Hydrogen-rich water achieves cytoprotection from oxidative stress injury in human gingival fibroblasts in culture or 3D-tissue equivalents, and wound-healing promotion, together with ROS-scavenging and relief from glutathione diminishment. | 培養または組織等価3Dのヒト歯周線維芽細胞の酸化ストレス障害に対し、 高濃度水素水は細胞保護効果を発揮し、 ROSの直接消去とグルタチオンによる消去作用を助けることで 傷の治りを促進させる
Hum Cell. 2016 Nov 1. [Epub ahead of print]
Hydrogen-rich water achieves cytoprotection from oxidative stress injury in human gingival fibroblasts in culture or 3D-tissue equivalents, and wound-healing promotion, together with ROS-scavenging and relief from glutathione diminishment.
Department of Pharmacology, The Nippon Dental University
Abstract
The aim of the present study is to investigate protective effects of hydrogen-rich water (HW) against reactive oxygen species (ROS)-induced cellular harmful events and cell death in human gingival fibroblasts (HGF) and three-dimensional (3D-) gingival tissue equivalents. HW was prepared with a magnesium stick in 600-mL double distilled water (DDW) overnight. Dissolved hydrogen was about 1460 ± 50 μg/L versus approximately 1600 μg/L for the saturated hydrogen. Under cell-free conditions, HW, dose-dependently, significantly scavenged peroxyl radicals (ROO·) derived from 2,2′-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH). Extract from HW-treated HGF cells scavenged ROO· more markedly than that from DDW-treated cells, suggesting that HW can increase the intracellular antioxidant capacity. Hydrogen peroxide dose-dependently increased the intracellular ROS generation, which was significantly repressed by HW, both in the cytoplasm and nuclei. LIVE/DEAD staining and our original cell viability dye-extraction assay showed that HW significantly protected HGF cells from hydrogen peroxide-induced cell death. Hydrogen peroxide also diminished the contents of intracellular glutathione, which were appreciably relieved by HW-pretreatment. Additionally, HW noticeably prevented cumene hydroperoxide-induced generation of cellular ROS in epidermis parts of 3D-gingival equivalents. The in vitro scratch assay showed that HW was able to diminish physical injury-induced ROS generation and promote wound healing in HGF cell monolayer sheets. In summary, HW was able to increase intracellular antioxidative capacity and to protect cells and tissue from oxidative damage. Thus, HW might be used for prevention/treatment of oxidative stress-related diseases.
Hum Cell. 2016 Nov 1. [Epub ahead of print]
培養または組織等価3Dのヒト歯周線維芽細胞の酸化ストレス障害に対し、
高濃度水素水は細胞保護効果を発揮し、
ROSの直接消去とグルタチオンによる消去作用を助けることで
傷の治りを促進させる
日本歯科大学 薬理学
＜要旨＞
本研究の目的は、ヒト歯周線維芽細胞（HGF）と歯周組織等価3Dを用いて、活性酸素種（ROS）による細胞障害と細胞死に対して、高濃度水素水（HW）が保護作用を発揮するかどうかを調べることにあります。
HWは600mLの2回蒸留水（DDW）に対して、マグネシウムスティックを一晩浸すことで作成しました。溶存水素は飽和の状態では1600μg/Lなのに対し、作成したHWは1460±501600μg/Lの濃度になりました。
まず、無細胞条件下では、AAPHにより発生させたペルオキシラジカル（ROO・）をHWは濃度依存的に消去しました。またHWで処理をしたHGF細胞からの抽出液は単にDDWで処理をしたHGF細胞のものに比べて著しくROO・を消去しました。このことからHWは細胞内の抗酸化能を上昇させることが示唆されました。
なお、細胞内のROS産生により濃度依存的に過酸化水素が増加しますが、その現象がHWにより有意に抑えられたことが細胞液と核の両方で観察されました。
また、生細胞・死細胞染色とともに、私たちで独自に行った細胞生存性染色試験の結果により、HWは過酸化水素による細胞死からHGF細胞を有意に保護しました。さらに過酸化水素は細胞内のグルタチオン量を減少させますが、HWを事前に処理しておくとそれが明らかに軽減していました。加えて、歯周組織等価3Dの上皮部において、HWはクメンヒドロキシペルオキシドによる細胞内ROSの産生を有意に抑えました。
In vitroのスクラッチアッセイを実施したところ、HWは物理的な障害によるROS産生を抑えるほか、HGF細胞単一層での傷の治りを促進しました。
以上のことからまとめると、HWは細胞内の抗酸化能を高め、酸化ストレスから細胞や組織を守ることができます。このことからHWは酸化ストレス関連疾患の予防や治療に使用できうると考えられます。
＜一言＞
とても長い題名で、最初から尻込みしてしまう話ではありましたが、とにかく読んでみようと思いました。
歯周組織のうち、歯肉の主要な成分はコラーゲンですが、今回の試験ではコラーゲンを作り出す細胞である線維芽細胞に対して、水素が保護作用を発揮するかどうかを調べたものです。線維芽細胞を保護すれば、コラーゲンの合成が維持できる、歯肉の衰えが防げるといったことが言えます。
細胞実験等の結果で線維芽細胞の保護作用が確認できたほか、物理的にできてしまった傷の治りも早めてくれたみたいです。将来、研究が進んで歯科領域で水素水によるうがいや洗浄が行われる日が来ますでしょうか…。
