硫化水素は、NRF2依存的に粒子状物質誘発性肺気腫と気道炎症を減衰させます。

目的：硫化水素が大気微粒子物質（PM）誘発性肺気腫と気道炎症とそのメカニズムに保護効果を提供するかどうかを調査する。 方法：野生型C57BL/6およびNRF2ノックアウトマウスをPMにさらした（マウスあたり200 µg）。硫化水素またはプロパルギルグリシンは、PM曝露の30分前にそれぞれ腹腔内注射により投与され、投与後29日後にマウスを麻酔しました。マウスの肺気腫、気道炎症、および酸化ストレスを評価し、NLRP3、活性カスパーゼ-1、および活性カスパーゼ-3の発現が検出されました。肺胞上皮A549細胞株にコントロール小さな干渉RNA（siRNA）またはNRF2 siRNAをトランスフェクトした後、硫化物を30分間インキュベートした後、24時間、細胞生存率、末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼデオキシリジルトリスリジントリスリン酸ニッキング（TONEL（TONEL）のラベル付け（TONEL）の標識（TONEL）のラベル付け（ASCスペック形成、NLRP3、アクティブカスパーゼ-1、および活性カスパーゼ-3の発現レベルが測定されました。 結果：PMは、平均線形切片、肺胞破壊指数と総細胞、好中球数、サイトカインIL-6、腫瘍壊死因子（TNF）-6、CXCL1、IL-1β、気管支alve濃度洗浄液中のIL-1βによって測定されたマウスの肺気腫と気道炎症を有意に増加させます。PM誘発マウスの肺気腫と気道炎症は、硫化水素によって大幅に減衰しましたが、プロパルギルグリシンはそれを悪化させました。肺組織の8-OHDG濃度によって評価されるように、PM誘導酸化ストレスは硫化水素によって減少しました。PMによって強化されたNLRP3、活性カスパーゼ-1、および活性カスパーゼ-3の発現も、マウス肺の硫化水素によってダウンレギュレートされました。肺気腫、気道炎症、酸化ストレスの阻害、NLRP3インフラマソーム形成、および抗アポトーシスに対する硫化水素の保護効果は、マウスのNRF2ノックアウトによって阻害されました。同様に、硫化水素は、IL-1β、NLRP3発現、カスパーゼ-1活性化、ASCスペック形成、およびA549細胞の微粒子物質暴露によって引き起こされるアポトーシスの分泌を減衰させましたが、NRF2の沈黙の細胞ではありませんでした。 結論：硫化水素は、NRF2依存性経路を介してNLRP3インフラマソームの形成とアポトーシスを阻害することにより、PM誘発マウスの肺気腫と気道炎症において保護的な役割を果たしました。

PURPOSE: To investigate whether hydrogen sulfide provide protective effects on atmosphere particulate matter (PM)-induced emphysema and airway inflammation and its mechanism. METHODS: Wild type C57BL/6 and Nrf2 knockout mice were exposed to PM (200 µg per mouse). Hydrogen sulfide or propargylglycine were administered by intraperitoneal injection respectively 30 min before PM exposure, mice were anesthetized 29th day after administration. Mice emphysema, airway inflammation, and oxidative stress were evaluated, the expression of NLRP3, active caspase-1, and active caspase-3 were detected. Alveolar epithelial A549 cells line were transfected with control small interfering RNA (siRNA) or Nrf2 siRNA and then incubated with or without hydrogen sulfide for 30 min before exposed to fine particulate matter for 24 h, cell viability, terminal deoxynucleotidyl transferase deoxyuridine triphosphate nick-end labeling (TUNEL) assay, the secretion of interleukin (IL)-1β, ASC speck formation, the expression level of NLRP3, active caspase-1, and active caspase-3 were measured. RESULTS: PM significantly increased mice emphysema and airway inflammation measured by mean linear intercept, alveolar destroy index and total cell, neutrophil counts, cytokines IL-6, tumor necrosis factor (TNF)-α, CXCL1, IL-1β in bronchoalveolar lavage fluid. PM-induced mice emphysema and airway inflammation was greatly attenuated by hydrogen sulfide, while propargylglycine aggravated that. PM-induced oxidative stress was reduced by hydrogen sulfide as evaluated by 8-OHdG concentrations in lung tissues. The expression of NLRP3, active caspase-1, and active caspase-3 enhanced by PM were also downregulated by hydrogen sulfide in mice lung. The protective effect of hydrogen sulfide on emphysema, airway inflammation, inhibiting oxidative stress, NLRP3 inflammasome formation, and anti-apoptosis was inhibited by Nrf2 knockout in mice. Similarly, hydrogen sulfide attenuated the secretion of IL-1β, NLRP3 expression, caspase-1 activation, ASC speck formation, and apoptosis caused by fine particulate matter exposure in A549 cells but not in Nrf2 silenced cells. CONCLUSION: Hydrogen sulfide played a protect role in PM-induced mice emphysema and airway inflammation by inhibiting NLRP3 inflammasome formation and apoptosis via Nrf2-dependent pathway.