雌马酚对映异构体对大肠癌发生及大肠癌细胞增生、侵袭、和凋亡的影响及其作用机制研究

Since the expression of ERα and ERβ was found in colon cancer tissues, some researchers proposed that the colon cancer may be an estrogen-dependant neoplasm. Epidemiological studies and experimental studies have proved that soy isoflavones can inhibit colon carcinogenesis through its estrogenic activity significantly. Equol is one of the materials with highest estrogenic activity among the isoflavones and its metabolites and has two enantiomers, R- and S- enantiomers (the nature metabolites are S-enantiomer, the artificial synthesis are racemic equol), which have significant different binding affinity with ERα and ERβ. Our previous studies have proved that equol can inhibit growth of breast and prostate cancer cells significantly. However, the effect and mechanisms of equol on the colon carcinogenesis are unclear. Therefore, we will culture DLD1, HCT15, COLO205, LOVO, and SW480 colon cancer cells, induce the colon cancer model by azoxymethane in ovariectominzed rats, determine the effect of the R- and S-enantiomers of equol on the proliferation, invasion, and apoptosis of colon cancer cells by MTT assay and so on, explore the underling mechanisms including the estrogen receptor pathway, MAPK signal pathway, and PI3K signal pathway etc., in vitro and in vivo in the present research. Morevoer, we will determine the different effect and clarify the mechanisms of ERα and ERβ on the colon carcinogenesis using specific estrogen receptor agonists and estrogen receptor inhibitors.

近年发现大肠癌中雌激素受体ERα/β表达阳性后，有学者提出大肠癌是雌激素依赖性肿瘤。流行病学和实验研究均证实大豆异黄酮（SI）可通过雌激素活性抑制大肠癌发生。雌马酚(Eq)是SI及其代谢产物中雌激素活性最高的一种，有S、R两种异构体(代谢的天然产物均为S型，人工合成为二者消旋产物)，且两异构体与ERα/β结合力显著不同。我们以前的研究证实Eq对乳腺癌和前列腺癌发生有抑制作用，但Eq对大肠癌发生的影响及机制还不明确。因此本研究拟培养DLD1、HCT15、COLO205、LOVO、和SW480大肠癌细胞系，利用氧化偶氮甲烷诱导去势大鼠大肠癌，通过MTT等实验明确Eq对映异构体对大肠癌细胞增生、侵袭和凋亡的影响，并通过体内外研究探讨对雌激素受体通路，MAPK 和 PI3K信号传导通路等的影响；此外本研究还将采用特异性雌激素受体激动剂和抑制剂探讨雌激素受体ERα/β在大肠癌发生中的不同作用及机制。

背景：雌马酚(Eq)是大豆异黄酮及其代谢产物中雌激素活性最高的一种，有S、R两种异构体，且两异构体与ERα/β结合力显著不同。我们以前的研究证实Eq对乳腺癌和前列腺癌发生有抑制作用，但Eq对大肠癌发生的影响及机制还不明确。.方法：本研究拟培养DLD1、HCT15、COLO205、LOVO、和SW480大肠癌细胞系，利用氧化偶氮甲烷（AOM）诱导去势大鼠大肠癌，通过MTT等实验明确Eq对映异构体对大肠癌细胞增生、侵袭和凋亡的影响，并通过体内外研究探讨其作用机制；此外本研究还将采用特异性雌激素受体激动剂和抑制剂探讨雌激素受体ERα/β在大肠癌发生中的不同作用及机制。.结果：本研究发现不同的大肠癌细胞雌激素受体表达状况不同。DLD1、HCT15、COLO205、LOVO、和SW480均表达ERβ，但只有DLD1和HCT15有ERα弱表达。MTT研究结果表明雌马酚和R-雌马酚能够显著抑制大肠癌细胞HCT-15、LOVO、SW480的增生，但S-雌马酚对大肠癌细胞的增生没有明显影响。分子机制研究发现不同剂量的雌马酚刺激大肠癌细胞HCT-15持续8小时后，ERβ和Nrf2的核糖体mRNA和蛋白水平随雌马酚剂量的增加而明显增加。但R-equol仅仅促进了Nrf2的表达增加。 此外，MTT实验证实ERβ受体激动剂(DPN)显著的抑制大肠癌细胞SW480、LOVO、HCT-15的增生，且呈现明显的剂量效应关系。动物实验研究发现给予AOM40周后，各组的大肠癌肿瘤发生率如下：模型组80% （12/15），高剂量金雀异黄素组20%（3/15），低剂量金雀异黄素组33.3%（5/15），高剂量雌马酚组46.7%（7/15），低剂量雌马酚组60%（9/15），高剂量R-雌马酚组40%（6/15），低剂量R-雌马酚组53.3%（8/15），高剂量S-雌马酚组66.7%（10/15），低剂量S-雌马酚组73.3%（11/15）。与大肠癌肿瘤模型组相比，金雀异黄素，雌马酚，和R-雌马酚均显著抑制了大肠癌的发生，但S-雌马酚没有明显的影响。血液生化检查发现金雀异黄素高、低剂量组，高剂量雌马酚组和高剂量R-雌马酚组血液中丙二醛的含量显著降低，而超氧化物歧化酶的含量显著增加。.关键数据:金雀异黄素，雌马酚和R-雌马酚抑制绝经后大肠癌的增生。.科学意义：研究结果将有利于大豆异黄酮制品的开发和利用。