。因此，H2S在神经系统的生成、生理作用、机制及其与缺血性脑血管病的关系有待进一步研究。

    1 H2S在体内的分布及合成

    1.1 H2S在体内的生成 目前的研究发现，哺乳动物的多种组织器官和细胞中都能合成不同量的内源性H2S气体，它主要由机体中的含硫氨基酸包括蛋氨酸、同型半胱氨酸和L-半胱氨酸等合成。内源性H2S在哺乳动物体内的合成主要通过3种途径，两种途径是5’-磷酸吡哆醛依赖性：即胱硫醚-β合酶(cystathionine-β-synthase，CBS)和胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionine-γ-lyase，CSE)途径，主要在细胞浆内进行，以L-半胱氨酸和同型半胱氨酸为底物通过转硫作用生成H2S、丙酮酸盐和铵[1]；第三种是3-巯基丙酮酸硫转移酶(3MST)途径，Kimura等[3,4]发现，3MST是神经系统生成H2S的重要酶，3MST与半胱氨酸丙转氨酶(CAT)共同作用，以L-半胱氨酸和a-酮戊二酸为底物，生成H2S[5]。内源性生成H2S的酶存在组织分布差异，除了肝、肾表达外，CBS主要表达于神经系统，而CSE主要分布于心血管系统包括心肌、主动脉、肺动脉、肠系膜动脉、尾动脉和门静脉等[1]。MST是一类锌依赖性酶，主要分布于脑和血管内皮组织中[3]，在红细胞中活性较强。

    1.2 H2S在中枢神经系统的合成 Eto等[6]通过基因敲除研究证实，脑组织内产生H2S的主要酶是CBS，CBS在神经系统的表达水平最高。CBS在脑中主要分布在海马、小脑、皮质、和脑干等部位，尤以海马和小脑较高[1]，改变CBS的活性可以调节H2S的生成。最近通过对敲除CBS基因的小鼠研究发现脑组织匀浆中仍存在H2S ......