羰基硫对肢体缺血再灌注致急性肺损伤大鼠模型的作用

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.40.010

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

羰基硫：又称氧硫化碳、硫化羰，通常状态下为有臭鸡蛋气味的无色有毒气体，广泛存在于大气、土壤、水中及植物体内。2003年，Balazy等首次报道可从猪冠状动脉及心肌组织中检测到羰基硫的存在，而且具有扩张血管的作用，但具体作用机制并不清楚。

急性肺损伤：是由多种原因导致的急性弥漫性肺泡和肺血管损伤，其实质是肺组织中发生了失控炎症反应，大量致炎因子和活性氧物质产生及中性粒细胞在肺部大量聚集、激活等，导致以肺微管通透性增高为特征的肺部的过度炎症反应，可最终发展至急性呼吸窘迫综合征，病死率高达25%-40%。但其具体发病机制尚未完全阐明。

摘要

背景：前期研究发现，内源性气体信号分子如NO、CO、H₂S及二氧化硫在急性肺损伤中发挥着重要作用，还有其他的气体参与，如羰基硫。

目的：探讨外源性小剂量羰基硫对肢体缺血再灌注所致大鼠急性肺损伤的作用及其机制。

方法：将64只SD大鼠随机分为8组，对照组不做处理；模型组制作肢体缺血4 h再灌注2 h损伤模型；低、中、高剂量羰基硫组分别于制作肢体缺血4 h再灌注2 h损伤模型前20 min腹腔注射0.2，0.5，1 mL羰基硫；低、中、高剂量空气组分别于制作肢体缺血4 h再灌注2 h损伤模型前20 min腹腔注射0.4，1，2 mL空气。再灌注2 h后，观察肺组织形态学及肺系数改变，应用ELISA技术检测肺组织和血清中肿瘤坏死因子α、自细胞介素1β、自细胞介素6表达，应用TUNEL技术检测细胞凋亡。

结果与结论：①与对照组比较，模型组肺组织出现明显损伤性变化，肺系数明显增大(P < 0.05)，肺组织及血浆中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6含量增加(P < 0.05)，凋亡率增加；②与模型组比较，低、中、高剂量羰基硫可减轻肺组织损伤程度，降低肺系数及凋亡率，以低剂量效果最明显；低、中剂量羰基硫可显著降低肺组织及血浆中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6含量 (P < 0.05)；③低、中、高剂量空气组各指标与模型组相比均无明显变化；④结果表明，外源性小剂量羰基硫可通过抗炎、抗氧化发挥其改善肢体缺血再灌注损伤所致急性肺损伤的作用。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

ORCID: 0000-0002-4706-3645(周君琳)

关键词: 实验动物, 心血管及肺损伤与修复动物模型, 羰基硫, 急性肺损伤, 缺血再灌注损伤, 肿瘤坏死因子α, 自细胞介素1β, 自细胞介素6

Abstract:

BACKGROUND: Previous studies have found that endogenous gaseous signaling molecules such as NO, CO, H₂S and SO₂ play an important role in acute lung injury; there also have other gases participation, such as carbonyl sulfide.

OBJECTIVE: To investigate the effect of carbonyl sulfide for limb ischemia-reperfusion induced acute lung injury and its mechanism in rats.

METHODS: A total of 64 Sprague-Dawley rats were randomly divided into eight groups. Control group: without treatment; model group: limb ischemia for 4 hours and then reperfusion for 2 hours. Low-, moderate- and high-dose carbonyl sulfide groups were intraperitoneally injected with 0.2, 0.5, 1.0 mL carbonyl sulfide respectively at 20 minutes before ischemia for 4 hours and reperfusion for 2 hours. Low-, moderate- and high-dose air groups were intraperitoneally injected with 0.4, 1.0, 2.0 mL air respectively at 20 minutes before ischemia for 4 hours and reperfusion for 2 hours. 2 hours after reperfusion, the morphological changes of lung tissues and the change of lung coefficient were observed. The expressions of tumor necrosis factor-a, interleukin-1β and interleukin-6 both in lung tissue and serum were detected by enzyme linked immunosorbent assay. Cell apoptosis was measured by TUNEL assay.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) Compared with the control group, significant damage of lung tissue was seen, and the lung coefficient increased significantly in the model group (P < 0.05). The expressions of tumor necrosis factor-a, interleukin-l and interleukin-6 both in lung tissue and plasma increased (P < 0.05), and apoptotic rate increased. (2) Compared with the model group, low-, moderate- and high-doses of carbonyl sulfide could mitigate the degree of lung injury, and reduce pulmonary coefficient and apoptotic rate. The low dose showed the most obvious effect. Low- and moderate-dose carbonyl sulfide could significantly decrease expressions of tumor necrosis factor-a, interleukin-1β and interleukin-6 both in lung tissue and plasma (P < 0.05). (3) No significant difference in each index was visible in the low-, moderate- and high-dose air groups compared with the model group. (4) Results suggested that low dose of exogenous carbonyl sulfide through anti-inflammatory, anti-oxidant effects plays the protective role on limb ischemia/reperfusion-induced acute lung injury in rats.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

Key words: Acute Lung Injury, Models, Animal, Reperfusion Injury, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

赵彦瑞，吕文睿，王东，周君琳. 羰基硫对肢体缺血再灌注致急性肺损伤大鼠模型的作用[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(40): 5994-6000.

Zhao Yan-rui, Lv Wen-rui, Wang Dong, Zhou Jun-lin. Effects of carbonyl sulfide in a rat model of limb ischemia/reperfusion-induced acute lung injury[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(40): 5994-6000.

图/表（结果） 3

2.1 实验动物死亡率 实验过程中，对照组、模型组及不同剂量空气组无实验动物死亡，存活率为100%。低剂量羰基硫组无实验动物死亡，中剂量羰基硫组死亡2只，死亡率为25%；高剂量羰基硫组死亡3只，死亡率为38%。
2.2 各组肺组织形态学变化 光镜下观察可见对照组大鼠肺组织细、小支气管及肺泡结构正常，支气管黏膜上皮完整，见图1A；模型组肢体缺血4 h再灌注2 h后，肺组织出现间质水肿、肺泡增厚及中性粒细胞浸润的组织学变化，见图1B；应用羰基硫后(0.2，0.5，1 mL)肺组织学改变减轻，但低剂量羰基硫组改变最明显，见图1C-E；应用空气组未见明显减轻改变，见图1 F-H。

2.3 各组肺系数的变化 与对照组相比，模型组肺系数显著增大(P < 0.01)；与模型组相比，羰基硫组均有改变，以低剂量羰基硫组肺系数改变最明显(P < 0.01)，高剂量羰基硫组改变较小；不同剂量空气组未见明显改变(P > 0.05)；与各剂量空气各组相比，各剂量羰基硫组(0.2，0.5 mL)肺系数改变明显(P < 0.01)，见表1。

2.4 各组肺组织及血浆中细胞因子水平的变化 与对照组相比，模型组肺组织及血浆中白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α含量均明显增加(P < 0.01)。与模型组相比，低、中剂量羰基硫组肺组织及血浆中的白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α含量明显减少(P < 0.01)，高剂量羰基硫组改变不明显；各空气组肺组织及血浆中的白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α含量无明显变化(P > 0.05)。与各空气组相比，低、中剂量羰基硫组肺组织及血浆中的白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α含量明显减少(P < 0.01)，见表1。
2.5 各组TUNEL检测结果 对照组中仅见少量凋亡细胞，凋亡指数为1.47%。与对照组相比，模型组凋亡细胞明显增加，凋亡指数达17.2%；与模型组相比，当应用羰基硫后，凋亡细胞明显减少，低、中、高剂量羰基硫组凋亡指数分别为5.83%、6.48%、7.88%；各空气组细胞凋亡未见明显减少，低、中、高剂量空气组凋亡指数分别为17.25%、17.65%、17.85%，见图2，3。

参考文献

[1] 周君琳,凌亦凌,苏庆军,等.外源性一氧化碳抗大鼠肢体缺血再灌注所致肺损伤的实验研究[J].中国病理生理杂志, 2006,22(2):303-306.
[2] Atabai K,Matthay MA.The pulmonary physician in critical care-5: acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome:definitions and epidemiology. Thorax. 2002;57:452-458.
[3] Li L,Moore PK.An overview of the biological significance of endogenous gases: new roles for old molecules.Biochem Soc Trans.2007;35:1138-1141.
[4] Moody BF,Calvert JW.Emergent role of gasotransmitters in ischemia-reperfusion injury. Medical Gas Res.2011;1:3.
[5] Zhao YR,Wang D,Liu Y,et al.The PI3K/Akt, p38MAPK, and JAK2/STAT3 Signaling Pathways Mediate the Protection of SO2 Against Acute Lung Injury Induced by Limb Ischemia/Reperfusion in Rats.J Physiol Sci. 2016;66(3):229-239..
[6] 赵彦瑞,刘洋,王东,等.PI3K/Akt和JAK2/STAT3信号转导通路在SO2抗大鼠肢体缺血再灌注致急性肺损伤中的作用[J].中国病理生理杂志,2015,31(11):2076-2082.
[7] Huang XL,Liu Y,Zhou JL,et al.Role of Sulfur Dioxide in Acute Lung Injury Following Limb Ischemia /Rep erfusion in Rats.J Biochem Mol Toxicol.2013;27(8):389-397.
[8] 周君琳,黄新莉,黎宁,等.二氧化硫对大鼠肢体缺血再灌注所致肺损伤的影响及其作用机制[J].中国病理生理杂志, 2013,29(10):1747-1752.
[9] 杨运彩,周君琳,黄新莉,等.一氧化碳释放分子对肢体缺血-再灌注所致肺损伤的作用[J].中华急诊医学杂志,2012, 21(1):43-47.
[10] 周君琳,黄新莉,仲维佳,等.硫化氢对肢体缺血再灌注所致大鼠急性肺损伤的作用及机制[J].中国病理生理杂志, 2011,27(1):9-13.
[11] 刘洋,单磊,周君琳,等.MAPKs在硫化氢抗大鼠肢体缺血再灌注所致肺损伤中的作用[J].昆明医学院学报,2011, 32(9):16-20.
[12] Zhou JL,Li G,Hai Y,et al.Protection of CO-rel easing molecule against lung injury induced by limb ischemia- reperfusion.Chin J Traumatol.2009;12(2):71-76.
[13] 周君琳,凌亦凌,李陈利,等.一氧化氮和过氧亚硝基阴离子在肢体缺血再灌注致肺损伤中的作用[J].中国病理生理杂志,2003,24(6):158-160.
[14] 周君琳,凌亦凌,鲁士宝,等.丝裂原活化蛋白激酶在一氧化碳抗大鼠肢体缺血再灌注所致肺损伤中的作用[J].中华实验外科杂志,2005,22(2):163-165.
[15] Bloch KD,Ichinose F,Roberts JJ,et al.Inhaled NO as a therapeutic agent. Cardiovasc Res.2007;75:339-348.
[16] Afshari A,Brok J,Moller AM,et al.Inhaled nitric oxide for acute respiratory distress syndrome (ARDS) and acute lung injury in children and adults. Cochrane Database Syst Rev.2010;(7):CD002787.
[17] Ryter SW,Choi AM.Heme oxygenase-1/carbon monoxide: novel therapeutic strategies in critical care medicine.Curr Drug Targets.2010;11:1485-1494.
[18] Ren Y.Natural occurrence of carbonyl sulfide and ethyl formate in grains.In Proceedings of the International Conference on Controlled Atmosphere and Fumigation in Stored Products,2002.
[19] Balazy M,Abu-Yousef IA,Harpp DN,et al.Identification of carbonyl sulfide and sulfur dioxide in porcine coronary artery by gas chromatography/mass spectrometry, possible relevance to EDHF.Biochem Biophys Res Commun.2003;311(3):728-734.
[20] Cohen SM,Siddiqi FA,Darakchiev B,et al.Attenuation of acute lung injury caused by hind-limb ischemia- reperfusion injury by butyrolactone anti-inflammatory agent FLl003.J Trauma. 1997;43(2):247-252.
[21] Lardinois1 Q,Kirby PJ,Morgan DL,et al.Mass spectrometric analysis of rat cerebrospinal fluid proteins following exposure to the neurotoxicant carbonyl sulfide.Rapid Commun.Mass Spectrom. 2014; 28:2531-2538.
[22] 刘俊锋,耿春梅,牟玉静,等.羰基硫(COS)在土壤中的吸收与转化[J].环境化学,2004, 23(6):615-620.
[23] 牟玉静,周丽,张晓山,等.羰基硫(COS)在麦田土壤中的地气交换[J].中国科学(B辑化学),2001,1(3):261-264.
[24] 聂亚峰,席淑琪,张晋华,等.环境因素对土壤含硫气体释放的影响[J].环境化学,2001, 20(1):38-42.
[25] 刘俊锋,耿春梅,张逸,等.羰基硫(COS)在五种富氧型土壤中的吸收与转化[J].环境化学, 2011,30(3):579-584.
[26] 王冠,孙同华,张宏波,等.催化水解法低温脱除煤气中羰基硫的研究[J].现代化工,2014, 34(1):60-63.
[27] 沈芳,上官炬,樊惠玲.工艺条件对中温羰基硫水解催化转化率的影响[J].太原理工大学学报,2009,40(1):32-34.
[28] 范健,雷军.COS脱除技术进展[J].安徽化工,2007,33(4): 3-5.
[29] 柯明,许赛威,刘成翠,等.常温羰基硫水解催化剂的研究进展[J].石油与天然气化工,2007,36(4):271-274.
[30] 李新学,刘迎新,魏雄辉.羰基硫脱除技术[J].现代化工 ,2004,24(8):19-22.
[31] Katayama Y,Narahara Y,Inoue Y,et al.A thiocyanate hydrolase of Thiobacillus thioparus. A novel enzyme catalyzing the formation of carbonyl sulfide from thiocyanate, J Biol Chem.1992;267:9170-9175.
[32] Vlasceanu L,Popa R,Kinkle BK.Characterization of Thiobacillus thioparus LV43 and its distribution in a chemoautotrophically based groundwater ecosystem.Appl Environ Microbiol. 1997;63: 3123-3127.
[33] Schultz CP,Ahmed MK,Dawes C,et al.Thiocyanate levels in human saliva: quantitation by Fourier transform infrared spectroscopy.Anal Biochem. 1996;240:7-12.
[34] Spagnolo A,Torsello S,Morisi G,et al.Serum thiocyanate levels as an objective measure of smoking habits in epidemiological studies.Eur J Epidemiol. 1988;4(2):206-211.
[35] Zheng T,Altura BT,et al.Magnesium modulates contractile responses of rat aorta to thiocyanate: a possible relationship to smoking-induced atherosclerosis.Toxicol Appl Pharmacol.1999; 157:77-84.
[36] Kelly DP, Wood AP, Iordan SL, et al.Biological production and consumption of gaseous organic sulphur compounds.Biochem Soc Trans.1994; 22: 1011-1015.
[37] Chengelis CP,Neal RA.Studies of Carbonyl Sulfide Toxicity: Metabolism by Carbonic Anhydrasel.Toxicol Appl Pharm.1980;55:198-202.
[38] Morgan DL,Little PB,Herr DW,et al.Neurotoxicity of carbonyl sulfide in F344 rats following inhalation exposure for up to 12 weeks.Toxicol Appl Pharmacol. 2004;200:131.
[39] Morrison JP,Ton TV,Collins JB, et al.Gene expression studies reveal that DNA damage, vascular perturbation, and inflammation contribute to the pathogenesis of carbonyl sulfide neurotoxicity.Toxicol Pathol.2009; 37: 502.
[40] Sills RC,Morgan DL,Herr DW,et al.Contribution of magnetic resonance microscopy in the 12-week neurotoxicity evaluation of carbonyl sulfide in Fischer 344 rats.Toxicol Pathol.2004;32:501.
[41] Lardinois O,Kirby PJ,Morgan DL,et al.Mass spectrometric analysis of rat cerebrospinal fluid proteins following exposure to the neurotoxicant carbonyl sulfide. Rapid Commun Mass Spectrom. 2014;28(23):2531-2538.

引言

急性肺损伤是由多种原因导致的急性弥漫性肺泡和肺血管损伤，其实质是肺组织中发生了失控炎症反应，大量致炎因子和活性氧物质产生及中性粒细胞在肺部大量聚集、激活等，导致以肺微管通透性增高为特征的肺部的过度炎症反应，可最终发展至急性呼吸窘迫综合征^[1]，病死率高达25%-40%^[2]。但其具体发病机制尚未完全阐明。

自20世纪80年代以来，已陆续证实代谢产生的一氧化氮(nitric oxide，NO)、一氧化碳(carbon monoxide，CO)和硫化氢(hydrogen sulfide，H₂S)可作为信号分子参与机体稳态调节，并且具有重要的生理和病理生理意义，由此开创了“气体信号分子家系”的新领域。肺是气体交换的场所，气体分子对肺的影响尤为重要。“气体信号分子家系”的发现将肺损伤等疾病的研究带入了一个全新阶段^[3-4]。周君琳教授带领的实验团队以往研究也证明，内源性气体信号分子如NO、CO、H₂S及二氧化硫在急性肺损伤中发挥着重要作用^[5-14]。鉴于NO、CO、H₂S在急性肺损伤发生发展过程中表现出的细胞保护作用，临床开展了小剂量吸入低浓度NO、CO、H₂S治疗急性肺损伤的研究，然而并未收到预期的临床疗效^[15-17]。表明对于由多因素参与、病理过程复杂的急性肺损伤而言其发生的分子机制尚远未阐明。

作者在既往实验过程中发现还有其他的气体参与，即羰基硫。羰基硫又称氧硫化碳、硫化羰，通常状态下为有臭鸡蛋气味的无色有毒气体，广泛存在于大气、土壤、水中及植物体内^[18]。2003年，Balazy等^[19]首次报道可从猪冠状动脉及心肌组织中检测到羰基硫的存在，而且具有扩张血管的作用，但具体作用机制并不清楚。目前，对于羰基硫的研究报道较少，未见关于羰基硫对急性肺损伤作用影响的研究报道。根据既往的研究经验，大胆地推测羰基硫可能是一种新的气体信使分子。因此，设计了此课题，拟通过实验观察外源性小剂量羰基硫对大鼠肢体缺血再灌注所致急性肺损伤的作用及可能机制。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

材料方法

1.1 造模动物及材料

实验动物：健康雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠，体质量200-230 g，由中国医学科学院医学实验动物研究所提供，许可证号为：SCXK-(军)2012-0004。将64只SD大鼠随机分为8组，每组8只，对照组不做处理；模型组制作肢体缺血4 h再灌注2 h损伤模型；低、中、高剂量羰基硫组分别于制作肢体缺血4 h再灌注2 h损伤模型前20 min腹腔注射0.2，0.5，1 mL羰基硫(羰基硫纯气按1∶1比例用空气稀释并混合)；低、中、高剂量空气组分别于制作肢体缺血4 h再灌注2 h损伤模型前20 min腹腔注射0.4，1，2 mL空气。

主要试剂与仪器：Na₂SO₃/NaHSO₃，分析纯，购于北京康普汇维科技有限公司；大鼠白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子αELISA试剂盒购自达科为公司；羰基硫由北京市海淀区温泉镇白家疃村气站提供；细胞凋亡(TUNEL)检测试剂盒购自碧云天公司；激光多普勒(ux5001型，瑞典PERIMED)。

1.2 造模方法 根据Cohen等^[20]提供的方法制作肢体缺血再灌注损伤致急性肺损伤动物模型。将SD大鼠应用苯巴比妥钠腹腔注射(40 mg/kg)麻醉。麻醉起效后，分离左颈外静脉及右颈总动脉并插管用予补液(乳酸林格氏液 2 mL/h)和采血。应用橡皮条止血带捆扎双后肢根部造成肢体缺血，4 h后松开止血带使肢体恢复血流再灌注2 h。应用激光多普勒探测血流以确认肢体的缺血及再灌注。

1.3 取材 再灌注2 h后，麻醉处死大鼠。留取血样并离心(4 000 r/min离心10 min，0-4 ℃)，血浆储存在-80 ℃冰箱用于日后检测细胞因子白细胞介素1β、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α。肺组织取出称质量后，一部分固定于体积分数10%甲醛中，用于病理切片；剩余肺组织保存于-80 ℃冰箱，用于日后检测细胞因子白细胞介素1β、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α的表达。

1.4 主要观察指标

肺组织学检查：将固定于体积分数10%甲醛中的肺组织，常规石蜡包埋、切片及苏木精-伊红染色，一部分光镜下观察肺组织形态学变化，另一部分用来进行TUNEL检测。

肺系数检测：自气管分叉以上第5，6软骨环之间剪断气管，完整取出肺组织，用滤纸吸干肺组织表面的血污后称质量。肺系数=全肺湿质量(g)/体质量(kg)。

血清及肺组织中白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α水平的测定：使用ELISA试剂盒测定血清及肺组织中白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α的浓度，按公司说明书进行操作。以检测白细胞介素1β为例步骤如下：首先，将白细胞介素1β标准品按梯度稀释后加入标准品孔(2 000，1 000，500，250，125，62.5，31.3 ng/L)，检测样品(100 μL/孔)加入样品孔。然后加入Biotinylated antibody(50 μL/孔)混匀，盖上封板膜，37 ℃温育90 min。90 min后，扣去孔内液体，加入1×washing buffer(300 μL/孔)洗板，停留1 min后弃去孔内液体；重复4次，每一次在滤纸上扣干。再加入稀释后的Streptavidin-HRP(100 μL/孔)，盖上封板膜，37 ℃温育30 min。按上述方法再次洗板4次。加入TMB(100 μL/孔)进行显色，37 ℃避光温育5-30 min之间。最后迅速加入Stop solution(100 μL/孔)终止反应。终止后10 min内，应用酶标仪在波长450 nm处进行检测。绘制出标准曲线，计算样品白细胞介素1β的浓度。应用同样的方法对白细胞介素6和肿瘤坏死因子α进行检测。

细胞凋亡情况检测：应用TUNEL技术进行细胞凋亡情况检测。按照试剂公司提供的说明书所述方法进行操作。其中，未凋亡的细胞胞核DAB复染后呈蓝色，而凋亡细胞胞核经TUNEL 染色后呈绿色。随机计数5个高倍镜(×400)视野下的凋亡细胞数。每张切片至少观察500个细胞，并计算每100个细胞内TUNEL染色阳性的细胞数，即凋亡指数。

1.5 统计学分析 所有数据以x(_)±s来表示，使用SPSS 17.0统计软件进行分析。组间比较应用单因素方差分析(方差齐的应用LSD或S-N-K法，发差不齐的应用Dunnett’s T3或Dunnett's C法)，以P < 0.05为差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

讨论

肢体缺血是临床常见的病理征象，如断肢再植、术中止血带的应用等。尽管恢复血流是挽救肢体所必需的，但由于缺血再灌注所致肺损伤，发病急而凶险，甚至可引起急性呼吸窘迫综合征和多器官功能障碍综合征等严重结局，病死率高达25%-40%^[2]。尽管目前对其认识及治疗有了很大的进展，但迄今为止临床上对急性肺损伤尚未找到切实有效的防治措施。因此，深入探讨其发病机制，以及如何防治急性肺损伤是整个医学界共同关注并亟待解决的重大课题。

内源性气体信号分子—NO、CO、H₂S和SO₂的发现将肺损伤等疾病的研究带入了一个全新的阶段，作者所在实验室对此做了大量研究^[5-14]，而且取得了满意结果，但实验过程中发现羰基硫这种气体也参与其中。羰基硫来源广泛，是大气中最丰富的含硫化合物，它可以由海洋、火山以及深海热泉产生。最大的人造羰基硫释放的来源主要包括其用作化学中间体和二硫化碳生产的副产品。另外，还有一部分来源于机动车尾气及燃煤发电厂。全世界平均向大气中释放的羰基硫据估计约为300万吨/年，其中不到1/3和人类活动有关。羰基硫还在一些食品中被发现，如奶酪和卷心菜类蔬菜中^[21]。

羰基硫无处不在，目前在环境化工方面研究较多，主要研究羰基硫对于环境的影响，其形成及转归^[22-25]，以及如何减少及吸收化工工程中羰基硫的产生^[26-30]。但关于羰基硫在生物体内的形成及转归，以及受什么样的酶控制等，研究报道较少。

羰基硫可能由硫氰酸水解酶催化硫氰酸盐新陈代谢产生^[31]。关于硫氰酸水解酶的发生及作用在哺乳动物中鲜有报道。Balazy等^[19]在2003年首次报道可从猪冠状动脉及心肌组织中检测到羰基硫的存在，而且具有扩张血管的作用。但不排除检测到的羰基硫来源于细菌起源。但是硫氰酸盐代谢细菌非自养生物^[32]。硫氰酸盐在哺乳动物的血液、牛奶、唾液中含量为30-830 μmol/L^[33-34]，被认为具有抗菌作用。1篇研究报道硫氰酸盐可引起大鼠主动脉收缩的作用^[35]。有报道认为半胱氨酸、胱氨酸、羊毛硫氨酸及异硫氰酸盐为羰基硫前体组成部分^[36]。但目前很少有人了解羰基硫在生物系统中的酶学的过程。

1980年，Christopher对羰基硫的毒性进行了研究，以大鼠为实验对象，腹腔注射不同剂量羰基硫，最后发现LD₅₀为22.5 mg/kg^[37]。后来有学者对羰基硫的神经毒性了研究^[38-41]，其中最近的1篇文章报道^[41]，将小鼠放入一密闭容器，每天吸入不同剂量羰基硫气体，行脑脊液穿刺并应用色谱质谱法进行蛋白定量，但因小鼠脑脊液含量较少，蛋白含量检测结果较低。

基于上述背景，从其他角度出发，应用外源性小剂量羰基硫对实验大鼠进行刺激，观察外源性小剂量羰基硫对于缺血再灌注致急性肺损伤有什么影响，并探寻其机制。实验中发现大鼠肢体却再灌注损伤后，肺泡间隔中中性粒细胞数目、肺系数、细胞凋亡数、肺组织及血清肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6含量明显增加，当应用小剂量羰基硫(0.2 mL)可使上述改变明显减轻。也就是说外源性小剂量羰基硫可通过抗炎、抗氧化、抑制黏附分子蛋白表达，对缺血再灌注致急性肺损伤起到保护作用。然而增大羰基硫剂量，这种保护作用未见进一步加强，反而出现动物死亡率增加的现象，中剂量羰基硫组死亡2只，死亡率25%，高剂量羰基硫组死亡3只，死亡率38%。前期研究应用不同剂量羰基硫每日腹腔注射，连续7 d，观察动物日常表现及存活率并行肺组织病理学等检测(实验数据未在文中体现)，发现每日注射0.2 mL羰基硫，连续注射7 d，大鼠未见任何异常；1.0 mL羰基硫大鼠死亡率25%。这也是实验使用0.2，0.5，1.0 mL羰基硫的依据。但此次实验1.0 mL羰基硫组动物死亡率增加，推测是羰基硫毒性及缺血再灌注损伤叠加效果造成。

总之，推测羰基硫可能是继NO、CO、H₂S和SO₂后一新的重要气体信号分子，而且小剂量羰基硫可通过抗炎、抗氧化、抑制黏附分子蛋白表达，对缺血再灌注致急性肺损伤起到保护作用。遗憾的是，目前对于羰基硫的研究报道较少，研究较局限，诸多机制不明确，如羰基硫在体内的酶学过程，应用外源性羰基硫气体对于机体羰基硫产生什么样的影响及对其他脏器的影响，对于抗炎因子表达影响的内在机制，毒理学等，还需要大量的科学研究去探寻。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程