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从硫化氢(H2S)的研究性看氢气的用途

发布时间:2020-04-16 17:18 | 浏览人数:

生物医学基础研究领域,先后有不少生物分子曾经让医学科学家兴奋万分,因为发现这些分子在多种疾病和损伤方面具有作用。不过,这些分子往往没有达到开始人们的期望。因为生物分子网络的复杂程度非常高,任何一个分子,具有重要生理功能和将这种功能转化为药物或药物靶标不是一码事。

《科学》杂志最近对硫化氢、瘦素、饥饿素、一氧化氮、乙酰化酶等明星分子进行了回顾调查,结果发现这些明星分子确实催生了一些药物,但并没有开始预期那么美好,当然也不能说关于这些分子的研究失败了。正如伊卡里亚岛公司创始人Mark Roth说硫化氢的研究从没有结束,2011年公司决定放弃对硫化氢的投入只是商业决定,并不是学术结论。这些功能强大的分子并没有被证明没有用处。匹兹堡大学血管生物学家Mark Gladwin说,基础研究往往需要10到20年后才能对日常生活产生影响,不能操之过急。

头号明星分子硫化氢是一种剧毒物质,有特殊的臭鸡蛋气味,火山爆发也会释放这种气体分子。大量学术研究和科技新闻媒体介绍中,剧毒分子硫化氢被发现有多种多样的生物作用。被学者和记者们寄予厚望,希望能解决令我们头疼的肥胖、心衰、增强肌肉,甚至能帮助我们遨游太空。科学家的这些研究成果也催生了一些生物医药公司的成立,专门开发基于硫化氢的治疗药物,其中著名的公司是2005年创立的伊卡里亚岛公司,不过2011年该公司宣布放弃继续投入这一研究领域。

伊卡里亚岛Ikaria是希腊在爱琴海中的岛屿,位于爱琴海东南部海外,斯波拉泽斯群岛的南端,希腊半岛与小亚细亚半岛之间。面积250平方公里。伊卡里亚岛上的居民多长寿,是世界上老人平均寿命超过100岁的四个地区之一。公司用这个岛命名,显然是取长寿之乡的寓意。

一、从盲目乐观到悲观

10年前,硫化氢的生物学研究如日中天。这种气体被发现是身体内第三个气体信号分子,具有多种生物学效应和潜在疾病治疗作用。硫化氢的作用包括缓解炎症、对抗活性分子和降低血压。

Roth等发现,硫化氢具有诱导小鼠进入冬眠状态,一旦恢复呼吸正常空气,动物可以从冬眠状态恢复正常。这一发现引起许多学者和媒体的关注,希望可以将这种效应用于创伤和战伤治疗,甚至用于太空长期旅行中乘员冬眠的诱导。这些想法很快遇到挫折,因为使用大动物如猪和羊重复实验时发现,硫化氢并没有产生同样的效应。伊卡里亚岛公司首席科学家Csaba Szabo(得克萨斯大学药理学家)说,看来不能指望用硫化氢诱导宇航员冬眠。

关于硫化氢的研究仍然存在特殊技术障碍。首先,无法对细胞内硫化氢浓度进行精确测量,这样给跟踪和分析硫化氢效应带来困难。其次,因为硫化氢毒性非常大,有效剂量和有毒剂量非常接近,这造成剂量治疗窗非常小。Roth因此减少了硫化氢的研究。Szabo也认为早期对硫化氢了解不全面,导致一些想法过于乐观。

二、氢气研究的比较优势

与硫化氢相比,氢气的研究完全没有这些问题。首先氢气的安全性巨大,其治疗剂量窗非常宽,只要有效,不考虑有毒,这也是氢气具有的巨大优势之一。另外,氢气的浓度分析比硫化氢容易准确地多,一方面是氢气比较稳定,不容易发生化学反应,氢气在能源方面的研究积累了这方面的研究技术。所以硫化氢的两个问题在氢气研究中都不存在。

不过氢气医学研究目前还没有硫化氢研究的深度和规模,硫化氢毕竟已经明确了一些目标分子,例如ATP敏感的钾通道等。硫化氢虽然没有成功的药物,但许多药物已经先后进入规范的临床研究体系。

原文来源:互联网

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