麻省总医院发现了一种机制可以为缺氧所致的脑损伤提供新的治疗方法

“对一些患者来说，用硫化物清除剂治疗可能会挽救生命。”——麻省总医院危重护理研究麻醉中心Fumito Ichinose博士

在一项偶然的发现中，麻省总医院的研究人员发现了一种保护大脑免受组织缺氧影响的机制，而组织缺氧是一种潜在的致命现象。这一发现发表在了Nature Communications（《自然-通讯》）,可能有助于开发治疗中风以及心脏骤停引起的脑损伤等疾病的方法。

Fumito Ichinose博士

麻省总医院麻醉、危重护理和疼痛医学系的主治医生

危重护理研究麻醉中心的首席研究员

然而，这项研究是从一个完全不同的目标开始的，资深作者Fumito Ichinose博士解释说，他是麻省总医院麻醉、危重护理和疼痛医学系的主治医生，也是危重护理研究麻醉中心的首席研究员。Ichinose和他的团队的一个重点领域是开发诱导机能停止技术（假死技术），即将人类的重要机能暂时停止，并有能力在之后“重新唤醒”它们。这种状态与熊和其他动物在冬眠期间所经历的相似。Ichinose认为，安全诱导机能停止的能力具有重要的医学应用价值，例如暂停患有不治之症的患者的生命过程，直到找到有效的治疗方法。 它还可以让人类在太空中长距离旅行（这在科幻小说中经常出现）。

科幻电影里的太空旅行睡眠舱

2005年的一项研究发现，吸入一种叫做硫化氢的气体会导致小鼠进入一种机能停止状态。硫化氢具有臭鸡蛋的气味，有时被称为“下水道气体”。哺乳动物大脑中的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并导致它们死亡。 缺氧是缺血性中风（最常见的中风类型）和其他大脑损伤的标志。

在《自然通讯》的研究中，Ichinose和他的团队最初着手研究小鼠在一段长时间内反复接触硫化氢会发生什么。一开始，老鼠进入了一种机能停止的假死状态——它们的体温下降了，一动不动。“但是，令我们惊讶的是，小鼠很快就对吸入硫化氢的影响产生了耐受性，到了第五天，他们行动正常，不再受到硫化氢的影响。”Ichinose博士描述道。

有趣的是，对硫化氢有耐受性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呢？Ichinose的研究小组怀疑大脑中代谢硫化物的酶可能是原因。当连续几天吸入硫化氢时，他们发现一种叫作，硫化物：醌氧化还原酶(SQOR)的水平会升高，他们假设SQOR在耐缺氧中扮演了重要角色。

自然界中有强有力的证据支持这一假设。 例如，众所周知，雌性哺乳动物比雄性更能抵抗缺氧的影响——而前者的 SQOR 水平更高。 当女性的 SQOR 水平人为降低时，她们变得更容易缺氧。（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移除时，对缺氧不利影响的保护作用就会丧失。） 此外，一些冬眠的动物，如十三行地松鼠， 高度耐受缺氧，这使它们能够在冬季身体新陈代谢减慢的情况下存活下来。 一只典型的地松鼠的大脑比同样大小的老鼠有100倍的SQOR。然而，当Ichinose及其同事“关闭”松鼠大脑中 SQOR 的表达时，它们对缺氧影响的保护作用就消失了。

SQOR较高的地松鼠

同时，当Ichinose和他的同事人工增加小鼠大脑中SQOR水平时，“他们对缺氧形成了强健的防御力。”Ichinose解释道。他的团队通过基因治疗提高了SQOR的水平，但这种方法在技术上很复杂，在目前阶段还不实用。另一方面，Ichinose和他的同事证明，通过使用一种名为SS-20的实验药物来“清除”硫化物，可以降低气体的含量，从而在小鼠缺氧时保护其大脑。

人类大脑的 SQOR 水平非常低，这意味着即使是适度的硫化氢积累也可能是有害的。Ichinose博士 说：“我们希望有一天我们会有像 SQOR 一样在体内起作用的药物。”，他指出其实验室正在研究 SS-20 和其他几种候选药物。 此类药物可用于治疗缺血性中风，以及可能导致缺氧的心脏骤停患者。 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，已知硫化氢会在一些情况下积聚，例如某些类型的 Leigh氏脑病，这是一种罕见但严重的神经系统疾病，通常会导致过早死亡。“对一些患者来说，用硫化物清除剂治疗可能会挽救生命。”Ichinose博士表示。

关于美国麻省总医院

麻省总医院成立于1811年，是哈佛医学院最初设立且规模最大的教学医院。我们拥有全美最大的以医院为基础的研究项目，同时也是美国国立卫生研究院研究资金最大的接受者，我们的研究项目横跨医院的20多个临床部门和中心。麻省总医院可以为几乎每一个专科和次专科、内科和外科领域提供精准的诊断和治疗。我们的六个多学科护理中心以癌症、消化系统疾病、心脏病、神经内科、血管医学和创伤中心的创新而闻名世界。另外麻省儿童总医院提供全面的小儿保健服务，从初级护理到运用尖端疗法诊治复杂和罕见的疾病。麻省总医院连续多年被《美国新闻与世界报道》评为美国最顶级医院之一，也是唯一一家在所有16项专科排名中均获得名次的医院。在接受评估的近5000家医院中，麻省总医院自1990年评选举办开始便一直占据荣誉榜顶级医院之列。

参考原文链接：

https://www.massgeneral.org/news/press-release/Serendipitous-discovery-could-lead-to-treatment-for-strokes-cardiac-arrest

Nature Communications：https://www.nature.com/articles/s41467-021-23363-x

编辑：李丽