水素ガス治療開発センター

　　　

センター概要

エネルギー源としての水素の利用が、Economy、Energy、Environment、いわゆる3Eのトリレンマを解決する鍵として脚光を浴びております。私たちは、水素ガスの虚血再灌流障害を抑制する効果に着目して、水素ガス吸入療法が、救命救急医療現場の様々な局面において治療効果を発揮する可能性を示し、水素医療の具現化に向けた先導的・戦略的研究拠点としての役割を果たして参りました。この水素ガス治療開発センターでは、産学連携を基に、非臨床・臨床一体型の研究を推進し、水素ガス、水素医療機器の薬事承認をめざして活動を続けております。

2022年度事業計画

■前年度より継続する活動内容について、継続する背景・根拠と目標

院外心停止後患者に対する水素ガス吸入療法の有効性の検討HYBRIDⅡ TRIALは、COVID-19 の蔓延に伴って、当該研究を行う医療機関である、救命救急センターをはじめとした地域医療を支える高次救急医療機関は大きな影響を受けており、9月30日をもって新規組入れを停止した。2022年度は、これまで登録された73例（目標360例）を解析して、水素ガスの有効性を評価する。

■2022年度の新規活動目標と内容、実施の背景

スポーツをする前に水素水で水分補給をすると筋肉疲労が軽減され、疲れからくる運動パフォーマンスの低下が抑えられ、疲れにくく持久力も向上することが臨床研究でも示され、多くのアスリートが体調管理を目的に水素水を愛用している。2021年度の水素水を飲用した際の水素の体内への吸収、分布を実証した研究の結果、高濃度の水素溶液を短時間で飲むことは、門脈血中の水素濃度を高め、肝臓に水素を供給する良い方法ではあるが、腸管から吸収された水素は、肺を経由している間に呼気中に排出され、動脈血を介して全身に供給されることはないことが明らかとなった。したがって、飲料水として水素を服用した場合、筋肉疲労が軽減しパフォーマンスが向上するのが事実であれば、水素が直接、骨格筋に作用しているとは考えにくく、臓器間連関を介して、心肺機能に影響を及ぼしていると想定される。2022年度は、臨床、基礎研究でこの点を明らかにすることをめざす。

2021年度事業報告

■当該年度事業計画に対する実施内容、および研究成果と達成度

昨年度は、水素を単回吸入、持続吸入させた時の薬物動態をブタで検証した結果を報告した。
Pharmacokinetics of a single inhalation of hydrogen gas in pigs.
Sano M, Ichihara G, Katsumata Y, Hiraide T, Hirai A, Momoi M, Tamura T, Ohata S, Kobayashi E.PLoS One. 2020 Jun 19;15(6):e0234626. doi: 10.1371/journal.pone. 0234626.
Low-Flow Nasal Cannula Hydrogen Therapy.
Sano M, Shirakawa K, Katsumata Y, Ichihara G, Kobayashi E.J Clin Med Res. 2020 Oct;12(10):674-680.
今年度は、水素を含有した水（水素水）を飲用したときの薬物動態をブタで検証した。Heliyon. 2021 Nov 11;7(11)
中国・武漢では、新型コロナウイルス肺炎の治療に水素吸入が採用され、重症化予防に一定の効果をあげたことが報告された。一方、新型コロナウイルス感染患者の血液中の好中球は、より高いレベルのNETsを産生しており、肺の傷害や微小血管血栓の形成に深く関与していることが知られている。我々は、NETs形成に着目して研究を行い、水素が活性化された好中球による過剰なNETs産生を抑制することを発見した。J Am Coll Cardiol Basic Trans Science. Jan 12, 2022

■公刊論文数（件数と主たる公刊誌名）、学会発表件数（国内・国際）、イベントなど社会貢献の実績（年月日、場所）

  1. Sano M, Tamura T.Curr Pharm Des. 2021;27(5):650-658. Hydrogen Gas Therapy: From Preclinical Studies to Clinical Trials.
  2. Ichihara G, Katsumata Y, Moriyama H, Kitakata H, Hirai A, Momoi M, Ko S, Shinya Y, Kinouchi K, Kobayashi E, Sano M. Pharmacokinetics of hydrogen after ingesting a hydrogen-rich solution: A study in pigs. Heliyon. 2021 Nov 11;7(11):e08359. doi: 10.1016/j.heliyon.2021.e08359.
  3. Nishi K, Iwai S, Tajima K, Okano S, Sano M, Kobayashi E. Prevention of Chronic Rejection of Marginal Kidney Graft by Using a Hydrogen Gas-Containing Preservation Solution and Adequate Immunosuppression in a Miniature Pig Model. Front Immunol. 2021 Feb 17;11:626295. doi: 10.3389/fimmu.2020.626295.
  4. Tamura T, Sugai K, Fujisawa M, Ichihara G, Katsumata Y, Endo J, Yoshizawa J, Homma K, Suzuki M, Kobayashi E, Sasaki J, Hakamata Y, Sano M. Blood Pressure-Lowering Effect of Daily Hydrogen Gas Inhalation in Spontaneously Hypertensive Rats. Diagn Pathol Open 2021, 6:4
  5. Shirakawa K, Kobayashi E, Ichihara G, Kitakata H, Katsumata Y, Sugai K, Hakamata Y, Sano M., H2 Inhibits the Formation of Neutrophil Extracellular Traps. J Am Coll Cardiol Basic Trans Science. Jan 12, 2022. Epublished DOI: 10.1016/j.jacbts.2021.11.005
学会発表　５回
  1. 第21回日本抗加齢医学会総会　シンポジウム
  2. 第94回日本生化学会大会　シンポジウム
  3. 脳心血管抗加齢研究会第17回学術大会　シンポジウム
  4. 日本機能水学会第19回学術大会　特別講演
  5. 第10回日本分子状水素医学生物学会大会　特別講演
プレスリリース　２件
  1. 世界で初めての水素水を飲用した際の水素の体内への吸収、分布をみた実証実験
    高濃度の水素溶液を短時間で飲むことで、門脈血中の水素濃度を50倍に上昇させることが出来る。（2021年11月30日）
  2. 水素は活性化した好中球のNETs産生を抑制し炎症反応を改善する。（2022年1月14日）

■センター活動を通じて特に成果を挙げた事柄

  1. 世界で初めて水素水を飲用した際の水素の体内への吸収、分布を実証した。高濃度の水素溶液を短時間で飲むことは、門脈血中の水素濃度を高め、肝臓に水素を供給する良い方法であると考えられた。
  2. 水素がphorbol-12-myristate-13-acetate（PMA）やカルシウムイオノフォアA23187で刺激した際の好中球細胞外トラップ（Neutrophil Extracellular Traps, NETs）の産生を抑制することを明らかにした。さらに、マウスおよび高齢のマイクロブタにリポ多糖（LPS：Lipopolysaccharide）で敗血症を誘発した際に、水素吸入療法が、肺におけるNETsの産生を抑制することを確認した。

SDGs

3. すべての人に健康と福祉を3. すべての人に健康と福祉を

設置期間

2017/04/01～2027/3/31

メンバー

◎印は研究代表者

氏名 所属研究機関 職位 研究分野・関心領域
◎ 佐野　元昭 医学部 准教授 循環器内科学
佐々木　淳一 医学部 教授 救急医学、麻酔科学、外科学一般、感染症内科学
末松　誠
(2022/6/13-)		 医学部 教授 病態生化学：ガスによる生体制御の生物学、微小循環学、代謝システム生物学
小林　英司 医学部 医学部客員教授 移植、再生医学、バイオエシックス
栄長　泰明 理工学部 教授 光機能性材料、ナノ粒子・薄膜、ダイヤモンド電極
野田　啓 理工学部 教授 電子・電気材料工学、薄膜・表面界面物性、応用物性
本間　康一郎 医学部 専任講師 救急医学、腎臓内科学、再生医学
勝俣　良紀 医学部 専任講師 医化学一般、循環器内科学
林田　健太郎 医学部 専任講師 循環器内科学
遠藤　仁 医学部 専任講師 循環器内科学
市原　元気 医学部 助教 循環器内科学
山元　良 医学部 助教 救急医学
尾原　秀明 医学部 准教授 外科学一般、血管再生
松田　祐子 医学部 特任講師 医用システム、臨床腫瘍学、実験動物学、外科学一般、消化器外科学
白川　公亮 医学部 助教 実験病理学
平出　貴裕 医学部 特任助教 循環器内科学
松岡　義 医学部 助教 救急医学
鈴木　昌 KGRI 特任教授 救急医学、心肺蘇生
袴田　陽二 KGRI 訪問教授 実験動物学、発生工学、再生医療
多村　知剛
(2023/2/1-)		 医学部 助教 救急医療、心肺停止蘇生後症候群、水素医学