A long journey from the hydrogen highway to the discovery of an H2 target/sensing molecular
2007 年、私たちは、Nature Medicine に、「水素は、細胞毒性のある酸素ラジカルを選択的に還元することにより、治療用抗酸化物質として作用する」というタイトル論文を発表しました。分子状水素（H2） は哺乳動物細胞では、生物学的な機能はないと長い間信じられてきたため、Nature Medicine はこの論文の独創性と適用可能性を画期的だと高く評価しました。この歴史的な論文によって、「水素医学生物学」という新しい分野を創設することになりました。
その後、H2 は抗酸化作用だけでなく、抗炎症作用、抗アレルギー作用、抗細胞死作用、代謝刺激作用、細胞内のさまざまなシグナル伝達の媒体となるなど、多面的な機能を発揮することが明らかになりました。また、これらの研究結果では、H2 には副作用がないため、すぐに臨床研究が開始されました。
2016 年、H2 療法は、日本政府によって心停止後症候群の先進医療Bとして承認されました。さらに、H2 は、さまざまな病気の患者の改善だけでなく、ヘルスケア、スポーツ、美容など、さまざまな分野で健康な人々の QOL をサポートしていると考えられます。 2014 年、米国 FDA は H2 を一般に安全と認められている (GRAS) として承認し、水素が豊富な水を飲料として販売できるようにしました。さらに、H2 は動物や人間だけでなく、高等植物にも有益であり、H2 が農業に大きな影響を与える可能性があると期待されています。
この Nat Med 2007 の論文には、「再灌流療法への水素ハイウェイ（The hydrogen highway to reperfusion therapy）」というタイトルのNews and Viewという見解が添えられていました。水素の拡散速度が速いので、the hydrogen highwayとしたものです。
哺乳類には、H2の反応を触媒する酵素がありません。 H2 は金属触媒なしではほとんどすべての分子と反応できませんが、Cu、Fe、Ni、Pt などの金属が金属のままで生細胞に有効量が存在することはないでしょう。触媒がないのに、何故、H2は様々な効果を発揮できるのかは未解明でした。H2の分子標的/感受分子を発見するための旅路は、15年に及びました。
Qianjun He 教授はひきいる上海と深圳のグループは、Nano Research という高名な学術誌に「Fe-ポルフィリン: 水素分子のレドックス関連バイオセンサー」というタイトルの論文を発表しました。この論文は、H2 が関与する基本的で解決のメカニズムを解明する2 つの基本的な疑問を解明しました。フリーラジカルを除去する方法と細胞内シグナル伝達を提起する方法です。
水素の分子標的は、ヘマチン(hematin)でした。ヘム（heme）が酸化されると３価鉄をもつヘマチン（hematin）に変化します。赤血球のヘモグロビン、筋肉のミオグロビン、ミトコンドリアの電子伝達系に関わるシトクロム、解毒系のP450など、生体内では多様な形でヘム(heme)は豊富に存在します。
He教授らのグループは、hematinがH2と反応し、水素化hematin（HmH）となると、ヒドロキシルラジカルを選択的に消去することを示しました。
ヘムはミトコンドリアで合成されますが、ミトコンドリアで新たに合成されたヘムがヘマチンに変換できるかどうかは不明です。ポルフィリンはミトコンドリアのシトクロムとして豊富に存在しますが、ミトコンドリアのシトクロムがヘマチンまたはその機能的ホモログに変換できるかどうかは、まだ不明です。
さらに、細胞内シグナル伝達を解明する糸口も提供しました
この He 教授の論文は、さまざまな分野における H2 の複数の役割を解明するための多くの将来の課題を提案しています。この発見は間違いなくこの分野の進歩を加速させる画期的な発見で、大きなブレークスルーです。
