北里大：氫氣對抗霉素A誘導(dǎo)的H9c2心肌細胞損傷保護作用
 

最近日本學(xué)術(shù)界一個特點是一些新加入氫氣醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究機構(gòu)突然增加。這周還有另外一個Kagawa University發(fā)表低氧結(jié)合吸氫氣改善小豬缺血缺氧腦損傷的研究。
 

日本北里大學(xué)是東京港區(qū)有特色的醫(yī)藥大學(xué)。這個學(xué)校過去對氫氣醫(yī)學(xué)的研究似乎不多，最近該北理大學(xué)Takahito SONOBE(孝仁園部)等發(fā)表一篇氫氣保護心臟細胞的研究，雖然比較簡單，但比較精致，也值得注意一下，尤其是其中的氫氣細胞培養(yǎng)設(shè)備和方法值得重視。
 

心血管疾病是世界范圍內(nèi)的頭號死亡原因，心肌梗死發(fā)生后盡快重新恢復(fù)冠狀動脈血流是最有改善價值的手段。但是心肌梗塞后恢復(fù)血流會導(dǎo)致缺血再灌注損傷，這也能導(dǎo)致患者死亡。急性缺血再灌注后氧化應(yīng)激可導(dǎo)致組織嚴重損害。本研究目的是探索氫氣作為一種抗氧化劑，對心肌細胞氧化損傷的保護和改善作用。首先確定劑量抗霉素a對H9c2細胞的毒性，發(fā)現(xiàn)在0-500微摩爾/升范圍存在劑量效應(yīng)關(guān)系。最大劑量500 ?M抗霉素a處理1小時使細胞數(shù)量減少到76.5 ± 4%。2%氫氣預(yù)先培養(yǎng)18小時可以保護這種損傷，能提高細胞存活率到159.3± 9 %。研究結(jié)果提示氫氣能保護抗霉素a誘導(dǎo)的細胞損傷。
 

心血管疾病是人類最重要的死亡原因。動脈硬化是心血管病的最重要慢性危險因子，是引起血栓導(dǎo)致心臟急性血流中斷造成心肌缺血和心肌梗塞的重要原因。缺血性心臟病是人類死亡率和殘疾率最高的疾病，是世界范圍內(nèi)最重要的健康問題。世界范圍內(nèi)，急性心肌梗塞會導(dǎo)致每年超過1730萬人死亡，預(yù)計到2030年會增加到2360萬人。對急性心肌梗塞，目前最有效的改善策略是迅速恢復(fù)血流?？梢圆捎盟幬锶芙庋ɑ蚪?jīng)過手術(shù)建立側(cè)支循環(huán)或氣囊血管成形術(shù)恢復(fù)冠狀動脈血流。
 

心肌梗塞唯一有效的改善策略是再恢復(fù)灌注，但再灌注本身也能造成組織損傷加重，甚至成為導(dǎo)致患者死亡的原因。心肌再灌注損傷發(fā)生的原因涉及多個過程。大量研究證據(jù)表明，再灌注引起的活性氧大量釋放導(dǎo)致的氧化應(yīng)激是其中關(guān)鍵因素。控制活性氧產(chǎn)生和氧化應(yīng)激則是減少缺血再灌注損傷的理想策略。
 

最近研究發(fā)現(xiàn)，氫氣是一種新型生物抗氧化物質(zhì)，對腦組織缺血再灌注損傷具有很好的保護效果，這一發(fā)現(xiàn)引起大量學(xué)者的跟進，發(fā)現(xiàn)氫氣對各種組織，如心臟和肝臟缺血再灌注損傷都具有保護作用。最新這一研究旨在闡述氫氣對線粒體復(fù)合物III抑制劑抗霉素a導(dǎo)致的心肌細胞氧化損傷的保護作用。
 

該研究中的細胞給氫氣方法最值得重視，其特點是氫氣濃度只有2%，這不同于2007年日本太田教授在《自然醫(yī)學(xué)》發(fā)表的研究中的特點，當時體外細胞研究是發(fā)現(xiàn)氫氣濃度在12.5%以上才具有保護效果。2%氫氣的體外保護效果也符合許多在體氫氣吸入的研究結(jié)果。
 

H9c2是一種大鼠胚胎心肌細胞，因為這種細胞可以分裂，給研究心肌細胞提供了很大方便。細胞處理中使用了一種專門的美國一家公司生產(chǎn)的模塊化細胞培養(yǎng)艙(MIC-101, Billups Rothenberg Inc., CA, USA)。網(wǎng)絡(luò)上介紹這種裝置是用于低氧研究的，中文叫mic-101便攜式細胞/微生物氧環(huán)境控制培養(yǎng)系統(tǒng)。培養(yǎng)艙內(nèi)供應(yīng)的氣體分別為氫氣2%，氮氣71%，氧氣22%和二氧化碳5%。氫氣濃度使用氫氣探頭進行分析(XP-3160; New Cosmos Electric, Osaka, Japan).將培養(yǎng)艙密封情況下，放置在普通細胞培養(yǎng)箱內(nèi)37度18小時。
 

MIC-101低氧培養(yǎng)盒
 

這個研究中采用的是預(yù)先氫氣處理18小時，而不是對損傷細胞的對抗，這一結(jié)果一方面說明氫氣并不一定是通過對抗毒性或氧化損傷實現(xiàn)效應(yīng)，另一方面說明氫氣產(chǎn)生的作用十分強大。這種預(yù)先處理產(chǎn)生的效果對于尋找氫氣效應(yīng)的分子基礎(chǔ)十分重要。因為可以不進行損傷處理，只許多對氫氣處理18小時的細胞和未加氫處理的對照細胞進行全面比較就可以找到氫氣作用的效應(yīng)分子。只可惜這一研究中并沒有開展這樣的深入研究。
 

雖然這個研究不是非常全面深入，但討論比較誠懇實在。心肌缺血是多種心臟疾病狀態(tài)的共同病理生理過程，例如冠狀動脈硬化、急性心肌梗塞和心臟移植等都存在心臟缺血的問題。但是改善這些疾病的費用很高，所以尋找經(jīng)濟實惠的改善方法仍然是非常重要的。(氫氣就是一種非常實惠的改善方法，效果好，費用低)。氫氣作為一種醫(yī)療氣體，具有安全、經(jīng)濟、使用方便、擴散力強大等突出優(yōu)點。
 

日本北里大學(xué)(きたさとだいがく、Kitasato University)，簡稱為“北里大”，是由細菌學(xué)之父、日本近代醫(yī)學(xué)之父、血清學(xué)的先驅(qū)北里柴三郎先生于1893年建立，1962年開設(shè)大學(xué)教育的日本著名私立大學(xué)，本部位于日本東京都港區(qū)，是一所具有特色的醫(yī)藥型私立大學(xué)。學(xué)校涵蓋了生命科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的所有專業(yè)，擁有5個校區(qū)，4個附屬醫(yī)院，2個附屬研究所，2個附屬學(xué)校，同時擁有自己的教學(xué)農(nóng)場。本科設(shè)有藥學(xué)部、醫(yī)學(xué)部、理學(xué)部、醫(yī)療衛(wèi)生學(xué)部、看護學(xué)部、獸醫(yī)學(xué)部、海洋生命科學(xué)部，研究院設(shè)有藥學(xué)研究科、醫(yī)療系研究科、看護學(xué)研究科、理學(xué)研究科、獸醫(yī)畜產(chǎn)學(xué)研究科、水產(chǎn)學(xué)研究科、感染控制科學(xué)府等，在日本醫(yī)、藥學(xué)界享有極高的教學(xué)聲譽，綜合實力排名私立大學(xué)前二十，與哈佛大學(xué)、劍橋大學(xué)等世界級學(xué)府都有著學(xué)術(shù)合作關(guān)系。2015年，北里大學(xué)特別榮譽教授大村智獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎。