给癌细胞灌满氢气会怎样?

2018-06-27 00:00:00 39

最新研究来自深圳大学何前军教授,何教授是材料学家,近年一直从事利用材料技术向身体运输生物气体实现疾病治疗的研究,例如他们曾经开展一氧化碳的定向运输技术研究。最新研究是利用材料方法给癌细胞定向运输大量氢气,实现氢气抗癌症和安全性的目标。这种技术给氢气体内高剂量运输提供了重要方法,研究也说明氢气在高剂量下的抗癌症作用,非常值得关注和深入研究。最新这一研究论文发表在Applied Materials Today

通过选择性抗氧化和抗炎症等系列效应,氢气对炎症相关疾病和癌症等疾病表现出治疗作用,在减少炎症治疗疾病的同时,氢气对正常细胞和生理功能没有不良效应。氢气的巨大安全性和广泛有效性让氢气成为一种疾病治疗氢气,有非常广泛的应用潜力,氢气医学也成为一种倍受关注的新的医学研究领域。氢气的最基本使用方法是吸入氢气和输入或饮用氢水,利用氢气的扩散能力,通过胃肠道或肺血管等途径摄取氢气。利用这些方法也被证明可以实现治疗糖尿病、代谢综合症、中风、帕金森病、类风湿关节炎、癌症放射治疗副作用、呼吸系统疾病等重要临床疾病的治疗和潜在治疗作用。

氢气在体液中非常低的溶解度,这是限制氢气快速高剂量进入体内的首要制约因素。另外,氢气的扩散能力非常强,这导致很不容易进入身体内的氢气可以比较容易经过呼吸和皮肤等途径快速释放到体外。氢气的溶解度低和高扩散能力是限制局部组织难以达到高浓度氢气的两个因素。为了克服这种困难,也可以采用呼吸高压氢气的手段,但高压氢气需要克服氢气容易燃烧爆炸的问题。

材料学家采用材料的优势,利用某些能释放氢气的材料,结合特定组织特殊生物化学特点定点释放氢气,也可以实现高浓度向组织内运输氢气的目的。有学者利用微泡材料作为运输氢气的工具,利用超声破碎气泡定点释放氢气,在某些疾病治疗中取得成功。但是气泡技术对氢气的增加运输效率仍然比较低,也无法实现长时间持续运输氢气的目的。也有学者利用脂质体纳米材料输送维生素C和叶绿素,通过光催化产生氢气的方法,不过这种方法产生氢气的能力比较弱,且需要使用光线诱导。总之,如何运输氢气仍然是值得研究的课题。

这项工作中,使用氨硼烷作为释放氢气的药物前体,这种物质不仅有巨大的氢气储存能力(10 wt. %),也能在酸性环境下释放氢气,这是国际上第一次使用这种材料给细胞可控输送氢气。另外我们使用介孔纳米硅颗粒作为一种高效的氨硼烷载体(653毫克/),利用其高表面积和理想的生物相容性,构建的纳米材料表现出超强的氢气输送能力(130.6毫克/克),并能根据癌细胞内酸微环境高效长时间释放氢气(> 2)这种材料表现出很强的抗癌效果和很高的生物安全性。

氢点评:这个研究非常有意思,但对于产生这种抗肿瘤效应我有两个不同的看法,一是在产生大量氢气的同时可能会消耗氢离子,导致局部碱化,这可能会产生抗肿瘤效应。另外产生氢气速度过快可能会在局部产生气泡,气泡本身也可以造成细胞被机械力破坏,类似被撑破的情况。当然,只是理论上看法,欢迎砖。