氢分子医学概论
分子生物医学PPT课件
研究生物体所有基因的组成、结构、 功能及相互关系的科学。
包括DNA测序技术、生物信息学分析 技术、基因编辑技术等。
基因组学的研究内容
包括基因组的测序、组装、注释、比 较基因组学等。
人类基因组计划及意义
人类基因组计划的目标
01
测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。
人类基因组计划的意义
疾病预测和诊断价值
疾病预测
通过分析生物标志物的变化，可 以预测疾病的发生和发展趋势。
疾病诊断
生物标志物可以作为疾病诊断的客 观指标，提高诊断的准确性和可靠 性。
个体化医疗
根据生物标志物的差异，可以为患 者制定个体化的治疗方案，提高治 疗效果。
04
细胞信号传导与调控机 制
细胞信号传导途径和受体类型
分子生物医学PPT课 件
contents
目录
• 分子生物医学概述 • 基因与基因组学 • 蛋白质组学与生物标志物 • 细胞信号传导与调控机制 • 免疫系统与免疫治疗策略 • 分子诊断技术与应用 • 生物信息学在分子生物医学中应用
01
分子生物医学概述
定义与发展历程
定义
分子生物医学是研究生物大分子 及其相互作用在生命过程中的作 用机制和调控规律的学科。
智能化发展
临床应用拓展
结合人工智能、大数据等技术，实现自动 化、智能化的分子诊断流程，提高诊断效 率。
随着分子诊断技术的不断成熟和成本的降 低，其在临床上的应用将更加广泛，包括 早期筛查、个性化治疗等领域。
07
生物信息学在分子生物 医学中应用
生物信息学基本概念和方法
生物信息学定义
利用计算机科学、数学和统计学等方法研究生物 信息的科学。
第二军医大学教授孙学军采访
孙教授采访内容【导语】近期，各种媒体开始关注一种以前从来没有出现过的饮用水——富氢水。
是非则众说纷纭，面对新生事物，媒体们也似乎如瞎子摸象。
这种号称可以抗氧化、防衰老的富氢水主要原料来自氢气。
氢气也可以治病？面对这一问题我们有幸请到了《氢分子医学》作者、国内氢分子领域权威专家，来自第二军医大学孙学军教授。
人物介绍：孙学军，第二军医大学教授，从事气体生物学效应研究。
目前兼任美国Loma Linda大学生理学系客座教授、国际气体医学杂志Medical Gas res副主编、Journal of Trauma & Treatment和“中华航海医学与高气压医学杂志”编委、中华航海医学专业委员会委员、中华航海医学潜水高气压医学专业委员会副主任委员、上海高气压医学专业委员会副主任委员、军队医学科学技术委员会航海医学专业委员会常务委员、军队高气压医学专业委员会副主任委员。
孙学军教授一直从事气体生物学效应研究，在国际同行中有一定知名度。
2010年2月，受国际氢气医学研究著名学者、日本医科大学老年病研究所太田成男教授邀请，曾作为唯一的特邀大会报告者参加日本氢气医学学术年会。
您最早是怎么接触到氢分子的？这个对我来说还是有一些故事的，我本人原来就是做气体效应研究的，我的专业是潜水医学，这门科学专门研究各种气体对人呼吸道的影响，氧气、氮气、氦气、氢气都是我们研究的气体，氢气也是一种潜水气体，我们很早对它就有了解，之前作为医学应用研究的不多，但是很熟，这个是我们的专业领域。
现在是否专注研究氢气？最近的这五六年我主要的研究内容就是氢分子效应的研究。
那是什么激发了您专门研究氢分子这个想法？我刚刚说，我对氢气生物学的作用还是比较了解的，过去我们这个领域一直认为氢气对人体没有作用，在07年看到国外日本人报道的氢作为一个抗氧化物质，能够治疗脑缺血，这个发现在我们的领域是一个颠覆性的发现，是有和没有的一个区别！这个问题刚开始被提出是很难接受的，所以这也是我们兴趣的一个起点，原来没有这样的作用，你现在说有？我们就要去证实一下。
分子医学医学分子生物学
分子医学领域学术期刊
• Molecular Medicine • Journal of Cellular and Molecular
Medicine • International Journal of Molecular
Medicine • Trends in Molecular Medicine • Current Molecular Medicine • Methods in Molecular Medicine • ……
前沿技术： 1．生物技术
〔1〕靶标发现技术 〔2〕动植物品种与药物分子设计技术 〔3〕基因操作和蛋白质工程技术 〔4〕基于干细胞的人体组织工程技术 〔5〕新一代工业生物技术
国家中长期科学和技术开展规划纲要
根底研究： 2．科学前沿问题 〔1〕生命过程的定量研究和系统整合 〔7〕脑科学与认知科学 3．面向国家重大战略需求的根底研究 〔1〕人类安康与疾病的生物学根底 4．重大科学研究方案 〔1〕蛋白质研究 〔2〕量子调控研究 〔3〕纳米研究 〔4〕发育与生殖研究 〔5〕干细胞研究
基因工程技术的建立
➢ 1985年Cetus公司Mullis等创造聚合酶链式反响〔PCR〕 ➢ 1972年Berg等将SV-40病毒DNA与噬菌体P22DNA在体外 ➢ 重组成功，获得了新的重组DNA分子，并成功转化大肠杆 ➢ 菌，打破了种属界限。 ➢ 1973年，Cohen和Boyer获得美国首个DNA重组技术专利
约30Mb的测序任务。 重要事件：2000年6月28日人类基因组工作草图完成
2003年4月14日, 人类基因组序列图绘制成功 2004年10月，人类基因组完成图公布 2005年3月，人类X染色体测序工作根本完成
分子生物学的里程碑
人类基因组方案(human genome project, HGP)
氢医学基础知识全解析
氢医学基础知识全解析15什么是“⽔素⽔”？“⽔素”是⽇语氢⽓的意思，⽔素⽔即溶解了氢⽓的⽔。
氢⽓通常只能微溶于⽔，常温⼀个⼤⽓压下饱和浓度为1.66ppm。
0 1⽔素⽔如何被⼈体吸收与利⽤？“氢⽓”也就是“氢分⼦”，是⾃然界最⼩的分⼦，穿透性极强，可通过⽪肤、粘膜弥散进⼊⼈体任何器官、组织、细胞以及线粒体和细胞核。
研究证实，⽔素⽔中的氢⽓极易被⼈体“吸收利⽤”。
0 2氢⽓作⽤机制是什么？⽇本医科⼤学太⽥成男教授研究证实，氢⽓具有理想的选择性抗氧化作⽤，可以选择性地⾼效清除恶性⾃由基——万病及衰⽼之源，从⼈体最基础的细胞体液层⾯实现内环境平衡，启动激发⼈体⾃我修复机制，全⾯改善健康状况。
0 3⽔素⽔对⼈体有哪些好处？⽔素⽔可为⾝体提供全⽅位的抗氧化呵护，平衡内环境，全⾯启动⾃愈康复机制，具体表现为代谢修复、免疫调节、消除炎症、改善过敏体质、防⽌细胞突变、促进组织修复、抗衰⽼美容养颜等功效。
0 4⽔素⽔安全吗、有副作⽤吗？每个正常⼈肠道菌群代谢都会产⽣氢⽓，也就是说每个⼈体内都有氢⽓，⼈体呼出和排出的⽓体中都含有氢⽓。
⼤量⽣物医学研究已经充分证实了氢⽓的安全性。
在⽇本市场，⽔素⽔也是可以随意买卖饮⽤的，没有⼈群和量的限制。
饮⽤⽔素⽔没有任何副作⽤。
0 5对“慢性炎症”效果如何？⽔素⽔可以显著改善免疫⼒，增强机体抗病能⼒，长期饮⽤⽔素⽔，可以改善包括慢性咽炎、慢性胃炎、慢性前列腺炎、慢性盆腔炎等多数慢性炎症。
0 6⽔素⽔对哪些过敏有改善？过敏分很多种，包括⽪肤过敏、呼吸道过敏、肠道过敏，但⽆论哪⼀种过敏都与体质和免疫密不可分。
⽔素⽔双向调节免疫，重建免疫平衡，彻底改善过敏体质，对湿疹、荨⿇疹、过敏性⿐炎、过敏性哮喘、⾷物不耐受、慢性结肠炎等各种过敏改善效果显著。
0 7什么是代谢修复？代谢修复指物质和能量代谢机能逐渐恢复的过程。
⼤量脂肪、糖类、嘌呤的摄⼊会加重代谢系统负担，长此以往，代谢功能发⽣紊乱，对上述物质的处理能⼒下降，导致代谢性疾病。
防病治病，少不了氢气——氢气的“自述”
26康复指南防病治病，少不了氢气□上海天山医院院长、肿瘤科副主任医师 马恰怡著名消化病专家和肿瘤治疗专家、国际冷冻治疗学会主席徐克成教授在其《氢气控癌》一书中，还提出了一个令我身价倍增的课题：“氢气医学”。
徐克成教授自己也是一位“抗癌明星”。
15年前，他不幸成为肝癌患者，肝脏被切除了1/3。
手术后，他观察那块被切下来的左叶肝脏，发现红褐色的肝组织里有一块类圆形的黄白色肿块，凭着自己几十年研究肝脏肿瘤的经验，一眼断定那是恶性肿瘤。
后来，他在药物治疗的同时，试着将吸氢作为控癌的辅助治疗手段，没想到效果惊人，如今他仍以81岁的高龄带领团队活跃在癌症防治的第一线。
于是，他将我逐渐应用于越来越多的患者身上，都收到程度不同的抗癌效果。
更使我高兴的是，中国科学院院士、著名肝胆外科专家吴孟超也肯定了我的控癌作用。
他说，氢气的高度安全性，对癌细胞和对机体各系统的作用，以及使用简便，使其可以长期甚至终生应用。
这是肿瘤康复的颠覆性探索。
氢气控癌，我确信不疑。
他还激动地补充道：一个“控”字用得太好了；我开了一辈子“刀”，最大的感受就是对肿瘤仅仅用“刀”去“杀”去“抗”不行，一定要“控”，让癌细胞“老老实实”“改邪归正”。
中国工程院院士、“共和国勋章”获得者钟南山教授对我的评价，更使我受宠若惊。
他说，有不少实验证明，氢气对癌细胞的生长、运动、侵袭性具有抑制作用。
氢气控癌是值得赞赏的真我的名字叫“氢气”。
大家应该在读中学时，就从化学教科书上了解过我。
我的体重比普通空气轻11倍，所以叫氢气，用我充成气球，可以飞上天。
我的名字还有一种解释，叫做“成水元素”，因为我和我的“兄弟”氧在一起燃烧会合成水，也就是说，没有我和氧气的携手，就没有了人的生命源泉——水。
所以，日本人还给我起了另一个名字，叫“水素”。
我属于一个大的气体家族，除了氧气，我的兄弟中还有氮气、氯气，等等。
曾经，军事科学家将我和我的兄弟氘、氚结合起来，制成氢弹，这是一种杀伤力比原子弹更强的核武器。
氢气医学（2）
氢气医学（2）三、氢气水可以治疗疾病吗？我们首先理论分析，呼吸2%的氢气本质上是氢气溶解在血液中，经过循环达到大脑等器官发挥作用。
气体的溶解量和浓度有关，2%的氢气和100%的氢气溶解的浓度相差50倍，如果我们把水溶解100%的氢气，那么就可以使用少量氢气溶液来发挥同样的作用。
这种氢气的溶液就是氢气水，或者说水素水。
我们在2008年就遇到这些理论的问题，由于我们长期从事气体医学研究，这些对我们属于专业知识，很容易就明白的问题。
于是我们就制备出氢气生理盐水，并开展了一系列的研究。
首先我们用同样的动物模型，证明注射少量这种生理盐水（大概类似人注射500毫升）能非常有效地治疗新生儿脑缺血缺氧性脑病，由于这个模型采用的出生后8天的动物，不能进行比较复杂的行为学研究，我们将治疗和对照动物饲养到1个月以后，采用水迷宫游泳实验检测动物学习记忆能力，结果发现没有治疗的动物学习记忆能力明显下降，而治疗组的动物学习记忆能力显著提高。
随后我们和本学校附属医院开展大鼠小肠缺血后损伤的研究，很快我们发现这种生理盐水对小肠缺血引起的小肠运动功能下降、小肠组织细胞调亡和肺组织炎症具有明显的治疗作用。
和长征医院合作证明注射生理盐水可以治疗急性胰腺炎，急性胰腺炎最有效的治疗药物是用蛋白酶抑制剂，尽管效果明确，但价格异常昂贵，如果氢气可以有效治疗该疾病，即使能减少蛋白酶抑制剂的使用量或者能提高治疗效果，这显然可以节省大量治疗费用。
脊髓创伤可导致瘫痪，严重影响患者生活质量，目前并没有非常有效的治疗手段，我们的研究发现，在脊髓创伤早期使用氢气生理盐水，可以使脊髓损伤后肢瘫痪的动物恢复运动能力，减少损伤部位的神经坏死细胞。
胰头部肿瘤等可导致壶腹部位压迫引起胆管阻塞，导致肝脏胆汁淤积，随后会产生肝损伤、硬化、腹水和体重下降。
我们发现，如果在胆管阻塞后连续腹腔注射氢盐水，可以减少肝脏损伤和腹水，并显著增加动物体重。
长期抽烟可以导致慢性阻塞性肺损伤，我们和复旦大学医学院的合作研究采用慢性吸烟动物模型，证明氢短时间内可以逆转动物肺出血和炎症反应。
氢气对亚健康人群的好处
氢气对亚健康人群的好处氢分子是一种具有弱还原性的双原子分子，是自然界中含量最丰富也是最简单的元素，氢气具有无色无味、高度易燃的特点。
随着近年来科学技术的发展，不少研究学家通过研究发现氢分子具有广泛的生物学效应，同时氢分子的抗炎、抗氧化作用通过大量的临床试验也逐渐得到证实，证实氢分子在多种疾病中具有一定的治疗效果。
1.氢分子的作用氢分子具有较高的安全性，主要是由于治疗窗口较大，小剂量氢分子可促进肠道蠕动调节便秘，但对于部分敏感体质的患者可导致其发生腹泻等情况，在达到一定条件下还可产生麻醉效果[1]。
同时氢分子还可通过影响免疫细胞、红细胞及血小板对化疗引起的骨髓移植及炎症反应起到缓解作用，在肿瘤患者接受化疗时可增加治疗效果并减轻药物毒性作用。
目前临床上多种慢性疾病病因基本都是毒性自由基导致氧化损伤，而氢分子具有选择性中和毒性自由基的主要，据报道，吸入氢气和饮用富氢水能够改善人体健康。
1.氢分子与相关疾病1.肿瘤临床上对于肿瘤患者保守治疗常选用放疗或放疗，但接受放疗的患者日常生活常感到疲劳，生活质量降低。
据报道[2]，放疗期间大部分副作用都与放疗期间活性氧增加的氧化应激和炎症有关。
而饮用富氢水可有效降低放疗患者相关并发症的发生，如鼻咽癌的患者吞咽困难症状得到改善，使患者生活质量提高。
说明氢分可降低血液中的活性氧代谢物，从而产生抗氧化作用，降低炎症反应，缓解放疗不良反应。
而化疗患者常由于靶向性较差导致发生不同程度的不良反应，如骨髓抑制、胃肠道炎症等。
通过临床研究发现[3]，给予富氢水的化疗患者与普通化疗患者在经过一段时间的化疗治疗后，给予富氢水的化疗患者在白细胞、红细胞等相关数值上的变化较普通化疗患者明显好转。
说明氢分子可以影响免疫细胞、红细胞及血小板，达到缓解由化疗引起的骨髓抑制及炎症反应的目的，在提升化疗效果的同时缓解不良反应。
2.代谢疾病2.1高尿酸血症高尿酸血症是由嘌呤代谢紊乱导致尿酸升高引起的。
钟南山院士：带您认识神奇氢医学
钟南山院士：带您认识神奇氢医学氢医学宣传氢分子医学，科普氢健康！公众号中国工程院院士钟南山，谈氢分子医学，氢气对于肺部疾病以及慢性疾病的作用。
多种疾病的诱因——自由基自由基是一种极活泼、不稳定、生命周期短的化合物，因为不稳定，所以会和体内的细胞组织产生化学反应，这个化学反应可统称为氧化，会使组织细胞失去正常功能，甚至破坏DNA，造成损害或突变，引起癌症。
氢气可以有效对抗自由基氢分子对自由基有很好的中和作用，氢是最小的气体分子，比维生素、矿物质更稳定的抗氧化剂，且渗透性和扩散性极强，无任何副作用。
氢气可有效清除自由基，具有选择性抗氧化作用，对多种疾病具有预防作用。
同时，富含溶解氢气的富氢水也具有相似功效。
（内容来源：医学研究杂志 2011 年 9 月第 40 卷第 9 期《氢气与疾病预防》）中央电视台发现之旅报道-氢中央电视台《发现之旅-健康大本营》录制播放了《抗氧化的利剑--氢》的科普记录片。
围绕氢气医学进行了系统介绍，能全方位的认识氢水的好处神奇富氧水中含富含氢分子富氢水就是富含氢离子的水，氢是世界上最小的分子，可以进入人体大脑、血管等其他分子无法进入的地方，和恶性自由基发生反应，维持人体的健康平衡状态，对生命具有十分重要作用。
神奇富氧水的众多特点1、选择性抗氧化氢气可选择性清除羟基、亚硝酸盐阴离子，几乎不影响O2- 、H2O2（在人体正常的生理过程中发挥重要作用）。
2、减少炎性反应氢分子的功能多种多样，包括抗氧化、抗炎、抑制凋亡、抗过敏、抗肿瘤作用等，其治疗谱远比同类其他抗氧化剂广。
3、小分子特性穿透性强因其小分子特性，可以自由地穿越细胞膜、线粒体膜、核膜等，在目标器官和细胞器聚集并发挥作用。
4、无任何毒副反应，不影响内环境在各种临床及动物实验中并未发现有明显毒副反应，其对机体的血流动力学及多数常规生化指标均无影响，氢气不影响机体的内环境稳定(如体温、血压、pH 值、氧分压等)。
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3. Nakao, A, Kaczorowski, D J, Wang, Y, Cardinal, J S, Buchholz, B M, Sugimoto, R, Tobita, K, Lee, S, Toyoda, Y, Billiar, T R, McCurry, K R. Amelioration of rat cardiac cold ischemia/reperfusion injury with inhaled hydrogen or carbon monoxide, or both. J Heart Lung Transplant. 2009; in press
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4. Liu Q, Shen WF, Sun HY, Fan DF, Nakao A, Cai JM, Yan G, Zhou WP, Shen RX, Yang JM, Sun XJ. Hydrogen-Rich Saline Protects against Liver Injury in Rats with Obstructive Jaundice.Liver International 2010
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1. 刘渠等. 氢气对肝脏缺血再灌注损伤的保护作用及研究进 展
2. 李孝全等．氢气对百草枯中毒大鼠急性肺损伤的保护作用 3. 刘颖等. 氢气饱和生理盐水对大鼠脑缺血再灌注损伤的保
护作用 4. 张威等. 氢分子医学研究进展 5. 李密密等. 氢饱和生理盐水对慢性氧中毒肺、脑组织形态
。美国匹兹堡大学的Nakao教授开展了呼吸氢气治 疗器官移植后组织损伤的研究，研究结果发现，呼 吸少量氢气能治疗器官移植后器官损伤。目前他们 先后发现，呼吸氢气能对心脏和小肠移植后损伤具 有明确的保护作用。
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当今氢气医学研究方向
1、氢气医学临床研究 2、饮用氢气水治疗疾病的研究 3、注射氢气生理盐水治疗疾病的研究 4、氢气生物学综述性文章 5、氢气生物学效应机制研究
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目的：探讨开腹肝脓肿置管引流并门静脉置管术后 经门静脉输入消炎药物治疗肝脓肿效果
方法：分析12例细菌性肝脓肿直径大于5cm，采用 开腹肝脓肿置管引流并门静脉置管术后经门静脉输 入抗生素方法及疗效。
结果：8例术后伤口感染经换药痊愈。术后6例患者 出现少量胆漏，1周内胆漏停止。12例患者全部治 愈
5. Xie K, Yu Y, Zhang Z, Liu W, Pei Y, Xiong L, Hou L, Wang G. HYDROGEN GAS IMPROVES SURVIVAL RATE AND ORGAN DAMAGE IN ZYMOSAN-INDUCED GENERALIZED INFLAMMATION MODEL. Shock. 2010 Mar 23.
结论：效果满意
Байду номын сангаас
2021/3/11
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构想
目的：探讨含饱和氢气生理盐水对小鼠肝脓肿引流 尾静脉注射含饱和氢气生理盐水的作用及其机制
方法：C57BL/6小鼠分为三组，每组8只， SO组： 小鼠仅接受开腹及关腹操作。 SO组：小鼠仅接受 开腹及关腹操作。
对照组：小鼠制成肝脏脓肿模型，并于肝脏脓肿时 经尾静脉注射生理盐水5ml/kg。
2. Cardinal JS, Zhan J, Wang Y, Sugimoto R, Tsung A, McCurry KR, Billiar TR, Nakao A.Oral hydrogen water prevents chronic allograft nephropathy in rats. Kidney Int. 2010;77(2):101-9.
氢分子医学概论
学生：党国信 导师：吕毅
2021/3/11
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氢气生物学效应的发现
一、德国神奇之水 日本朝日电视台有一档系列节目《探明真
相》，类似中国中央电视台10台的《走近科 学》栏目，1998年6月13日，朝日电视台首 次播放了一集《包治百病----神奇之水的真 相》，
2021/3/11
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二、日本企业开发氢气相关产品
HRS组：小鼠于肝脏脏脓时经尾静脉注射含饱和氢 气生理盐水5ml/kg
后6小时处死小鼠，获取静脉血及肝脏组织，检测 相关数据
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1. Gharib B, Hanna S, Abdallahi OM, et al.Antiinflammatory properties of molecular hydrogen: investigation on parasite-induced liver inflammation.C R Acad Sci III, 2001; 324(8):71924.
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各组小鼠肝脏组织内炎症细胞侵润
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肝脓肿（liver abscess）分类： 1.细菌性肝脓肿，感染细菌多数为金黄色葡
萄球菌、大肠杆菌、链球菌等。
2.阿米巴性肝脓肿。
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在日本企业开发的产品中，比较有代表性的 产品有 1.氢水棒、 2.饱和氢气水 3.含氢气化装品
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三、关于氢气科学研究概况
本世纪初，在企业界广泛开发氢气相关产品的同 时，氢气的生物学效应也受到学术界的重视，在日 本参与氢气效应研究的单位有将近10个研究单位， 在这些研究机构中，日本医科大学老年病研究所是 最早也是最成功的研究单位
学的影响 6. 宋少华等. 静脉注射含饱和氢气生理盐水减轻小鼠肾脏缺
血再灌注 损伤 7. 郑捐等. 氢气饱和生理盐水对肺型氧中毒保护效应的研究 8. 孙学军. 让人着迷的氢气 9. 含氢溶液对四氯化碳诱导小鼠急性肝损伤的保护作用
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氢气治疗肝缺血再灌注损伤
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