研究發(fā)現(xiàn)，衰老是引發(fā)大多數(shù)慢性病的一個(gè)重要風(fēng)險(xiǎn)因素，如動(dòng)脈粥樣硬化、癌癥、老年癡呆、糖尿病等，它嚴(yán)重影響了人的壽命、生活獨(dú)立、生活質(zhì)量。近幾十年來，抗衰老方面的研究有了一定發(fā)展，但相關(guān)成果并不多，因此，仍有極大的發(fā)展空間。

【研究進(jìn)展】

來自我國(guó)重慶醫(yī)科大學(xué)、第二軍醫(yī)大學(xué)的專家學(xué)者(本研究由重慶醫(yī)科大學(xué)張文博教授、第二軍醫(yī)大學(xué)孫學(xué)軍教授等專家組成的研究團(tuán)隊(duì)合作完成)，在《Biomedicine & Pharmacotherapy》(生物醫(yī)學(xué)與藥物治療)上發(fā)表了通過氫氣干預(yù)，減緩細(xì)胞衰老方面的研究，并對(duì)氫氣減緩細(xì)胞衰老的生物學(xué)機(jī)制進(jìn)行了深入探討。

【細(xì)胞的衰老過程】

細(xì)胞衰老，是一個(gè)復(fù)雜的退行性病理生理過程，與多種因素有關(guān)。如包端粒磨損、氧化應(yīng)激，與細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑p53/p21有關(guān)。其中，活性氧(ROS)作為內(nèi)源性代謝產(chǎn)物和第二信使，通過活性氧(ROS)積累，會(huì)加速細(xì)胞的衰老過程。研究發(fā)現(xiàn)，ROS/p53/p21 信號(hào)通路在衰老中起著至關(guān)重要的作用，理論上可以通過調(diào)節(jié)ROS/p53/p21 信號(hào)通路來緩解細(xì)胞衰老。

補(bǔ)充知識(shí)：第二信使包括環(huán)腺苷酸(cAMP)，環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)，肌醇三磷酸(IP3)，甘油二酯(DAG)，鈣離子(Ca2+)等，它們直接參與細(xì)胞的物質(zhì)和能量代謝，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理活動(dòng)和新陳代謝。

【氫氣能夠減緩細(xì)胞衰老的研究】

張文博教授和孫學(xué)軍教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，氫可以通過調(diào)節(jié)ROS/p53/p21 信號(hào)通路來緩解細(xì)胞衰老，這也解釋了氫氣為何可以作為緩解衰老、治療與年齡有關(guān)的疾病的一種新措施。

研究結(jié)論1：氫氣能夠降低細(xì)胞中β-半乳糖苷酶的活性

研究團(tuán)隊(duì)采用骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCS，一種常用的生物學(xué)細(xì)胞層面分析研究樣本)，發(fā)現(xiàn)氫氣干預(yù)后，細(xì)胞中β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)活性大幅降低。

β-半乳糖苷酶又稱乳糖酶，有的人喝牛奶，不能降解牛奶中的乳糖，產(chǎn)生乳糖不耐受，就是因?yàn)槿狈Ζ?半乳糖苷酶。在衰老細(xì)胞中，β-半乳糖苷酶不僅大量積累，溶酶體膨脹，最適pH還偏移至6.0，其活性會(huì)顯著增加，也是目前應(yīng)用最為廣泛的細(xì)胞衰老的標(biāo)志物之一。

如上圖所示，HRS(采用富氫生理鹽水處理)組細(xì)胞中，β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)活性明顯低于未處理組(C組)和普通生理鹽水組(S組)的濃度。

研究結(jié)論2：氫氣能保持細(xì)胞的增殖潛力

依舊采用骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCS)作為樣本，HRS(采用富氫生理鹽水處理)組細(xì)胞增值速度，明顯高于未處理(C組)和普通生理鹽水(S組)的增值速度。(如下圖所示)

研究結(jié)論3：氫氣能夠保留細(xì)胞的多向分化潛能

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCS)作為一種干細(xì)胞，具備多項(xiàng)分化能力，可在體內(nèi)或體外誘導(dǎo)分化為成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞等，是再生醫(yī)學(xué)、疾病建模和藥物研發(fā)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。在修復(fù)受損神經(jīng)、腫瘤化療后的康復(fù)、帕金森和阿爾茨海默病等退行性神經(jīng)疾病康復(fù)研究方面，也廣泛應(yīng)用。

如上圖所示，HRS(采用富氫生理鹽水處理)組細(xì)胞，在于成骨、軟骨形成和脂肪形成的細(xì)胞分化監(jiān)測(cè)中，均優(yōu)于未處理組(C組)和普通生理鹽水組(S組)。

如上圖所示，以脂肪細(xì)胞分化監(jiān)測(cè)為例，經(jīng)過富氫生理鹽水處理后，細(xì)胞分裂數(shù)量明顯高于未處理組、普通生理鹽水處理組的細(xì)胞分裂數(shù)量。

研究結(jié)論4：氫氣抑制器官衰老進(jìn)程

細(xì)胞的成熟可以分為四期，即G1、S、G2和M期。G1期發(fā)育期，此時(shí)細(xì)胞體積增長(zhǎng)，同時(shí)細(xì)胞內(nèi)開始合成DNA復(fù)制所需要的mRNA和各種蛋白質(zhì);S期是幼年期，此時(shí)細(xì)胞開始了DNA的復(fù)制;G2期是青年期，此時(shí)細(xì)胞快速增長(zhǎng)，開始合成各種蛋白質(zhì)，為細(xì)胞的有絲分裂做準(zhǔn)備;M期是成熟期，此時(shí)細(xì)胞生長(zhǎng)停止，并有序的進(jìn)行細(xì)胞分裂。因此，器官組織中處于S期、G2期細(xì)胞比例越高，說明器官狀越“年輕”。

如上圖所示，HRS(采用富氫生理鹽水處理)組細(xì)胞中，處于S期、G2期細(xì)胞比例，是未處理組(C組)和普通生理鹽水組(S組)的兩倍。

如上圖所示，HRS(采用富氫生理鹽水處理)組優(yōu)勢(shì)更為明顯。

研究結(jié)論5：氫氣能降低細(xì)胞中活性氧(ROS)水平

細(xì)胞中活性氧(ROS)水平，也是衡量細(xì)胞衰老的標(biāo)志物之一，如下圖所示，HRS(采用富氫生理鹽水處理)組細(xì)胞中，活性氧(ROS)水平明顯低于未處理組(C組)和普通生理鹽水組(S組)

研究結(jié)論6：氫氣能抑制與細(xì)胞衰老相關(guān)蛋白p53和p21的表達(dá)

如上圖所示，HRS(采用富氫生理鹽水處理)組細(xì)胞中，p53和p21的表達(dá)水平，明顯低于未處理組(C組)和普通生理鹽水組(S組)。

如上圖所示，HRS(采用富氫生理鹽水處理)組優(yōu)勢(shì)更為明顯(寬度)。

【研究結(jié)論】

綜合上述研究結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)氫可以緩解細(xì)胞衰老，其抗衰老作用的潛在機(jī)制是通過 ROS/p53/p21信號(hào)通路。因此，氫氣療法被證明是一種新的、方便的緩解衰老、治療與年齡有關(guān)的疾病的途徑。

【參考文獻(xiàn)】

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.