
學術界一般比較重視通訊作者,因為通訊作者是責任作者,也是研究所有者或老板,第一作者反而不是那么受重視,因為第一作者經常不是論文的責任人。東京健康長壽醫學研究所大澤郁朗教授(Ikuroh Ohsawa)是2007年在《自然醫學》雜志發表氫分子生物學里程碑論文的第一作者。因為第一作者往往是研究的真正完成者,貢獻也不容忽視。
2007年大澤郁朗在日本醫學大學老年病研究所太田成男教授課題組,氫分子領域20余篇數篇關鍵論文都是他作為作者完成,后來太田課題組關于動脈硬化的保護效應的論文他仍作為第一作者,后期他獨立帶領的課題組也發表了氫氣用于精子保護效應的研究。至今仍然活躍在氫氣醫學研究領域。為了進一步了解2007年氫氣醫學研究的背后細節,我們從大澤郁朗的視角來認識這個過程。從這個訪談中我們會發現,氫氣效應的研究思路來自企業對氫水效應研究的需求,并不是學術界,當然利用現代科學實驗獲得證據也是非常關鍵的貢獻。2007年的真正貢獻并不是發現了氫氣的作用,而是對氫氣效應的機制進行了探索,提出了選擇抗氧化的概念。研究人員雖然思路來自氫水,但并不認為氫水是理想給氫氣的路徑,而是選擇了氫氣吸入作為給氫氣的方法。訪談中也提及學術界開始對氫氣生物效應無法理解無法接受的情況。
太田成男小組提出氫氣中和羥基自由基,在《自然醫學》發表氫氣醫學研究論文,已經過去10多年。第一作者Ikuroh Ohsawa對當時開展氫氣醫學研究的回憶。
開展這一研究的原因,是一家氫水制造設備公司給日本醫科大學老年醫學研究所太田成男教授實驗室的贊助。Ohsawa認為應該是2004年夏天前,有一個紅色的氫氣罐和一個氫水制造設備連接。大澤本來不認為氫氣抗氧化的研究有什么意義,因為他認為氫氣不可能具有這樣的作用,他非常了解在室溫常壓下氫氣比較穩定,盡管某些細菌等微生物具有利用氫氣的能力,擁有氫化酶是這些微生物利用氫氣的基礎。高等生物如哺乳動物細胞內并沒有氫化酶,所以他認為氫氣不可能對人和動物能產生作用。但作為實驗研究學者,他需要實驗結果說話,他希望拿到氫氣沒有作用的證據。于是將氫氣溶解在細胞培養基中,觀察對氧化應激損傷的細胞的作用,讓他吃驚的是,結果氫氣竟然能消除細胞氧化損傷的發生。
意外結果當然意味著突破,但是必需首先確認這種現象具有可重復性。新發現需要新理論解釋,要根據研究結果建立理論假說,這需要非常嚴格的實驗檢測條件。例如需要分析氫氣的許多物理化學性質,包括氫氣在水中的溶解度,氫氣溶解速率,氫氣是否含有其他雜質,溶解氫氣的水的pH是否發生改變。培養基中氧氣的濃度會因為氫氣的溶解而降低,進行細胞學研究需要對氧氣濃度進行校正。開始分析少量溶液中氫氣濃度時他們遇到了困難,后來找到丹麥unisense有一種氫氣濃度分析電極克服了這個困難。這種氫氣分析電極時為了檢測海底熱泉氫氣濃度發展出的技術。
經過小心評估,Ohsawa確定氫氣真的能抑制細胞氧化損傷。確定了這種效應,接下來就面臨這樣的問題,氫氣在細胞內一定引起了某種改變,為什么氫氣能夠抑制細胞氧化應激損傷?Ohsawa和太田成男教授共同提出一個假說,認為氫氣一定能和羥基自由基發生反應,羥基自由基是氧化活性最強的活性氧,是導致細胞氧化損傷的關鍵因子。如何分析羥基自由基?幸運的是,東京大學Nagano博士發明的熒光試劑能對羥基自由基進行定量。
第一次公開報道氫氣抗氧化作用是在神戶召開的日本生化學會年會上。大多數代表包括一些線粒體和氧化應激領域的專家都不理解這個報告。好像一聽到氫這個詞,大家立刻聯想到氫離子,而不是氫氣分子。一些代表猜測氫氣在水中能變成氫離子,這事實上不可能發生。沒有人認為氫氣能具有生理效應。他們只能給大家耐心地解釋氫分子、氫離子和氫原子的區別。
第一個動物實驗是大腦缺血再灌注損傷,這是一種腦梗死模型。再灌注損傷就是血流中斷后血流恢復帶來的額外損傷,這個過程會立刻產生大量羥基自由基,能導致大腦細胞死亡。腦缺血再灌注模型不容易建立,日本醫科大學Katsura博士 和Takahashi先生是這方面的高手。采用這個模型觀察氫氣吸入對大鼠腦缺血再灌注損傷的作用。
2007年的論文,開始時是考慮用氫水而不是吸入氫氣,因為贊助企業是做氫水的。所以用氫氣吸入代替氫水,一是希望能增加氫氣的攝取劑量,二是氫氣吸入在方法上比較容易實現。吸入氫氣后,氫氣通過肺溶解在血液,隨后經過血液循環進入大腦。因為氫氣在空氣中的可燃濃度是4-74%,為了操作安全,實驗采用4%以下濃度的氫氣。(其實在小體積實驗中,超過可燃濃度不是問題)。結果發現給腦缺血的大鼠吸入不同濃度(1-4%)的氫氣,能顯著減少腦細胞損傷和死亡,其中2%的氫氣效果最好。不過,2%的氫氣吸入效果,稍小于8%的氫氣效果。(這個結果比較詭異,因為根據其文章結果,2%氫氣比1%和4%的都好,8%怎么又比2%的好?)
上述研究結果隨后稱為啟動心肺復蘇后腦損傷保護臨床試驗的依據。慶應義塾大學Motoaki Sano博士是負責這一臨床試驗項目。Sano博士非常具有遠見卓識,對開展氫氣醫學臨床研究非常積極。研究也在眼科臨床領域進行了擴展,日本醫科大學 Igarashi和Takahashi博士開發了一種用于眼球灌洗液。目的是用于青光眼手術帶來的角膜損傷,手術過程會產生羥基自由基,通過含有氫氣的灌洗液持續沖洗。由于灌洗液含有氫氣的量比較小,Ikuroh Ohsawa自己開始都擔心無法實現效果,但后來的研究結果表明效果明顯。(其實這是一種典型的誤解,即使從事氫氣醫學研究的Ohsawa也容易出現的誤解,雖然沖洗液中氫氣含量不多,但這種局部使用的氫氣劑量遠遠高于飲用氫水和吸入氫氣,全身使用要達到灌洗液的氫氣濃度是極其困難的。)
Ohsawa開始對飲用氫水并不看好,但是后來的研究結果讓他逐漸打消了顧慮。飲用氫水雖然是非常好的氫氣保健日常使用方法,但也存在一些明顯不足。因為氫氣的溶解度比較小,飲用氫水很難獲得的大劑量氫氣,但是血液中氫氣濃度短時間可高于大多數低濃度氫氣吸入的情況。由于氫氣的強大擴散能力,飲用氫水后血液內高水平氫氣只會一過性出現,飲用氫水后30分鐘,體內氫氣幾乎完全被排出體外。當然通過增加飲用氫水量,提高氫氣溶存度(不是溶解度),反復飲用等方式,可以部分解決這個問題,但并不能徹底解決問題。當然醫學研究需要證據說話,到底是否有效需要進行實驗。
從研究證據上看,飲用氫水或注射氫水的結果也不錯,例如早期研究發現,給高脂飲食動脈硬化動物飲用氫水4月,能非常有效地預防動脈硬化斑塊的形成。日本醫科大學Ishikawa先生負責觀察動脈斑塊的觀察。這個日本醫科大學的研究結果后來被中國學者多次驗證。
后來越來越多研究人員確定了氫水對動物和人類疾病的治療效果,包括對帕金森病的臨床治療效果。名古屋大學Kinji Ohno博士和九州大學Mami Noda博士分別開展氫水治療帕金森病的研究。Ohno博士氫水治療帕金森病的研究結果,初看起來讓人感到不可思議,因為氫水的治療效果太好了,讓人無法相信。但是隨后發表的Noda博士的研究數據能驗證這一結論。兩篇論文在2009年同一時期發表(Fu et al. 2009; Fujita et al. 2009)。氫水能顯著改善帕金森病,至少在動物模型是這樣的??吹竭@些結果,順天堂大學Hattori博士啟動了一項氫水治療帕金森病的臨床試驗。
大澤教授的簡歷
教育背景
1984年 東京大學化學工程系工學士
1992年 東京大學工程學博士
工作經歷
1984-1994 日本瑞翁有限公司生物化學研究所研究者
1994-2000 精神病學研究中心研究員
2001-2003 川崎日本醫科大學副教授
2003-2008 川崎日本醫科大學講師
2008-2010 川崎日本醫科大學教授
2010-現在 東京都市老年醫學研究所副主任