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Kolluru, Gopi K.; Shackelford, Rodney E.; Shen, Xinggui et al. · 2022 · Nature Reviews Cardiology

Metadata

Authors: Kolluru, Gopi K.; Shackelford, Rodney E.; Shen, Xinggui; Dominic, Paari; Kevil, Christopher G.

DOI: 10.1038/s41569-022-00741-6

Tags: #atherosclerosis #vascular-G&R

📄 Quick Note

摘要概述

这是一篇关于 hydrogen sulfide (H2S) 及其代谢产物在心血管系统中作用的综述。H2S 是继 NO 和 CO 之后的第三种 gasotransmitter，由 cystathionine γ-lyase (CTH)、cystathionine β-synthase (CBS) 和 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase (MPST) 三种酶合成，在心律失常、动脉粥样硬化、心力衰竭、心肌梗死和缺血再灌注损伤 (IRI) 等多种心血管病理中发挥保护作用。综述系统梳理了 H2S 的化学生物学（氧化态、代谢途径）、与 NO 的协同信号、通过 protein sulfhydration/persulfidation 进行翻译后修饰调控的机制，以及 hydropersulfides 和 polysulfides 等新型代谢物的作用。临床证据显示 CVD 患者 H2S 生物利用度显著降低且与合成酶 SNP 相关，sodium thiosulfate、AP39 等 H2S donor 在临床前模型中展现治疗潜力。

关键图表

  • Fig. 1 | Sulfide metabolite formation and fate — 硫化物代谢全景图：展示 H2S 由 CTH/CBS/MPST 三酶合成的生化途径、线粒体氧化分解路径 (SQOR→ETHE1→thiosulfate/sulfate)，以及 hydropersulfides/polysulfides/acid-labile sulfur 等多种硫化物库的相互转化关系。

  • Fig. 2 | Sulfide signalling and chemical reaction pathways — H2S 信号机制三联图：(a) 缺血驱动 CTH 上调 → eNOS 磷酸化 + HIF1α 激活 → VEGF/NO 介导血管生成；(b) eNOS、PKG1α、sGCβ1 的 S-sulfhydration 增加 cGMP 水平；(c) polysulfide 调控 xanthine oxidase 依赖的 nitrite 还原。

  • Fig. 3 | Sulfide regulation of cardiovascular responses involving CTH expression and function — CTH 在四类心血管反应中的调控：(a) 扰动血流下 CTH 驱动血管重塑 (Cth−/− 表现为扩张表型)；(b) 层流下 CTH-derived polysulfide 通过 S-sulfhydration 灭活 HuR 抑制 E-selectin 抗动脉粥样硬化；(c) CTH 调控内皮通透性；(d) H2S 调控心肌离子通道与电重塑。

与我的关联

本文与 vascular G&R 课题直接相关——Fig. 3a 描述的 CTH 在 disturbed flow 下调控血管重塑、Cth−/− 小鼠呈现扩张表型，可为血管壁力学-生物学耦合机制提供生化层面的参考。Fig. 2 中 PI3K/AKT/eNOS 通路和 NO-H2S 协同信号对理解血管适应重塑中的分子调控网络有启发价值。