内源性H2S生成的酶主要是5’磷酸吡哆醛依赖性酶，主要包括胱硫醚-β-合成酶和胱硫醚-γ-裂解酶。CBS和CSE的表达具有显著的组织特异性，神经系统内主要表达CBS，而CSE则广泛分布于心血管系统以及肝、肾、肺和胃肠道等处。内源性H2S与已得到公认的内源性气体信号分子一氧化氮、一氧化碳一样具有重要的生理调节功能。以往的研究关于内源性H2S的研究主要集中在H2S对神经系统及心血管系统的调节作用。最近有研究表明硫化氢和一氧化氮在调节老鼠的胃部平滑肌张力时发挥了非常重要的作用。这篇研究阐明了硫化氢与一氧化氮之间的相互作用是如何调节老鼠胃部平滑肌肉，通过免疫印迹法、生理和电化学技术进行验证。


Unisense微电极系统的应用


应用了unisense的H2S微电极和一氧化氮微电极，其中硫化氢微电极用于测试时放置于法拉第罩中（避免电磁信号的干扰），将组织切成小片放置于37度下的杜氏营养液中，将硫化氢微电极置于含有组织小片的培养液中，待信号稳定后，培养液中继续加入L-半胱氨酸（硫化氢合成酶底物）和吡啶-磷酸盐（硫化氢合成酶辅酶）后记录检测曲线，所得曲线的最大斜率就是硫化氢的生产产率。而一氧化氮微电极则是直接穿刺入老鼠胃平滑肌中进行一氧化氮浓度的测试。


实验结果


硫氢化钠作为硫化氢的给体，能够增强基底平滑肌肉张力，SNP作为一氧化氮的给体，能够降低基底部平滑肌肉张力，这两种物质都表现为剂量依赖性。硫氢化钠导致平滑肌肉张力增加是因为其抑制了L-精氨酸甲酯（一氧化氮合成酶抑制剂）。氨氧基乙酸（AOAA），作为胱硫醚-β-合成酶抑制剂，对于平滑肌张力产生抑制作用，这些作用也会被L-精氨酸甲酯抑制。而一氧化氮的产生则会因AOAA的存在显著地增强。内皮型一氧化氮合成酶（eNOS）在1177序列位置处磷酸化以及蛋白激酶在序列308处磷酸化和苏氨酸在473处磷酸化过程都被产生的硫化氢钠所抑制。LY294002（一种磷脂酰基醇三激酶抑制剂）能够阻止硫氢化钠调节带来的影响。而序列1177处磷酸化的内皮型一氧化氮合成酶、序列308处磷酸化的蛋白激酶和在473处磷酸化的苏氨酸会因AOAADE存在而显著的增强。胱硫醚β-合成酶siRNA产生的干扰会增加eNOSde蛋白的表达水平但是并不会改变蛋白激酶的表达水平。这些结果说明硫化氢导致的胃部平滑肌张力的增强是因为抑制了磷酸肌醇酰胺3激酶代谢产生的一氧化氮。

图1、老鼠胃底平滑肌所产生硫化氢和一氧化氮。其中图A的红色曲线代表的是胃部基底组织中L-半胱氨酸和吡哆-5-醛磷酸盐作用产生的硫化氢浓度。图B中的红线表示的是追踪胃部组织中未加任何物质所产生的一氧化氮的浓度。黑色的基线表示的是在空白的测试，即测试系统中无胃部组织物质。

图2、内源性硫化氢和一氧化氮对于胃部平滑肌张力的影响。图Aa表示的是追踪不同浓度的硫氢化钠对于胃部平滑肌张力的变化。图Ab表示的是具体不同浓度的硫氢化钠对应于胃部平滑肌张力值，从图中可以看出，硫氢化钠的浓度越高，对于的胃部平滑肌的张力越大。图Ba表示的是追踪不同浓度的SNP对于胃部平滑肌张力的变化，图Bb表示的是具体不同浓度的SNP对应于胃部平滑肌张力值，从图中可以看出，对应的SNP浓度越大，胃部组织平滑肌的张力越小。

图3、L-半胱氨酸对于硫氢化钠和氨基氧乙酸（AOAA）导致的平滑肌张力的影响图Aa表示的是硫氢化钠能够增强胃部组织张力，图Ab表示的是当加入了100umol的L-半胱氨酸后，降低了硫氢化钠增强胃部组织张力的性能。图Ac表示的是不同浓度的硫氢化钠在含有半胱氨酸和不含有半胱氨酸时，胃部组织的张力变化情况。图Ba表示的是AOAA对于胃部组织张力的影响，图Bb表示的是加入100umol的L-半胱氨酸后，AOAA会减弱胃部组织张力。图Ac表示的是AOAA在含有半胱氨酸和不含有半胱氨酸时，胃部组织的张力变化情况。

图4、胱硫醚β-合成酶（CBS）抑制剂、AOAA对于胃部组织的一氧化氮的产生影响。从图B中可以看出氨氧基乙酸能够明显的增强一氧化氮的生成量，图A表示的是追踪胃部组织平滑肌中一氧化氮的生成量受AOAA的影响情况。

图5、硫氢化钠对于内皮型一氧化氮合成酶（eNOS）和磷酸化蛋白激酶A的影响。图A表示的是硫氢化钠会降低序列1177处酸化的一氧化氮合成酶的表达；图B表示的是硫氢化钠会降低序列473处磷酸化的蛋白激酶A的表达。图C表示的是氢化钠会降低序列308处磷酸化的蛋白激酶A的表达.图D表示的是硫氢化钠不会改变一氧化氮合成酶的表达，当体系中加入磷酸肌醇3-激酶抑制剂（LY294002）.


总结


论文主要讨论研究了关于硫化氢对于老鼠胃部平滑肌张力的影响以及老鼠产生的一氧化氮对于胃部平滑肌中的蛋白激酶的影响。论文研究过程中使用了unisense硫化氢微电极和一氧化氮微电极，其中硫化氢微电极主要是测试了将老鼠胃部组织结构放置在含有培养基环境中的培养皿中所测试获得的硫化氢浓度，而老鼠胃部平滑肌组织结构的一氧化氮的浓度则是通过将微电极直接穿刺入肌肉组织结构中进行测试完成。unisense微电极的使用使得相关研究者能够很好研究硫化氢和一氧化氮在调节老鼠的胃部平滑肌张力时发挥了非常重要的作用，从而为今后研究生物体内蛋白酶的性能调节领域提供相应的技术和理论支撑，这也说明unisense微电极系统在研究生物代谢蛋白酶的研究领域存在着很好的应用前景.