氢气减缓细胞衰老的生物学证据

研究发现，衰老是引发大多数慢性病的一个重要风险因素，如动脉粥样硬化、癌症、老年痴呆、糖尿病等，它严重影响了人的寿命、生活独立、生活质量。近几十年来，抗衰老方面的研究有了一定发展，但相关成果并不多，因此，仍有极大的发展空间。

【研究进展】

来自我国重庆医科大学、第二军医大学的专家学者（本研究由重庆医科大学张文博教授、第二军医大学孙学军教授等专家组成的研究团队合作完成），在《Biomedicine & Pharmacotherapy》（生物医学与药物治疗）上发表了通过氢气干预，减缓细胞衰老方面的研究，并对氢气减缓细胞衰老的生物学机制进行了深入探讨。

【细胞的衰老过程】

细胞衰老，是一个复杂的退行性病理生理过程，与多种因素有关。如包端粒磨损、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（ROS）作为内源性代谢产物和第二信使，通过活性氧（ROS）积累，会加速细胞的衰老过程。研究发现，ROS/p53/p21 信号通路在衰老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），环磷酸鸟苷（cGMP），肌醇三磷酸（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新陈代谢。

【氢气能够减缓细胞衰老的研究】

张文博教授和孙学军教授带领的科研团队研究发现，氢可以通过调节ROS/p53/p21 信号通路来缓解细胞衰老，这也解释了氢气为何可以作为缓解衰老、治疗与年龄有关的疾病的一种新措施。

研究结论1：氢气能够降低细胞中β-半乳糖苷酶的活性

研究团队采用骨髓间充质干细胞（BMSCS，一种常用的生物学细胞层面分析研究样本），发现氢气干预后，细胞中β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）活性大幅降低。

β-半乳糖苷酶又称乳糖酶，有的人喝牛奶，不能降解牛奶中的乳糖，产生乳糖不耐受，就是因为缺乏β-半乳糖苷酶。在衰老细胞中，β-半乳糖苷酶不仅大量积累，溶酶体膨胀，最适pH还偏移至6.0，其活性会显著增加，也是目前应用最为广泛的细胞衰老的标志物之一。

如上图所示，HRS（采用富氢生理盐水处理）组细胞中，β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）活性明显低于未处理组（C组）和普通生理盐水组（S组）的浓度。

研究结论2：氢气能保持细胞的增殖潜力

依旧采用骨髓间充质干细胞（BMSCS）作为样本，HRS（采用富氢生理盐水处理）组细胞增值速度，明显高于未处理（C组）和普通生理盐水（S组）的增值速度。（如下图所示）

研究结论3：氢气能够保留细胞的多向分化潜能

骨髓间充质干细胞（BMSCS）作为一种干细胞，具备多项分化能力，可在体内或体外诱导分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等，是再生医学、疾病建模和药物研发领域的热点。在修复受损神经、肿瘤化疗后的康复、帕金森和阿尔茨海默病等退行性神经疾病康复研究方面，也广泛应用。

如上图所示，HRS（采用富氢生理盐水处理）组细胞，在于成骨、软骨形成和脂肪形成的细胞分化监测中，均优于未处理组（C组）和普通生理盐水组（S组）。

如上图所示，以脂肪细胞分化监测为例，经过富氢生理盐水处理后，细胞分裂数量明显高于未处理组、普通生理盐水处理组的细胞分裂数量。

研究结论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.