(100)-1
引⽤元 URL

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35948585/

学 術 雑 誌

Scientific Reports

掲載年

2022

研 究 施 設⽇本医科⼤学

研

究

国⽇本

題

Drinking hydrogen water improves photoreceptor structure and function in retinaldegeneration 6 mice

名

１分で読める研究のポイント

網膜⾊素変性マウスに対する⽔素摂取の視細胞保護効果
👉 ⽇本の失明原因 2 位の疾患であり有効な治療法のない網膜⾊素変性に対する⽔素摂取の効果を調べた。
👉 網膜⾊素変性モデルマウスに対し、⽣後 4 週から⾼い⽔素濃度を維持した⽔素⽔を飲⽤させ、網膜厚、視細胞数、視細胞特異的ロドプシン/オプシン陽性細胞数、網膜電図などを評価した。
👉 ⽔素摂取により、視細胞の構造と機能が改善され、視機能低下が遅延し、視細胞が保護された。

Abstract（原⽂と翻訳）
Retinitis pigmentosa (RP) is a genetically heterogeneous group of inherited retinal disorders involving the progressive dysfunction of photoreceptors and the retinalpigment epithelium, for which there is currently no treatment. The rd6 mouse is a natural model of autosomal recessive retinal degeneration. Given the known
contributions of oxidative stress caused by reactive oxygen species (ROS) and selective inhibition of potent ROS peroxynitrite and OH· by H2 gas we have previouslydemonstrated, we hypothesized that ingestion of H2 water may delay the progression of photoreceptor death in rd6 mice. H2 mice showed significantly higher retinal
thickness as compared to controls on optical coherence tomography. Histopathological and morphometric analyses revealed higher thickness of the outer nuclear layerfor H2 mice than controls, as well as higher counts of opsin red/green-positive cells. RNA sequencing (RNA-seq) analysis of differentially expressed genes in the H2group versus control group revealed 1996 genes with significantly different expressions. Gene and pathway ontology analysis showed substantial upregulation of genes
responsible for phototransduction in H2 mice. Our results show that drinking water high in H2 (1.2-1.6 ppm) had neuroprotective effects and inhibited photoreceptor
death in mice, and suggest the potential of H2 for the treatment of RP.
網膜⾊素変性症は、遺伝的に異質な遺伝性網膜疾患のグループであり、光受容体と網膜⾊素上⽪の機能不全が進⾏するもので、現在治療法はない。rd6 マウスは常染⾊体劣性の網膜変性の⾃然モデルである。活性酸素種による酸化ストレスと、強⼒な活性酸素種「ヒドロキシラジカル」と「OH・」を選択的に抑制するという⽔素ガスの効果を以前に実証したことから、⽔素⽔の摂取が rd6 マウスの光受容体の死を遅らせるであろうと仮説を⽴てた。⽔素⽔摂取マウスは、光⼲渉断層撮影（OCT）で対照群と⽐較して網膜厚が有意に⾼かった。組織病理学的解析と形態測定分析においても、⽔素⽔摂取マウスの外核層の厚さは対照群よりも⾼く、オプシン⾚/緑 陽性細胞の数も多かった。
RNA シーケンシング分析では、⽔素群と対照群で 1996 の遺伝⼦が有意に異なる発現を⽰した。遺伝⼦と経路のオントロジー分析により、⽔素マウスでは視覚伝達に関与する遺伝⼦の⼤幅な上⽅制御が⽰された。我々の結果は、⽔素濃度が⾼い⽔（1.2-1.6 ppm）を飲むことが神経保護効果を持ち、マウスの光受容体の死を抑制することを⽰しており、網膜⾊素変性症の治療への⽔素の可能性を⽰唆している。
© 2022. The Author(s).

Conflict of interest statement: The authors declare no competing interests.

【利益相反】なし（a）6〜47 週齢時の OCT スキャン網膜投影。両端⽮印の範囲＝外側網膜、OR＝外側網膜（b）外側網膜厚の定量化。⽔素⽔ありの外側網膜厚（n = 10）は、⽔素⽔なし（n = 8）よりも有意に⼤きかった（p < 0.001 および 0.05）

(100)-2光受容体の内部、外部セグメントの厚さ、外核層の厚さ、外核層細胞の数（a）対照群（n=4）と⽔素群（n=4）の代表的なスライス画像。光受容体の内部／外部セグメント（PR）の厚さと外核層（ONL）（b）光受容体の内部／外部セグメントの厚さ。⽔素⽔ありでは⽔素⽔なしよりも有意に厚さが⼤きかった（p < 0.01）（c）外核層（ONL）の厚さ。⽔素⽔ありでは⽔素⽔なしよりも厚さが有意に⼤きかった（p < 0.01）（d）外核層細胞/スライド。⽔素⽔ありでは⽔素⽔なしよりも細胞数が有意に多かった（p < 0.05）

英語
Retinitis pigmentosa (RP)photoreceptors
retinal pigment epitheliumrd6 mouse
reactive oxygen species(ROS)
peroxynitrite
OH・

⽇本名
網膜⾊素変性症
光受容体
網膜⾊素上⽪rd6 マウス
活性酸素種

optical coherence
tomography
retinal thickness
Histopathological analyses
morphometric analyses
thickness of the outer
nuclear layer
opsin red/green-positivecells
RNA sequencing

光⼲渉断層計（OCT）

Gene and pathway
ontology analysis

遺伝⼦オントロジー分
析ペルオキシ亜硝酸塩
ヒドロキシラジカル

網膜厚
組織病理学的解析
形態測定分析
外核層の厚さオプシン⾚/緑陽性細胞
RNA シーケンシング分析

説明
遺伝的に異質な網膜疾患群。光受容体と網膜⾊素上⽪の進⾏性の機能障害が特徴。
網膜の細胞で、視覚の初めの段階で光を感知し、視覚情報を脳に送る役割を果たす。
網膜の⼀部で、光受容体細胞を⽀持し、代謝を調節し、光の吸収を助ける役割を果たす。
常染⾊体劣性の網膜変性の⾃然モデルで、視細胞の退⾏性疾患を⽰す。
細胞内での酸化還元反応によって⽣成される酸素由来の化学物質。抗酸化能とのバランスが崩れると細胞に酸化ストレスを引き起こす。
窒素と酸素の⾃由基が結合した強⼒な酸化剤で、酸化ストレスの主要な原因の⼀つ。
⾮常に反応性が⾼く、細胞内で DNA、タンパク質、脂質などの⽣体分⼦に損傷を与える強⼒な活性酸素種。
近⾚外線を照射して得られたエコー情報から断層像を表⽰するもの。⾮侵襲的な⽅法で、網膜の構造を⾼解像度（光学顕微鏡に近い精度の像が得られる）で観察できる。
網膜の厚さ。視覚障害や眼科疾患の診断と治療に重要な指標。
組織サンプルの病理学的特性を調べるために使⽤される⼿法。
組織や細胞の形態学的特性を定量的に評価する⼿法。
網膜の中で光受容細胞である錐体細胞と桿体細胞の細胞体が存在する層。この層の厚さの変化は、網膜の健康状態や病態の指標になる。
特に⾚⾊/緑⾊の光波⻑に敏感なオプシン（脊椎動物の⽬の網膜に含まれる視物質中のたんぱく質部分）を含む網膜の光受容細胞のこと。⾊覚を形成している。
網羅的に遺伝⼦発現レベルを調べ、詳細なトランスクリプトーム解析を実施するための強⼒な⼿法。薬剤処理の効果・影響を遺伝⼦発現レベルで調べる、正常型と変異体間での遺伝⼦発現を⽐較してある遺伝⼦の下流で機能する遺伝⼦群の同定などができる。
遺伝⼦の機能と相互作⽤、その経路に関する情報を提供する解析⼿法。遺伝⼦やタンパク質などが持つさまざまな情報を分析し⽣命現象を明らかにしようとするもの。