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論文１９

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Lung Inflation With Hydrogen During the Cold Ischemia Phase Alleviates Lung Ischemia-Reperfusion Injury by Inhibiting Pyroptosis in Rats

移植前の肺を水素でふくらますと移植後に起こる肺機能障害が緩和される

（10秒で読めるまとめ）

ネズミのドナーの肺を移植前に水素でふくらませ、移植後に起こる肺の炎症・障害の程度や肺機能を調べた結果、水素が酸化ストレスを抑えて細胞死を減退させることで、移植後の肺機能障害を大幅に軽減させ、肺機能を改善することがわかった。

（１分で読めるまとめ）

◆結論

移植前の肺を水素でふくらませると、移植後の肺機能障害が大幅に軽減されることがわかった。

◆ポイント

（原文と翻訳）

Abstract

Background: Lung inflation with hydrogen is an effective method to protect donor lungs from lung ischemia-reperfusion injury (IRI). This study aimed to examine the effect of lung inflation with 3% hydrogen during the cold ischemia phase on pyroptosis in lung grafts of rats.

【背景・目的】水素による肺の膨張は、ドナーの肺を肺虚血再灌流障害（IRI）から保護する効果的な方法である。この研究では、冷虚血期に3%水素で肺膨張をさせることが肺移植片におけるピロトーシスに起こす影響をネズミで調べることを目的とした。

Methods: Adult male Wistar rats were randomly divided into the sham group, the control group, the oxygen (O2) group, and the hydrogen (H2) group. The sham group underwent thoracotomy but no lung transplantation. In the control group, the donor lungs were deflated for 2 h. In the O2 and H2 groups, the donor lungs were inflated with 40% O2 + 60% N2 and 3% H2 + 40% O2 + 57% N2, respectively, at 10 ml/kg, and the gas was replaced every 20 min during the cold ischemia phase for 2 h. Two hours after orthotopic lung transplantation, the recipients were euthanized.

【方法】実験用のネズミを無作為にsham、対照、酸素、水素のグループに分けた。Shamグループは開胸手術を受けたが肺移植は受けなかった。対照グループではドナーの肺を2時間収縮させた。酸素と水素グループではドナーの肺をそれぞれ40%酸素+60%窒素、3%水素+40%酸素+57%窒素のガスで10 ml/kg膨らませ、ガスは2時間の冷虚血期中20分毎に交換した。同所性肺移植の2時間後、移植を受けたネズミは安楽死させた。

Results: Compared with the control group, the O2 and H2 groups improved oxygenation indices, decreases the inflammatory response and oxidative stress, reduced lung injury, and improved pressure-volume (P-V) curves. H2 had a better protective effect than O2. Furthermore, the levels of the pyroptosis-related proteins selective nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3 (NLRP3), cysteinyl aspartate specific proteinase (caspase)-1 p20, and the N-terminal of gasdermin D (GSDMD-N) were decreased in the H2 group.

【結果】対照グループと比較して、酸素と水素グループでは酸素化指数を改善し、炎症反応と酸化ストレスを減少させ、肺損傷を軽減し、圧容積（P-V）曲線を改善した。水素には酸素よりも優れた保護効果があった。さらに、ピロトーシス関連タンパク質の選択的NLRP3値、カスパーゼ-1p20値、GSDMD-N値は、水素グループで減少した。

Conclusion: Lung inflation with 3% hydrogen during the cold ischemia phase inhibited the inflammatory response, oxidative stress, and pyroptosis and improved the function of the graft. Inhibiting reactive oxygen species (ROS) production may be the main mechanism of the antipyroptotic effect of hydrogen.

【結論】冷虚血期に3%の水素で肺を膨張させると、炎症反応・酸化ストレス・ピロトーシスが抑制され、移植片の機能が改善された。活性酸素種（ROS）の生成を阻害することが、水素の抗ピロトーシス効果の主なメカニズムである可能性がある。

Keywords: cold ischemia phase冷虚血期; hydrogen水素; lung inflation肺の膨張; lung transplantation肺移植; pyroptosisピロトーシス.

Copyright © 2021 Zheng, Kang, Xing, Zheng, Wang and Zhou.

Conflict of interest statement: The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.

【利益相反】なし