概要
九州大学和日本Trim公司进行了联合研究，发现了含有分子氢和还原性矿物纳米粒子的电解还原水消除了恶性癌细胞的人纤维肉瘤HT-1080细胞中的过氧化氢，从而抑制了HT-1080细胞的浸润。电解还原水通过发挥抑制相关基因的表达和相关蛋白水解酶的活性这样的作用，来抑制癌细胞的浸润。这提示我们，电解还原水至少有一部分能通过其抗氧化作用来抑制癌细胞的浸润。
阐述这些研究动向的综述文章《有益健康的还原水研究的发展状况》，于2011年11月发表在具有很高的影响因子的在线期刊《Trends inFood Science & Technology（食品科学与技术趋势）》中，并且，截至2012年3月在该期刊过去90天的论文阅读量排名中占据首位。
■背景
在日本，每两位男性和每三位女性中就有一位罹患癌症，每三人中就有一人是死于癌症。癌症分为I至IV期，进一步细分为a和b。如果癌症从开始发生转移和浸润的IIIb期发展到了IV期，治疗就会变得非常困难。癌症具有六大主要的恶性特征：（1）肆意增殖；（2）无法阻止增殖；（3）不会发生细胞凋亡（细胞自杀）；（4）不断增生血管，垄断养分；（5）无限寿命；（6）通过转移/浸润，扩散至全身；等等。其中最麻烦的一点就是癌细胞不会停留在某个地方，而是会向全身转移和浸润的，这是几乎所有癌的症致死原因。恶性癌症对抗癌药物和放射治疗具有抗性，并加快增殖速度。针对这些癌症的三大标准治疗手段是（1）手术；（2）放疗；（3）化疗（抗癌药物疗法），但这几样对于占癌症死因半数以上的晚期癌症都无效。日本目前的现状就是，癌症患者的数量在不断增加但仍旧未找到有效的治疗手段。
（图1. 活性氧对癌症发展的影响）
一般认为，癌症的发生机制是，首先体内正常细胞的基因发生变异，产生突变细胞，然后这些异常细胞继续暴露于活性氧（ROS）的攻击之下而转变成癌细胞。如果癌细胞继续受活性氧攻击，就会进一步变成更具转移/浸润、耐药性（抗癌药物不起作用）、致癌基因激活/抑癌基因失活、染色体不稳定等恶性特质的细胞（图1）。一般认为支撑癌症恶性特质的就是活性氧种，但可以说现在的三大疗法全都会产生活性氧，降低机体免疫力和自愈能力，并可能促进产生新的肿瘤和更恶性的肿瘤，乃是自相矛盾的疗法。通过适当控制癌细胞内的活性氧水平，就有可能可以使癌细胞的恶性特质朝良性方向转变。维生素C、维生素E、多酚和儿茶素等抗氧化剂可通过释放活性氢（原子氢）来消除活性氧。但由于释放了活性氢的抗氧化剂反过来又变成产生活性氧的氧化剂，具有双刃剑性质，所以利用传统抗氧化剂来抑制癌症并不容易，需要找到只具有抗氧化性而不带氧化性的稳定的新的抗氧化剂。
电解还原水也称为碱性离子水，是日本广泛使用并有益健康的功能水之一。根据“药事法”，厚生劳动省批准电解还原水为对改善胃肠道症状有效的医疗用水。电解还原水中的活性物质有，在对水电解时产生的分子氢和还原性矿物纳米粒子。已经确认了分子氢和还原性矿物纳米粒子都具有活性氧种的清除作用。分子氢将活性氧直接或间接中和后转化为安全的水。还原性矿物纳米粒子作为具有类SOD酶活性、类过氧化氢酶活性和羟自由基清除活性等多样化的活性氧清除活性的新型抗氧化剂而受到关注。含有分子氢和还原性矿物纳米粒子的电还原水具有细胞内活性氧清除活性，很多论文指出了它具有丰富多彩的生理作用，例如延长小鼠和线虫寿命、抗肿瘤作用、抗糖尿病作用、抗动脉硬化作用、抗神经退行性疾病作用、抗过敏作用、辐射防护作用、护肝作用、胃粘膜损伤保护作用、视网膜保护作用、抗癌药副作用的缓解作用、抗宿醉作用等，并且在医疗中的应用也正在展开，比如使用电解还原水作为血液透析水的电解水透析疗法能减轻副作用等。
已有报道指出了，电解还原水具有抑制癌细胞增殖、抑制血管新生、诱导白血病细胞分化为正常细胞、抑制化学致癌等抗肿瘤作用。此次由九州大学研究生院农学研究院的白畑实隆教授和日本Trim组成的研究小组，证明了电解还原水能够抑制癌细胞最恶性的特质之一即“浸润活性”。
■内容
恶性肿瘤之一的人纤维肉瘤HT-1080细胞，是高频率发生转移和浸润的细胞。近些年的研究已经表明，积聚在癌细胞中的过氧化氢（活性氧种之一）能促进MMP-2等金属蛋白酶（蛋白水解酶）的生成及分泌，通过降解胶原蛋白等癌细胞周围的纤维状蛋白质而促进癌症的浸润。癌细胞的浸润能力可以通过体外浸润测定试验来检测，在胶原凝胶上面铺上癌细胞，然后分析癌细胞破坏和穿透胶原凝胶的能力。最新的研究指出，过氧化氢与癌细胞的浸润有直接关系。已经证明了，通过对NaOH水进行电解制备的组份单一的电还原水在消除HT-1080细胞中的过氧化氢的同时，抑制了浸润能力。特别是，电解还原水在经过过氧化氢处理后增强了浸润能力的细胞上表现出明显的抑制作用（图2）。在对作用机理详细研究时发现，电解还原水抑制了MMP-2的基因表达，也抑制了MMP-2蛋白的酶活性。促进MMP-2活化的MT1-MMP基因的表达也因电解还原水而得到抑制，但阻断MMP-2活性的TIMP基因的表达则没有被抑制。为了研究MMP-2基因表达抑制路径，我们使用丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）的特异性阻断剂进行了研究，结果显示电解还原水介由p38MAPK路径，抑制了MMP-2基因表达（图3）。
（图2.电解还原水对过氧化氢刺激人纤维肉瘤细胞HT-1080细胞的浸润的抑制作用。测量24小处理时的浸润细胞数量。■、对照培养基;□、电解还原水培养基。）
（图3. 电解还原水对癌细胞浸润的抑制机制）
如上所述，本文是全世界第一篇证明了电解还原水至少部分地通过其抗氧化活性而具有抑制癌细胞浸润的作用的论文。
■效果
白畑教授和日本Trim的研究小组注意到，有很多讲述癌症患者通过日常饮用电解还原水后症状得到了改善的体验报告，于是开始了基础研究。人体通过约60兆个细胞和大约100兆个肠内细菌的协调配合来发挥其综合功能。生物体的每一个细胞都绝不是我行我素，而是为了整体利益严格按克己奉公的原则行事。违反这一原则的我行我素之流就是癌细胞。它们忘记了自己原来的使命（分化功能）而去分化，不断地增殖永不死亡，它们只顾自己的好处，攻击其他细胞，并且转移和浸润。驱动这种恶性特质的一般认为就是活性氧。传统疗法将癌细胞视为敌人，并用产生活性氧的辐射或抗癌药物来杀死它们，但同时这些疗法又有矛盾的一面，就是具有促进产生新肿瘤和耐药性肿瘤的风险。
通过日常饮用电解还原水，降低癌细胞中的活性氧水平，以图抑制癌细胞的增殖、抑制血管新生、抑制转移/浸润，可能改善癌细胞的恶性特质。期待电解还原水方面的研究对确立全新的癌症疗法作出贡献，通过增强生物体自身拥有的自愈能力和自身免疫力，并且与其跟癌症斗个你死我活，倒不如通过弱化癌症的恶性特质，实现与癌症的和平共处。
■今后的发展
讲述电解还原水此前的研究成果和国内外研究动向的白畑教授等人的综述文章《有益健康的还原水研究的发展状况》，2011年11月在拥有很高影响因子的《Trends in Food Science & Technology（食品科学与技术趋势）》期刊在线发表，在截至2012年3月的该期刊最近90天论文阅读量排名中夺得第一名。有鉴于此，预期电解还原水的相关研究将在世界范围变得更加活跃。作为今后的发展方向，为了调查电解还原水是否对任何癌症都具有抑制作用，有必要就其针对各种不同器官的癌细胞的作用进行研究。此外，对消除肿瘤的肿瘤免疫系统的激活作用也有必要进行详细的研究。有必要以这些基础研究的成果为基础，在开发更有效的高功能解还原水的同时，开展动物实验和人体临床试验，并确立起一套低成本、作为有助于防治癌症的治疗辅助水的电解还原水的利用手段。
■发表的论文
TomoyaKinjo, Jun Ye, Takeki Hamasaki, Hidekazu Nakanishi, Kazuko Toh, NoboruNakamichi, Shigeru Kabayama, Kiichiro Teruya, Sanetaka Shirahata: Suppresiveeffects of electrochemically reduced water on matrix metalloproteinase-2activities and in vitro invasion of human fibrosarcoma HT1080 cells.
Cytotechnology 64(3): 357-371 (2012)
金城智也、叶軍、濱崎武記、中西秀和、藤加珠子、中道昇、樺山繁、照屋輝一郎、白畑實隆：电还原水对人纤维肉瘤HT1080细胞的基质蛋白酶-2活性和体外浸润的抑制作用
细胞技术64(3): 357-371 (2012)