水素は酸化ストレスを減らし 放射線による肺ダメージを減らす | Hydrogen therapy attenuates irradiation-induced lung damage by reducing oxidative stress.
Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2011 Oct;301(4):L415-26. doi: 10.1152/ajplung.00008.2011. Epub 2011 Jul 15.
Hydrogen therapy attenuates irradiation-induced lung damage by reducing oxidative stress.
Terasaki Y, Ohsawa I, Terasaki M, Takahashi M, Kunugi S, Dedong K, Urushiyama H, Amenomori S, Kaneko-Togashi M, Kuwahara N, Ishikawa A, Kamimura N, Ohta S, Fukuda Y.
Source
Department of Analytic Human Pathology, Nippon Medical School, Tokyo, Japan. terasaki@nms.ac.jp
Abstract
Molecular hydrogen (H(2)) is an efficient antioxidant that diffuses rapidly across cell membranes, reduces reactive oxygen species (ROS), such as hydroxyl radicals and peroxynitrite, and suppresses oxidative stress-induced injury in several organs. ROS have been implicated in radiation-induced damage to lungs. Because prompt elimination of irradiation-induced ROS should protect lung tissue from damaging effects of irradiation, we investigated the possibility that H(2) could serve as a radioprotector in the lung. Cells of the human lung epithelial cell line A549 received 10 Gy irradiation with or without H(2) treatment via H(2)-rich PBS or medium. We studied the possible radioprotective effects of H(2) by analyzing ROS and cell damage. Also, C57BL/6J female mice received 15 Gy irradiation to the thorax. Treatment groups inhaled 3% H(2) gas and drank H(2)-enriched water. We evaluated acute and late-irradiation lung damage after H(2) treatment. H(2) reduced the amount of irradiation-induced ROS in A549 cells, as shown by electron spin resonance and fluorescent indicator signals. H(2) also reduced cell damage, measured as levels of oxidative stress and apoptotic markers, and improved cell viability. Within 1 wk after whole thorax irradiation, immunohistochemistry and immunoblotting showed that H(2) treatment reduced oxidative stress and apoptosis, measures of acute damage, in the lungs of mice. At 5 mo after irradiation, chest computed tomography, Ashcroft scores, and type III collagen deposition demonstrated that H(2) treatment reduced lung fibrosis (late damage). This study thus demonstrated that H(2) treatment is valuable for protection against irradiation lung damage with no known toxicity.
Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2011 Oct;301(4):L415-26. doi: 10.1152/ajplung.00008.2011. Epub 2011 Jul 15.
水素は酸化ストレスを減らし
放射線による肺ダメージを減らす
日本医科大学 解析人体病理学講座
＜要旨＞
水素分子は分子膜をすばやく通過して広がり、ヒドロキシラジカルやパーオキシナイトレイトといった活性酸素種（ＲＯＳ）を減らし、さまざまな器官において酸化ストレスによって引き起こされる障害を抑制することができる効果的な抗酸化物質です。
放射線被ばくによる肺へのダメージに活性酸素が関与しており、活性酸素種を消去することによって、放射線による肺へのダメージを防ぐことが期待されることから、私たちは水素が放射線の害から肺を守ることができるかどうかを調べました。
ヒト肺上皮細胞株Ａ54910の培地に水素を加えたものとそうでないものに分け、それぞれに10Ｇｙ照射しました。そして活性酸素量と細胞ダメージを分析することによって、放射線に対する保護作用を水素が持つかどうかについて調べました。
また、Ｃ57ＢＬ/6Ｊの雌マウスの胸部に15Ｇｙの放射線を照射し、水素投与群には3％の水素ガスの吸入と水素が豊富な水を与えました。また、水素投与後に放射線照射による急性と遅発性の肺へのダメージを調べました。
ＥＳＲ法とフルオレセイン蛍光法により、水素がＡ549細胞において放射線による活性酸素の量を減らすことを確認しました。また、酸化ストレスやアポトーシスのバイオマーカー、細胞生存率を調べた結果、水素が細胞障害を減らすことも確認しました。
さらに胸部への放射線照射から1週間以内に、免疫組織化学や免疫ブロット法により、マウスの肺の急性ダメージを測定したところ、水素の投与により酸化ストレスやアポトーシスを減らすことがわかりました。
照射から5か月後、胸部のトモグラフィーとAshcroft score、Ⅲ型コラーゲン沈着を調べた結果、水素投与により肺線維症（遅発性ダメージ）が減ることが分かりました。この研究によって、水素が放射線被ばくから肺を守るとともに、無害であることが明らかになりました。
＜一言＞
放射線で起こる肺障害を水素が緩和するという報告です。放射線は汚染被ばくの問題が大きくなっていますが、もともとはがん治療にも使われており、副作用として肺障害がおこる場合があります。それぞれの分野において水素の臨床応用が期待されます。
