重要：氢水治疗癌症的开创性研究

高山流水cjl 2019-11-16

展开全文

氢思语：

关于氢气对癌症的治疗作用，日本学者有结合纳米白金对癌细胞的研究，也有和化疗药物联合治疗癌症的研究。一直没有单纯用小剂量氢气或氢水对癌症治疗效果的研究报到。最新这一来自上海交通大学的研究可以说是氢气治疗癌症方面的开创性研究，证明饮用氢水能抑制癌症生长。

富氢水对结直肠癌荷瘤小鼠肿瘤的生长抑制作用及其机制
（本实验使用富氢水由北京活力氢源饮品有限公司富氢源提供）
单位：
上海交通大学农业与生物学院
上海交通大学陆伯勋食品安全研究中心
作者：张瑶, 姜婧, 周海玥, 蒋芮, 李雅婷, 宋立华
摘要：
目的：
初步探讨富氢水（hydrogen-rich water，H2O）对结直肠癌荷瘤小鼠肿瘤的抑制作用及其机制。
方法：
小鼠右腋皮下接种人结直肠癌SW480细胞（4×106/只），建立移植瘤小鼠模型，造模的同时给予小鼠自由饮用富氢水（0.8 mg/kg），每日早、中、晚3次更换新鲜富氢水。对照组给予普通水。荷瘤28 d后处死小鼠，取肿瘤组织，通过检测肿瘤体积和质量判断肿瘤的生长情况。用免疫组化法检测肿瘤组织中Ki-67蛋白的表达，TUNEL法检测细胞凋亡情况，比色法检测谷胱甘肽（GSH）及氧化型谷胱甘肽（GSSG）水平，基因芯片和qRT-PCR方法筛选并验证差异表达基因。
结果：
与对照组相比，富氢水干预后可抑制小鼠肿瘤的形成，减小肿瘤体积和质量（P<0.01，P<0.05），降低Ki-67蛋白的表达（P<0.05），促进细胞凋亡（P<0.05），增高GSSG/GSH比值（P<0.05）；富氢水干预可调节γ-干扰素（IFN-γ）相关基因的表达。
结论：
在结直肠癌中，富氢水可通过抑制细胞增殖、促进细胞凋亡、调节细胞内氧化还原环境及IFN-γ相关基因的表达而发挥抗肿瘤活性作用。
　　结直肠癌是常见消化道恶性肿瘤之一，其发病率在全世界范围内处于恶性肿瘤第3位，在西方发达国家中处于第2位。在我国，随着近年来居民生活水平的提高和饮食习惯的改变，结直肠癌的发病率也呈上升趋势，位居恶性肿瘤和致死因素的第4位。结直肠癌早期诊断率低，术后易复发，具有高侵袭性和高病死率的特点，所以从膳食营养干预的角度寻找能有效抑制结直肠癌细胞增殖的功能性物质具有重要意义。

　　富氢水(hydrogen-rich water，H2O)含有较高浓度的氢气，有研究表明富氢水可显著抑制放疗引起的氧化应激反应，减轻放疗的不良反应，有效改善接受放疗的肝癌患者的生活质量，提示富氢水可辅助用于恶性肿瘤患者的放化疗；Li等证明富氢水可减轻化学毒性物质所致的大鼠肾脏损伤，并抑制早期肿瘤的发生。我们前期在动物实验中发现，富氢水对葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium,DSS)诱导的慢性结直肠炎及结直肠癌具有较好的预防作用，能显著抑制肿瘤的发生(未发表数据)。本研究利用皮下接种人结直肠癌细胞系SW480细胞建立荷瘤小鼠动物模型，初步探讨富氢水对肿瘤形成、生长的抑制作用及其分子机制。

1.主要试验材料和方法：

1.1主要试验材料：

BALB/c雄性裸鼠，4周龄，体质量(20±2) g；
结直肠癌细胞系SW480；
北京活力氢源饮品有限公司富氢源富氢水(0.8 mg/kg, 还原电位500 mV)

1.2实验动物分组及模型建立：

　　将16只4周龄的BALB/c雄性裸鼠随机分为对照组(Ctrl,n=8)和富氢水干预组([H]H2O,n=8)。首先，取对数生长期的SW480细胞，于裸鼠右腋皮下接种(4×106/只)。接种后，为保证水中氢气浓度，富氢水干预组每天早、中、晚3次更换新鲜富氢水供小鼠自由饮用；对照组给予普通水。观察肿瘤的生长情况，用直尺测量肿瘤长度(a)、宽度(b)，用公式V=ab2π/6计算其体积。荷瘤28 d后处死小鼠，取肿瘤组织，称质量后进行后续实验。

2.结果：

2.1 富氢水对荷瘤小鼠肿瘤体积和质量的影响

与饮用普通水的对照组相比，富氢水干预组小鼠整体成瘤情况受到抑制(图 1A、1B)，具体表现为富氢水干预组小鼠的肿瘤体积和质量均低于对照组(图 1C、1D; P < 0.01, P <0.05)；第28天时，富氢水干预组小鼠的肿瘤体积为(587±64) mm3，质量为(0.262±0.028)g，均低于对照组[平均肿瘤体积为(892±108) mm3，质量为(0.438±0.034)g；P < 0.01]。

▲图1.富氢水对裸鼠体内成瘤能力的影响

2.2富氢水对荷瘤小鼠结直肠癌组织中Ki-67蛋白表达及细胞凋亡的影响

　　富氢水干预组Ki-67蛋白表达阳性细胞率为(11.0±2.8)%，而对照组为(28.0±3.6)%，两组比较差异有统计学意义(P<0.05)，说明富氢水干预后小鼠结直肠癌细胞的增殖能力减弱。采用TUNEL法检测两组小鼠结肠癌组织的细胞凋亡情况，结果表明，富氢水干预组凋亡细胞率为(14.8±2.2)%，而对照组仅为(2.6±0.4)%，两组比较差异有统计学意义(P<0.05)，表明富氢水可促进结肠癌细胞凋亡。

▲图2.富氢水对荷瘤小鼠结肠癌组织Ki-67蛋白表达及细胞凋亡的影响

2.3富氢水对荷瘤小鼠结直肠癌组织氧化应激状态的影响

　　与对照组相比，富氢水干预后并未显著降低小鼠结肠癌细胞内ROS的含量，而是通过降低GSH和升高GSSG水平(P<0.05)发挥抗肿瘤作用。与饮用普通水的对照组相比，富氢水干预组GSH水平降低了22%，而GSSG含量升高了38%，从而显著提高了GSSG/GSH的比值(P<0.05)。

▲图3.富氢水对荷瘤小鼠结肠癌组织氧化应激状态的影响

2.4富氢水对荷瘤小鼠结直肠癌组织部分基因表达的影响

　　为了进一步探究富氢水抑制结肠癌细胞增殖、促进其凋亡的分子机制，本研究利用基因芯片对比了富氢水干预组与饮用普通水的对照组小鼠肿瘤组织的差异表达基因(图4A、4B)，其差异表达基因的验证结果如图4C所示。从图中可以看出，与对照组相比，富氢水干预可上调Mmp9、II12rb1、Csf2rb、Tnfaip8l2、Cxcl9(P<0.05)，下调Cdk6、Nrp2及Cldn24等γ-干扰素相关基因(P<0.05)。

▲图4.富氢水对荷瘤小鼠结直肠癌组织部分基因表达的影响

3.讨论：

　　早在1975年，Dole等将患有鳞状细胞癌的无毛小白鼠放于高压氢气舱，发现氢气可使皮肤肿瘤消退。但由于高压氢气用于临床治疗存在安全隐患，此类研究并未引起广泛注意。直至2007年，日本学者采用化学反应、细胞学等手段，证明氢气溶解在液体中可选择性中和羟自由基和亚硝酸阴离子。这一发现引起了研究氢气治疗疾病的热潮，大量研究相继发现氢在脑组织缺血再灌注损伤、炎症、电离辐射损伤、神经系统损伤以及代谢综合征等疾病中均发挥一定的作用。

　　近年来，通过采用增加压强等技术将氢气溶解于水中，制备获得了给予方便且安全的富氢水，推动了氢在临床研究中的应用。研究发现富氢水可减轻组织氧化应激和炎症反应。另有少量研究表明，富氢水对肾癌及非酒精性脂肪肝引发的肝癌具有一定的预防作用。本研究利用结肠癌荷瘤小鼠动物模型，研究了富氢水对结肠癌肿瘤细胞增殖、凋亡及氧化应激状态的影响，结果表明富氢水可有效抑制肿瘤细胞的增殖，抑制肿瘤的生长，诱导肿瘤细胞凋亡，并进一步证明了富氢水抗肿瘤生物学活性的发挥与其对肿瘤组织氧化应激状态的调节作用有关。

【声音】钟南山院士在世界胸科大会上接受中国网采访时说：氢分子主要针对慢性疾病，最基本的是抗氧化应激的加强作用，不是单纯修复作用，有利于基体恢复，理念是对因治疗不是对症治疗，比如肿瘤学说是氧化应激加强，去除氧化应激，肿瘤也很难长。