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刺激成熟细胞再生,氢气或许能担当重任
来源:氢产业网 发表时间:2016-11-25 16:16:32 阅读:3363

学术上曾经认为大多数哺乳动物成年后心肌细胞不能再生,但是目前认为心肌细胞仍然具有再生潜力。德克萨斯大学西南医学中心Yuji Nakada等最近在《自然》发表论文,证明严重低氧处理能激活心脏干细胞,可作为成年心脏缺血治疗的策略。
成年哺乳动物心脏失去再生能力,是导致心脏组织发生损伤时无法进行自我修复的根本原因,是心肌梗塞等疾病导致心脏衰竭甚至导致死亡的关键原因。最近研究认为,哺乳动物心脏并不是绝对无法再生,例如新生儿心脏就具有很强的再生能力,成年心脏也具有部分自我更新的能力,这两类情况都是通过心肌细胞分裂实现,主要受到有氧呼吸造成自由基引起的DNA损伤的干扰。因此论文作者提出假说,采用低氧处理心肌细胞,阻断有氧呼吸和降低DNA损伤,将有可能逆转成年心肌细胞的再生能力。
本研究报道阶梯进行全身严重缺氧处理,首先将氧浓度阶段降低到1%,然后维持在7%持续14天。这样极端低氧处理能抑制氧化代谢、减少活性氧的产生和降低DNA氧化损伤,并能重新激活心肌细胞有丝分裂。有意思的是,研究发现,心肌梗塞后进行连续7天低氧处理能显著诱导心肌再生能力,降低心脏组织纤维化,提高左心室收缩功能。通过遗传学技术确认新生成细胞来自成熟心肌细胞。这些结果说明,成年哺乳动物心肌细胞本身具有再生潜力,这种潜力可以用系统阶段低氧处理激发出来,提示低氧可以作为再生医学的一种处理方法。
小知识:为什么随着海拔高度增加,大气压越来越低,这主要是因为大气压形成的本质是大气被地球吸引产生的吸引力造成,具体可以理解为覆盖在物体上方单位面积所有空气重量就是大气压。高度越大,地球对空气分子的吸引力越小,那么随着高度增加覆盖在物体上空气的重量就越来越小。正常空气中氧气浓度为21%,随着高度增加,大气压逐渐降低,海拔每增加5000米高空空气压力下降50%,7%的氧气浓度大概等价于珠穆朗玛峰顶8800米高空。研究人员在数周时间内将氧含量从21%降低到7%,然后监测心脏质量和功能。他们发现,低氧可以促进心肌细胞的增长并改善心脏功能。研究人员也尝试了10%的低氧浓度,但没有出现心肌再生现象。为了避免氧对细胞的破坏,氧的含量需要更低。
2016年10月31日这项研究在线发表在《自然》上,该研究建立在多年工作基础上。他们曾经发现,新生哺乳动物的心肌细胞可以像皮肤自我修复那样再生,但这种能力会在哺乳动物生长数周后快速消失,心肌细胞被浸润在充满氧气的环境中,会对其造成破坏。
HeshamSadek博士说:“成年人心脏在心脏病发作后不能进行有意义的修复,这是为什么心脏病危害如此之大。尽管违反直觉,但是我们发现,严重降低氧含量能够避免由氧造成的细胞破坏,并使细胞分裂重新进行,也就导致了心肌再生。理论上,制造低氧环境不仅可以促进心肌修复,其他的器官也是如此。尽管处于这种低氧环境中会导致并发症,但是在受控的条件下人类是能容忍的。” Benjamin Levine博士说:“这项工作表明,低氧的程度达到珠穆朗玛峰顶的氧气浓度能够逆转心脏疾病。”
重点内容:值得注意的是,该研究发现,所以正常氧气情况下心肌细胞无法再生的关键是氧气带来的活性氧,尤其是在组织缺血损伤后,自由基对细胞DNA的破坏作用是细胞失去再生能力的关键,而降低氧浓度可以减少氧气毒性,减少自由基对细胞再生能力的破坏。如果是这样,只需要控制好自由基,就可以启动细胞的再生能力。氢气作为一种控制细胞氧化损伤的理想工具,可否具有类似低氧一样的激活细胞再生能力的作用,值得期待。我们也可以将低氧和氢气结合起来,提高氧气的处理浓度,这样可以避免低氧带来的健康组织的缺氧损伤风险,产生同样的治疗目的。
我最近曾经提出,氢气有可能具有低氧诱导效应,如果是这样,氢气有可能通过诱导低氧效应发挥作用,不过这种假说也需要进一步研究确定。氢气或可作为抗氧气分子看待
另外也可以考虑将低氧作为一种更广泛的治疗手段,对多种疾病如中风等开展治疗研究。

                                                                        本文摘自《氢思语》

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