近年来，人们发现氢分子可以治疗某些疾病，如炎症和脑损伤等。目前，氢分子医学作用机制主要是因为它可以降低具有毒性的活性氧的水平。然而，对于特定疾病（如肿瘤），氢分子的作用机制仍不清楚。

    传统的氢气摄取方式对于深部肿瘤的治疗效果有限，因为氢气无法在肿瘤周围达到高浓度。为了解决这些问题，人们已经开始研究局部释放氢气的治疗策略，例如使用可以释放氢气的纳米颗粒直接注射或靶向到肿瘤组织。然而，这些纳米颗粒往往具有不可降解性和细胞毒性，增加了患者的健康风险。

    上海交通大学张小农教授团队设计了一种在肿瘤周围调控氢气释放速率的方法。通过调整镁金属植入物暴露表面积，可以实现局部可控的高效氢气输送，从而提高肿瘤治疗效果。实验结果表明，氢气可以阻滞肿瘤细胞分裂，诱导凋亡，最终抑制肿瘤细胞增殖。进一步研究发现，氢分子可通过调节溶酶体-线粒体介导的凋亡信号通路诱导肿瘤细胞凋亡。通过上调抑癌基因p53的表达，促使线粒体的膜电位去极化，激活细胞自噬产生凋亡小体，清除了肿瘤细胞内的活性氧，最终导致了肿瘤细胞的凋亡。

    动物体内实验验证了局部释放氢气的抗肿瘤效果。镁植入物通过控制镁与体液的暴露面积，在肿瘤周围实现可控的溶解氢气浓度，从而提高肿瘤治疗效果。

图：通过溶酶体-线粒体途径上调p53可介导H2对肿瘤细胞凋亡的诱导。

    综上所述，该研究发现了一种通过局部释放氢气来抑制肿瘤的方法。通过调节溶酶体-线粒体介导的凋亡信号通路，氢分子可以诱导肿瘤细胞凋亡。这些发现为使用镁植入器械控制氢气释放的抗肿瘤治疗提供了潜在的应用前景。

作者介绍：

    第一作者：昝睿，复旦大学附属中山医院普外科博士后。主要从事生物医用镁金属生物学功能研究，先后主持博士后面上项目、上海市超级博士后计划。在Science Advances、ACS Nano、Bioactive Materials、Journal of Magnesium Alloys等国际高水平期刊发表论文，累计发表文章20余篇。

    通讯作者：张小农，上海交通大学材料科学与工程学院博士生导师、生物材料联合研究中心副主任，苏州奥芮济医疗科技有限公司创始人。主要从事生物医用金属材料及其医疗器械的研究，先后主持国家863高技术计划、国家自然科学基金、国家重点研究计划专项课题等30多项，参编著作3部，发表学术论文200多篇，获得授权发明、国际PCT等专利80余项，获得国家自然科学二等奖、上海市科技进步一等奖、二等奖和江苏省科技进步三等奖。