氢气治疗癌症是最近比较热的研究方向,但是严格意义上氢气对癌症的治疗作用并不明确,仍然需要大量基础和临床研究证据。基础研究方面应该重点寻找氢气治疗癌症的理论依据,临床研究方面重点是确定氢气治疗各种类型癌症的人体试验证据。这两个方面都非常重要,临床试验是为解决最终应用的条件,没有证据的应用只能是探索性,存在许多不确定性,感谢氢气对人体的安全性比较高,且对身体许多健康问题产生一定优化作用,患者并不一定会付出太多代价。
基础研究则需要从理论和逻辑上给出氢气治疗癌症的依据。氢气具有抗炎症抗氧化作用,但抗癌症的理论基础并不坚实,甚至仍然难以理解,至少不应该产生非常强的抗癌症效应。但是一些文章和初步的临床结果提示氢气对癌症的作用非常强,这要求学术界应该拿出符合逻辑,且确定性的理论解释。
今天空军军医大学师建国教授小组的报道属于氢气抗癌症的理论探索,该研究从巨噬细胞角度提出了氢气抗癌症的解释。不过抗癌症作用的免疫细胞有许多,巨噬细胞只是其中一类,这应该不是故事的全部。
以上为氢思语对氢气抗癌症研究的点评和看法,欢迎学术探讨。
摘要:目的:探究氢气联合巨噬细胞对乳腺癌细胞生长的影响及其机制。方法:CCK8法和流式细胞术检测癌细胞的活力及凋亡情况,ELISA检测巨噬细胞分泌的细胞因子TNF-α,IFN-γ,IL-10,Western blot检测FADD、TRAF2、caspase3的表达,流式细胞术和RT-PCR分析各组巨噬细胞标志物CCR7、CD206的表达情况。结果:氢气联合巨噬细胞使乳腺癌细胞活力降低,凋亡增加;机制方面,氢气联合巨噬细胞增加了细胞因子TNF-α,IFN-γ的分泌,上调了凋亡通路中FADD、caspase3的表达,并且促进巨噬细胞向M1极化,抑制其向M2极化。结论:氢气联合巨噬细胞能抑制乳腺癌细胞生长。
乳腺癌是全球女性癌症发病率最高的疾病,也是国内外女性癌症相关死亡的首要原因,且近年来发病逐渐呈现低龄化趋势。氢气( H2 ) 是一种可以从水中电离获得的气体,一直未曾在生物医学领域得到应用。直到 2007 年,日本学者 Ohsawa 等报道,吸入 2% 的氢气可明显改善动物脑缺血再灌注损伤。随后,氢气在癌症治疗中的作用也得到了人们的关注。巨噬细胞( m) 是固有免疫的重要组成部分,分布广泛,可塑性极强,在不同的刺激因素下可分化为激活免疫、抵御感染、抑制肿瘤发生的经典活化( M1) 型巨噬细胞,和免疫抑制、化疗耐药、促进肿瘤发展的交替活化( M2) 型巨噬细胞。本实验探究氢气联合巨噬细胞对乳腺癌细胞生长产生的作用及可能机制,为今后的临床研究提供新思路。
1 材料与方法
1.1 材料
1.2 方法
1.2.1 巨噬细胞的分离及乳腺癌MCF-7细胞培养
1.2.2 CCK8法分析乳腺癌MCF-7细胞活性
1.2.3 流式细胞术分析乳腺癌MCF-7细胞凋亡情况
1.2.4 ELISA检测巨噬细胞分泌的细胞因子TNF-α、IFN-γ、IL-10
1.2.5 Western blot检测FADD、TRAF2、caspase3的表达
1.2.6 流式细胞术分析各组巨噬细胞标志物CCR7、CD206的表达情况
1.2.7 RT-PCR分析各组巨噬细胞标志物CCR7、CD206的基因表达情况
3 讨论
乳腺癌是女性中最常见的恶性肿瘤,也是导致女性癌症死亡的首要原因,尽管国内外学者已在乳腺癌的早期诊断与治疗中做了很多的努力,但仍有些生物分子分型较差的乳腺癌表现出极具侵袭性的生物学行为,导致较差的预后,因此还需进一步地探寻其防治方法。
氢元素是自然界基本化学元素之一,也是有机生命组成最多的元素,氢可以作为电子传递介质,参与生命能量转化。虽然氢元素是生命元素,但以往在生物研究中却较少涉及氢气,这是因为常温常压条件下,氢气的溶解度较低,不能被机体大量吸收利用。
曾有学者报道,高压氢气连续吸入 2 周后,荷瘤动物的皮肤恶性肿瘤明显缩小,说明高压氢气可以有效治疗皮肤恶性肿瘤,其机制可能为氢气的抗氧化作用。2007 年,Ohsawa 等报道氢气可显著改善动物脑缺血再灌注损伤后,对氢气的研究逐渐受到重视,涉及多个领域和疾病,如神经系统损伤、电离辐射损伤、化疗药物引起的损伤、动脉粥样硬化、失血性休克、呼吸系统恶性肿瘤、辅助放化疗等。
在本研究中,首先检测了氢气联合巨噬细胞对乳腺癌细胞 MCF- 7 生长的影响,可以看出通入氢气后癌细胞的活性降低,流式细胞术检测出凋亡率增高; 随后对其可能的机制进行了一系列的探究:
一方面,氢气通入后,巨噬细胞所分泌的具有抑制、杀伤肿瘤细胞作用的细胞因子 TNF-α、IFN-γ增加,具有免疫抑制作用的细胞因子 IL-10 减少,说明氢气能激活巨噬细胞抗瘤效应,促进巨噬细胞的免疫应答;
另一方面,根据流式细胞术测出的结果,我们推测氢气的抗肿瘤作用可能与诱导细胞凋亡有关,为了验证这一推论,我们对细胞内凋亡通路中的几个关键蛋白的表达水平进行了检测,FADD 是死亡受体介导的凋亡途径的关键启动因子, caspase3 能逐步启动层层级联反应,最终导致细胞凋亡,通入氢气后,这两者蛋白表达量在 Western blot 实验中显示有所上升,因此,氢气在体外能够显著抑制 MCF- 7 细胞的增殖并诱导细胞凋亡,其作用可能与上调 FADD,caspase3 蛋白的表达有关;
最后,我们还通过流式细胞术和 RT - PCR 检测了共培养体系中巨噬细胞的极化情况,巨噬细胞在外界刺激下可极化为 M1 和 M2 型,M1 型可抑制肿瘤发生,其标志 物 为 CCR7; M2 型可促进肿瘤生长,其 标 志 物 为CD206; 流式实验结果显示通入氢气培养后,CCR7 分子表达增加,CD206 分子表达下降,RT-PCR 实验结果显示二者基因表达也有相同改变趋势,因此,氢气联合巨噬细胞能抑制乳腺癌 MCF-7 细胞生长与氢气能促进巨噬细胞 M1极化,抑制巨噬细胞 M2 极化有关。
参考
李佳蔚,师建国. 氢气联合巨噬细胞对乳腺癌细胞生长的影响[J]. 现代肿瘤医学. 2020(23) :4036-4041