一氧化碳的研究
發(fā)布時間：2019-06-13來源：洛陽華普高純氣體點擊：3822
眾所周知，一氧化碳是一種有毒的氣體，比較低濃度就可以毒殺生命。亞里士多德(公元前384-322年)***次記錄，煤燃燒會產(chǎn)生有毒氣體。一氧化碳氣體是在古代歐洲被用來處決俘虜，執(zhí)行方法是把罪犯關(guān)在一個沐浴室燃燒煤。***早（1776年）制備一氧化碳的是法國化學(xué)家de Lassone，他通過加熱氧化鋅和碳制得了一氧化碳。但由于一氧化碳燃燒時產(chǎn)生了與氫氣類似的藍色火焰，de Lassone錯誤地認為他制得的是氫氣。在1800年英國化學(xué)家William Cruikshank才證明一氧化碳是由碳元素和氧元素組成的化合物。***早對一氧化碳的毒性進行徹底研究的是法國的生理學(xué)家Claude Bernard。在1846年，他讓狗吸入這種氣體，發(fā)現(xiàn)狗的血液“變得比任何動脈中的血都要鮮紅”。后來我們知道血液變成“櫻桃紅色”是一氧化碳中毒的特征性癥狀。
大量研究發(fā)現(xiàn)，一氧化碳氣體和一氧化氮類似，也是一種細胞第二信使和神經(jīng)調(diào)節(jié)分子，非常低濃度就可以產(chǎn)生生理性作用。一氧化碳的主要生理作用包括神經(jīng)功能調(diào)節(jié)和血管松弛。一氧化碳也在許多疾病病理生理學(xué)過程中發(fā)揮重要作用，這些疾病包括神經(jīng)退行性疾病、高血壓、心力衰竭和各種炎癥。一氧化碳可以通過抑制白細胞的運動、促進白細胞吞噬細菌、抑制白細胞釋放炎細胞因子等發(fā)揮抗炎癥作用。動物模型研究中，發(fā)現(xiàn)一氧化碳能治療膿毒癥、急性胰腺炎、肝缺血/再灌注損傷、結(jié)腸炎、骨關(guān)節(jié)炎、肺損傷、肺移植排斥反應(yīng)、神經(jīng)性疼痛和促進皮膚傷口愈合（有點面熟吧）。這些作用主要是由于一氧化碳的抗炎癥作用，研究表明一氧化碳屬于生理性抗炎癥因子。通過一氧化碳吸入或一氧化碳釋放分子可以作為病理性炎癥反應(yīng)的治療手段。
雖然關(guān)于一氧化碳作用的研究很不錯，但是現(xiàn)在這個方面的研究已經(jīng)不夠新穎，很難能進入CNS雜志的行列。不過***近《自然醫(yī)學(xué)》雜志發(fā)表來著麻省總醫(yī)院Eng H Lo課題組的一篇研究論文，研究內(nèi)容是一氧化碳對腦外傷的治療作用。Eng H Lo課題組***近還和首都醫(yī)科大學(xué)合作在《自然》雜志發(fā)表來自星形膠質(zhì)細胞線粒體能保護腦缺血后神經(jīng)元的研究，可見這個小組的活躍度和影響力。
該研究發(fā)現(xiàn)，一氧化碳釋放分子CORM-3能減少腦外傷后腦組織血管周細胞（pericyte）死亡，保護神經(jīng)行為功能。周細胞又稱Rouget細胞和壁細胞，是一種包圍全身毛細血管和靜脈中內(nèi)皮細胞的細胞。研究用自由基清除劑N-叔丁基-α-苯基硝酮（PBN）做對照，發(fā)現(xiàn)PBN雖然也能減少周細胞死亡，但是不能改善神經(jīng)功能。（一定要注意的是這個對改善神經(jīng)功能沒有作用，這是研究的亮點和關(guān)鍵。）
研究發(fā)現(xiàn)，CORM-3能造成神經(jīng)干細胞內(nèi)神經(jīng)一氧化氮合成酶（nNOS）磷酸化水平提高，而對照組和PBN治療組都沒有這樣的影響。CORM-3能增加體內(nèi)NeuN和BrdU雙陽性細胞數(shù)量，說明能促進腦內(nèi)神經(jīng)干細胞的增殖，抑制一氧化氮合成酶活性能消除這種作用，也能干擾神經(jīng)功能恢復(fù)作用。因為腦內(nèi)神經(jīng)干細胞和周細胞比較靠近，作者猜測一氧化碳誘導(dǎo)的神經(jīng)干細胞是否和周細胞存在相互關(guān)系，并進一步促進神經(jīng)再生。先對培養(yǎng)周細胞進行氧糖剝奪，用CORM-3處理后的培養(yǎng)基處理神經(jīng)干細胞，發(fā)現(xiàn)能促進神經(jīng)干細胞分化為成熟神經(jīng)元。研究結(jié)果說明，一氧化碳對腦創(chuàng)傷具有治療作用，這種作用是通過保護血管周細胞，周細胞和神經(jīng)干細胞相互作用促進神經(jīng)再生。
研究的亮點是研究了兩種細胞的相互作用，而不是單獨一種細胞。如果只研究周細胞或神經(jīng)干細胞，雖然仍然可以采用同樣的所有技術(shù)，雙標記染色，神經(jīng)干細胞增殖，細胞內(nèi)蛋白磷酸化水平，都無法將研究水平提高到一定水平。這個研究和膠質(zhì)細胞釋放線粒體挽救神經(jīng)元的研究有類似的研究模式。就是將研究從一種細胞向多細胞相互關(guān)系轉(zhuǎn)移，這樣就有了故事的復(fù)雜性和靈活性。按照同樣的策略，也可以用小膠質(zhì)細胞釋放損傷或保護分子影響神經(jīng)元為模式。
一氧化碳的許多作用和氫氣存在重疊，一氧化碳的關(guān)鍵作用是能與血紅素結(jié)合，阻斷氧氣和血紅素的結(jié)合，也就是發(fā)揮抗氧作用。其實氧氣在細胞功能不足情況下是一種損傷因素，一氧化碳的作用有可能是阻斷了氧氣的毒性作用。當然氫氣也許可以發(fā)揮同樣的抗氧氣毒性作用，不過氫氣這種作用可能遠低于一氧化碳的效應(yīng)級別，因此氫氣要發(fā)揮作用需要在劑量上增加許多。如果是這樣，氫氣也可以參考一氧化碳的研究。