Sulfide catabolism ameliorates hypoxic brain injury.
Sulfide catabolism ameliorates hypoxic brain injury.
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硫化物分解代谢可以改善低氧脑损伤。
DOI：
10.1038/s41467-021-23363-x
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发表时间：
2021-05-25
影响因子：
16.6
通讯作者：
Ichinose F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Marutani E;Morita M;Hirai S;Kai S;Grange RMH;Miyazaki Y;Nagashima F;Traeger L;Magliocca A;Ida T;Matsunaga T;Flicker DR;Corman B;Mori N;Yamazaki Y;Batten A;Li R;Tanaka T;Ikeda T;Nakagawa A;Atochin DN;Ihara H;Olenchock BA;Shen X;Nishida M;Hanaoka K;Kevil CG;Xian M;Bloch DB;Akaike T;Hindle AG;Motohashi H;Ichinose F
哺乳动物的大脑极易受到缺氧的影响，然而大脑对缺氧敏感的机制尚不完全清楚。缺氧会导致硫化氢积聚，硫化氢是一种抑制线粒体呼吸的气体。在这里，我们表明，在小鼠、大鼠和天然耐缺氧的地松鼠中，大脑对缺氧的敏感性与硫化物：醌氧化还原酶（SQOR）的水平和硫化物分解代谢的能力成反比。沉默SQOR增加了大脑对缺氧的敏感性，而神经元特异性SQOR表达可防止缺氧诱导的硫化物积聚、生物能量衰竭和缺血性脑损伤。排除线粒体中的SQOR会增加对缺氧的敏感性，不仅在大脑中，而且在心脏和肝脏中。硫化物的药理清除维持了缺氧神经元的线粒体呼吸，使小鼠对缺氧具有抵抗力。这些结果阐明了硫化物分解代谢在缺氧时能量稳态中的关键作用，并确定了缺血性脑损伤的治疗靶点。大脑对缺氧很敏感。在这里，作者在实验动物中表明，对缺氧的敏感性与硫化物：醌氧化还原剂（SQOR）的水平和大脑中硫化物分解代谢的能力成反比。
The mammalian brain is highly vulnerable to oxygen deprivation, yet the mechanism underlying the brain’s sensitivity to hypoxia is incompletely understood. Hypoxia induces accumulation of hydrogen sulfide, a gas that inhibits mitochondrial respiration. Here, we show that, in mice, rats, and naturally hypoxia-tolerant ground squirrels, the sensitivity of the brain to hypoxia is inversely related to the levels of sulfide:quinone oxidoreductase (SQOR) and the capacity to catabolize sulfide. Silencing SQOR increased the sensitivity of the brain to hypoxia, whereas neuron-specific SQOR expression prevented hypoxia-induced sulfide accumulation, bioenergetic failure, and ischemic brain injury. Excluding SQOR from mitochondria increased sensitivity to hypoxia not only in the brain but also in heart and liver. Pharmacological scavenging of sulfide maintained mitochondrial respiration in hypoxic neurons and made mice resistant to hypoxia. These results illuminate the critical role of sulfide catabolism in energy homeostasis during hypoxia and identify a therapeutic target for ischemic brain injury. The brain is sensitive to oxygen deprivation. Here, the authors show in experimental animals that sensitivity to hypoxia is inversely related to the level of sulfide:quinone oxidoreductast (SQOR) and the capacity to catabolize sulfide in the brain.
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