4-羟基苄基异硫氰酸酯（HBITC）作为一种新型的释放硫化氢的降压药物

《Journal of Pharmacological and Toxicological Methods》：4-Hydroxybenzyl isothiocyanate (HBITC) as a Novel Hydrogen Sulfide–Releasing Antihypertensive Agent

　　

穆罕默德·优素福 | 艾费尔·布斯拉·本克利

安纳托利亚大学药学院药理学系，埃斯基谢希尔，土耳其

摘要

天然存在的异硫氰酸盐可以释放硫化氢（H₂S），这是一种参与血管张力调节的心脏保护性气体信号分子；然而，从苄基葡萄糖苷中提取的4-羟基苄基异硫氰酸盐（HBITC）的血管作用尚未得到功能上的表征。我们研究了HBITC是否通过H₂S依赖的信号机制（包括Kv7通道激活、TRPA1刺激以及内源性H₂S生成酶（CSE、CBS和3-MST）的调节）发挥血管舒张、冠状动脉扩张和降压作用。使用WSP-1荧光法在人主动脉平滑肌细胞（HASMCs）中定量检测了H₂S的释放情况，通过DiBAC4(3)评估了膜超极化现象，并在完整内皮、去内皮处理和L-NAME处理条件下检测了大鼠主动脉环的血管舒张情况。在Langendorff灌流心脏中测量了冠状动脉流量，并在正常血压和自发性高血压大鼠（SHR）中评估了血压变化。HBITC诱导了浓度依赖性的细胞内H₂S释放，并产生了与BK_Ca开放剂NS1619相当的强烈膜超极化作用。它能够直接产生内皮独立性的血管舒张效应，这种效应在完整内皮条件下得到增强，并被一氧化氮合成酶抑制剂减弱；HBITC可逆地抑制去甲肾上腺素引起的血管收缩，恢复Ang II损伤后的冠状动脉流量，并选择性降低SHR的收缩压。总体而言，这些发现表明HBITC是一种具有降压潜力的新型H₂S释放血管舒张剂，支持将其开发为膳食来源的血管保护治疗药物。

部分摘录

1. 引言

高血压仍然是全球心血管疾病发病率和死亡率的主要因素，主要由外周血管阻力增加和内皮功能障碍引起。在过去十年中，气体信号分子硫化氢（H₂S）作为一种重要的内源性调节因子，在血管张力、血管生成、氧化还原平衡和血压控制中发挥了关键作用。内源性H₂S主要通过半胱硫氨酸γ-裂解酶（CSE）的酶促活性产生

2.1. 细胞培养

人主动脉平滑肌细胞（HASMCs；目录编号C-12533，RRID: CVCL_4000）从PromoCell GmbH（海德堡，德国）获得，并按照供应商的说明进行培养。细胞在添加了1%青霉素-链霉素溶液（目录编号P4333，Sigma-Aldrich，圣路易斯，MO，美国；浓度为100 U·ml^-1青霉素和100 μg·ml^-1链霉素）的Smooth Muscle Cell Growth Medium 2（目录编号C-22062，PromoCell GmbH，海德堡，德国）中维持。细胞在37°C下培养

3.1. HBITC在HASMCs中诱导细胞内H₂S释放

在HASMCs中，HBITC能够释放H₂S。随着HBITC浓度的增加，WSP-1荧光逐渐增强，表明细胞内H₂S生成量也随之增加，直至达到一个平台期（图2a）。AUC分析证实了HBITC诱导的细胞内H₂S生成量与浓度呈正相关。大约70%的DADS（图2b）引起的最大H₂S释放量是由HBITC（300 μM）产生的。

HBITC对HASMC膜具有超极化作用

在加载了DiBac的HASMCs中

4. 讨论

本研究首次发现HBITC是一种具有显著血管舒张、冠状动脉扩张和降压特性的天然H₂S供体。HBITC在HASMCs中生成细胞内H₂S的能力表明，这种亲电性异硫氰酸盐的行为与其他膳食葡萄糖苷衍生物类似，后者在与细胞巯基相互作用时也会释放H₂S^4,23。这一机制与已知的异硫氰酸盐生物化学性质一致

5. 结论

本研究证实HBITC是一种新型的H₂S释放天然化合物，具有强大的血管、冠状动脉和降压作用。HBITC能生成生理水平的细胞内H₂S，通过K⁺通道激活使血管平滑肌超极化，增强内皮一氧化氮信号传导，逆转血管收缩刺激，并在病理条件下恢复冠状动脉流量。重要的是，HBITC能选择性降低高血压大鼠的血压，而在正常血压大鼠中仅产生轻微影响

总体意义声明

HBITC是一种此前未被研究的天然H₂S供体，它能产生强烈的内皮依赖性和独立性的血管舒张作用，在血管痉挛条件下恢复冠状动脉流量，并选择性降低高血压大鼠的血压。其多模式作用——包括Kv7和K_ATP通道激活、eNOS–NO信号增强、TRPA1信号传导、抑制Ca²⁺进入以及强大的抗氧化作用——突显了其作为心血管疾病治疗药物的转化潜力

作者贡献

概念提出：穆罕默德·优素福

方法学：穆罕默德·优素福

实验研究：穆罕默德·优素福

数据分析：穆罕默德·优素福

数据管理：穆罕默德·优素福

数据可视化：穆罕默德·优素福

初稿撰写：穆罕默德·优素福

审稿与编辑：穆罕默德·优素福，艾费尔·布斯拉·本克利

指导：穆罕默德·优素福

资金支持

本研究未获得任何公共、商业或非营利机构的资助。

利益冲突

作者声明与本研究无关的任何利益冲突。

数据获取

如需获取本研究的数据，可向通讯作者提出合理请求。

未引用参考文献

17.; 22.; 17.; 22..

CRediT作者贡献声明

穆罕默德·优素福：审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、研究指导、软件使用、资源准备、方法学设计、实验实施、数据分析、概念提出。艾费尔·布斯拉·本克利：审稿与编辑。