Effects of hydrogen gas inhalation on differential TLR signaling pathways and suppression of cytokine storms.

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本研究はTLR炎症伝達経路に対する水素の効果解明を目的としている。2022年度は以下の研究を実施した。①LPSモデルマウスの研究：LPS 1.25mg/kgの腹腔内投与を行い、水素群38匹、空気群38匹の効果を検証したところ、水素群で有意に生存率と運動量の改善が認められ、またIL-6等の炎症マーカーの優位な低下が認められた。組織では、肺と肝臓を評価した。肺では肺傷害の程度が改善された。研究結果は、2022年日本救急医学会で報告した。②TLR3アゴニスト誘発全身性炎症マウスモデルの作成：本モデル作成を試みているが難航している。腹腔内投与から気管内投与に変更しているが、十分な肺傷害を誘発できていない。Poly I:C投与量を5から20mg/kgに増加させて、水素群8匹、空気群10匹の効果を検証したところ、水素ガスの投与によってIL-6、IFNB1の炎症マーカーの優位な低下が認められた（対照比としてIL-6mRNA: 空気群18倍、水素群8倍;IFNB1 mRNA：空気群11倍;水素群5倍）。しかし、組織所見として肺傷害（間質の浮腫等）を生じさせることはできなかった。今後は、投与形態を静注への変更を検討している。③培養細胞の実験：動物モデルの作成に難航しているため、肺胞マクロファージMH-S細胞を用いて、PolyI:C投与における水素の効果メカニズムの探索を目的とした実験も並行して行っている。最適な条件の探索として、PolyIC 20μg/ml投与後1.5、3、6時間のタイムスパンで細胞を採取し、RT-PCRでmRNAの発現を評価した。対照比としてIFNB1の発現はそれぞれ80倍、104倍、18倍であった。PolyIC投与から3時間のタイムスパンで研究を行う方針となった。また、PCRでは、IFNB1のほか、IL-6（対照との比：1518倍）の発現上昇を認めた。