氢减缓细胞衰老的生物学证据

来源：100医疗网2022-10-13 14:48

研究团队发现，氢气可以缓解细胞衰老，其抗衰老作用的潜在机制是通过ROS/p53/p21信号通路。因此，氢疗法被证明是一种新的和方便的方法来缓解衰老和治疗与年龄有关的疾病。

研究发现，衰老是大多数慢性疾病的重要危险因素，如动脉粥样硬化、癌症、阿尔茨海默病、糖尿病等。严重影响人的寿命、独立性和生活质量。近几十年来，关于抗衰老的研究取得了一些进展，但相关成果并不多。所以还有很大的发展空间。

[研究进展]

来自重庆医科大学和中国第二军医大学的专家学者(本研究由重庆医科大学教授和第二军医大学孙教授组成的研究团队完成)在《Biomedicine Pharmacotherapy》(生物医学与药物治疗)发表了《氢气干预减缓细胞衰老的研究》，深入探讨了氢气减缓细胞衰老的生物学机制。

【细胞的老化过程】

细胞衰老是一个复杂的退行性病理生理过程，与许多因素有关。如端粒磨损和氧化应激，与细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂p53/p21有关。其中，活性氧作为内源性代谢产物和第二信使，会通过活性氧的积累加速细胞的衰老过程。研究发现，ROS/p53/p21信号通路在衰老过程中起着至关重要的作用，理论上可以通过调节ROS/p53/p21信号通路来缓解细胞衰老。

补充知识：第二信使包括环腺苷酸(cAMP)、环鸟苷酸(cGMP)、三磷酸肌醇(IP3)、甘油二酯(DAG)、钙离子(Ca2)等。它们直接参与细胞的物质和能量代谢，进而调节细胞的生理活动和代谢。

【氢对减缓细胞衰老的作用研究】

由教授和孙教授领导的研究团队发现，氢可以通过调节ROS/p53/p21信号通路来缓解细胞衰老，这也解释了为什么氢可以作为缓解衰老和治疗年龄相关疾病的新措施。

结论1:氢气可降低细胞内-半乳糖苷酶的活性。

研究小组使用骨髓间充质干细胞(BMSCS，一种常用的生物细胞水平分析研究样本)，发现氢气干预后细胞中的-半乳糖苷酶(SA- -Gal)活性显著下降。

-半乳糖苷酶也叫乳糖酶。有些人喝牛奶，但不能降解牛奶中的乳糖，导致乳糖不耐受，这是由于缺乏-半乳糖苷酶。在衰老细胞中，-半乳糖苷酶不仅大量积累，而且溶酶体膨胀，最适pH移至6.0，其活性会显著增加。也是目前应用最广泛的细胞衰老标志物之一。

如上图所示，HRS(用富氢盐水处理)组细胞中的-半乳糖苷酶(SA- -Gal)活性明显低于未处理组(C组)和生理盐水组(S组)。

结论2:氢气可以维持细胞的增殖潜能。

仍以骨髓间充质干细胞为样本，HRS(用富氢盐水处理)组的细胞增殖率明显高于未处理(C组)和生理盐水(S组)。(如下图所示)

结论3:氢气可以保留细胞的多向分化潜能。

骨髓间充质干细胞作为干细胞的一种，具有多种分化能力，可以被诱导分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等。体内还是体外，这是再生医学、疾病建模和药物研发的热点。还广泛应用于受损神经的修复、肿瘤化疗后的康复、帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病的康复。

如上图所示，HRS(用富氢生理盐水处理)组在成骨、软骨形成、脂肪形成的细胞分化监测上优于未处理组(C组)和生理盐水组(S组)。

如上图所示，以脂肪细胞分化监测为例，富氢生理盐水处理后的细胞分裂数明显高于未处理组和生理盐水处理组。

结论4:

氢气抑制器官衰老进程

细胞的成熟可以分为四期，即G1、S、G2和M期。G1期发育期，此时细胞体积增长，同时细胞内开始合成DNA复制所需要的mRNA和各种蛋白质；S期是幼年期，此时细胞开始了DNA的复制；G2期是青年期，此时细胞快速增长，开始合成各种蛋白质，为细胞的有丝分裂做准备；M期是成熟期，此时细胞生长停止，并有序的进行细胞分裂。因此，器官组织中处于S期、G2期细胞比例越高，说明器官状越 年轻 。

如上图所示，HRS（采用富氢生理盐水处理）组细胞中，处于S期、G2期细胞比例，是未处理组（C组）和普通生理盐水组（S组）的两倍。

如上图所示，HRS（采用富氢生理盐水处理）组优势更为明显。

研究结论5：氢气能降低细胞中活性氧（ROS）水平

细胞中活性氧（ROS）水平，也是衡量细胞衰老的标志物之一，如下图所示，HRS（采用富氢生理盐水处理）组细胞中，活性氧（ROS）水平明显低于未处理组（C组）和普通生理盐水组（S组）

研究结论6：氢气能抑制与细胞衰老相关蛋白p53和p21的表达

如上图所示，HRS（采用富氢生理盐水处理）组细胞中，p53和p21的表达水平，明显低于未处理组（C组）和普通生理盐水组（S组）。

如上图所示，HRS（采用富氢生理盐水处理）组优势更为明显（宽度）。

【研究结论】

综合上述研究结果，研究团队发现氢可以缓解细胞衰老，其抗衰老作用的潜在机制是通过 ROS/p53/p21信号通路。因此，氢气疗法被证明是一种新的、方便的缓解衰老、治疗与年龄有关的疾病的途径。

【参考文献】

Wenbo, Zhang, Chao, et al. Hydrogen alleviates cellular senescence via regulation of ROS/p53/p21 pathway in bone marrow-derived mesenchymal stem cells in vivo.[J]. Biomedecine Pharmacotherapie, 2018.

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