研究人员确定了一种机制，可能会导致新的治疗由缺氧引起的脑损伤的方法。
麻省总医院(Massachusetts General Hospital, MGH)的研究人员发现了一种保护大脑免受缺氧影响的机制，这是一种潜在的致命缺氧。他们在《自然通讯》(Nature Communications)上发表了这一意外发现，这可能有助于中风疗法的发展，以及心脏骤停等疾病导致的脑损伤。
然而，资深作者Fumito Ichinose解释说，这项研究一开始有一个非常不同的目标。Fumito Ichinose是医学博士，MGH麻醉、危重护理和疼痛医学部门的主治医生，也是危重护理研究麻醉中心的首席研究员。Ichinose和他的团队关注的一个领域是开发诱导假死的技术，也就是说，让人类的重要功能暂时暂停，并有能力在稍后“唤醒”他们。这种状态类似于熊和其他动物在冬眠期间的经历。Ichinose相信，安全诱导假死的能力可能有重要的医学应用价值，比如在找到有效的治疗方法之前，暂停不治之症患者的生命过程。它还可以让人类在太空中进行长距离旅行(这在科幻小说中经常出现)。
2005年的一项研究发现，吸入一种名为硫化氢的气体会使老鼠进入假死状态。硫化氢有臭鸡蛋的味道，有时被称为“下水道气体”。哺乳动物大脑缺氧会导致硫化氢的产生增加。当这种气体在组织中积聚时，硫化氢会阻止神经元的能量代谢，导致神经元死亡。缺氧是缺血性中风(最常见的中风类型)和其他脑损伤的标志。
在《自然通讯》的研究中，Ichinose和他的团队最初试图了解当小鼠长时间反复接触硫化氢时会发生什么。一开始，老鼠进入了一种类似假死的状态——它们的体温下降，一动不动。“但是，让我们惊讶的是，老鼠很快就能忍受吸入硫化氢的影响，”Ichinose说。“到第五天，他们的行为正常，不再受硫化氢的影响。”
有趣的是，耐受硫化氢的小鼠也能耐受严重的缺氧。是什么保护这些老鼠免于缺氧?Ichinose的团队怀疑大脑中代谢硫化物的酶可能是罪魁祸首。他们发现，连续几天吸入硫化氢后，老鼠大脑中一种被称为硫化物醌氧化还原酶(SQOR)的酶水平上升。他们假设SQOR在抗缺氧过程中起一定作用。
在自然界中，有强有力的证据可以证明这一假设。例如，众所周知，雌性哺乳动物比雄性更能抵抗缺氧的影响，而且前者的SQOR水平更高。当SQOR水平被人为降低时，女性更容易缺氧。(雌激素可能是观察到的SQOR增加的原因，因为当雌性哺乳动物产生雌激素的卵巢被切除时，就失去了对缺氧的不利影响的保护。)此外，一些冬眠的动物，如十三线地松鼠，对缺氧有很强的耐受性，这使它们能够在冬季身体新陈代谢减慢时存活下来。典型地松鼠的大脑SQOR值是同等大小的老鼠的100倍。然而，当Ichinose和他的同事们“关闭”松鼠大脑中SQOR的表达时，它们对缺氧的保护作用消失了。
与此同时，当Ichinose和同事们人为地提高小鼠大脑中的SQOR水平时，“他们开发了一种对抗缺氧的强大防御机制，”Ichinose解释说。他的团队使用基因疗法提高了SQOR水平，这种方法在技术上很复杂，目前还不实用。另一方面，Ichinose和他的同事们证明，通过使用一种名为SS-20的实验药物，“清除”硫化物，可以降低气体的水平，从而在小鼠缺氧时使其大脑免遭损伤。
Ichinose说，人类大脑的SQOR水平非常低，这意味着即使是少量的硫化氢积累也可能是有害的。他说:“我们希望有一天我们能有像SQOR一样在体内发挥作用的药物。”他指出，他的实验室正在研究SS-20和其他几种候选药物。这类药物可用于治疗缺血性中风，以及心脏骤停导致缺氧的患者。Ichinose的实验室也在研究硫化氢如何影响身体的其他部位。例如，硫化氢会在其他情况下积聚，比如某些类型的利综合征，这是一种罕见但严重的神经系统疾病，通常会导致早逝。“对一些患者来说，”Ichinose说，“用硫化物清除剂治疗可能会挽救生命。”
参考:丸谷英三、森田政信、平井修一、Kai新一、Robert M. H. Grange、宫崎骏、长岛文明、Lisa Traeger、Aurora Magliocca、Ida友昭、松永哲郎、Daniel R. Flicker、Benjamin Corman、森直宏、山崎由美子、Annabelle Batten、Rebecca Li、田中友宏、池田高光、中川明道、田中友博、岩原秀石、Benjamin A. Olenchock、申星贵、西田元弘、花冈健二郎Christopher G. Kevil、Ming Xian、Donald B. Bloch、Takaaki Akaike、Allyson G. Hindle、Motohashi Hozumi和Fumito Ichinose, 2021年5月25日，《自然通讯》。DOI: 10.1038 / s41467 - 021 - 23363 - x
这项研究的主要作者是Eizo Marutani，医学博士，MGH的麻醉、危重护理和疼痛医学系的研究员和哈佛医学院(HMS)的讲师。一濑还是皇家医疗服务学院的威廉·托马斯·格林·莫顿麻醉学教授。
这项研究由日本教育、科学、体育和技术部资助;日本科学技术厅;日本医学研究与发展署;国家神经疾病和中风研究所;国家心肺血液研究所;国家普通医学科学研究所;以及国家科学基金会。
