植酸钠对诱癌大鼠结肠黏膜增殖活性的影响

    ［摘要］  目的  通过建立大鼠结肠癌动物模型，观察植酸钠对结肠黏膜增殖活性的影响。方法  将30只4周龄雄性Wistar大鼠按体质量随机分为植酸组和对照组，植酸组饮水中添加20 g/L植酸钠，对照组自由饮水。两组大鼠同时皮下注射1, 2二甲肼（DMH）诱发结肠癌，观察结肠肿瘤的发生情况并测定结肠黏膜细胞的增殖活性。结果  植酸组结肠癌的发生率与对照组比较无显著性差异（P＝0.828）；但植酸组平均每只鼠的肿瘤个数显著少于对照组（t＝3.056，P＜0.01)；肿瘤体积也显著低于对照组（t＝2.291，P＜0.05)；植酸组结肠黏膜细胞的增殖活性比对照组显著降低（t＝2.680，P＜0.01)。结论  饮水中添加20 g/L植酸钠可降低诱癌大鼠患结肠肿瘤的危险，植酸可能通过降低结肠黏膜细胞的增殖活性发挥其抗肿瘤作用。

　　［关键词］  肠肿癌；植酸钠；增殖细胞核抗原

　　INFLUENCE OF INOSITOL HEXAPHOSPHATE ON LARGE INTESTINAL CELL PROLIFERATION ACTIVITY IN CARCINOGENTREATED RATS

　　ZHANG HAIPING,  SONG YANG 

　　(Department of Nutrition,  Qingdao Municipal Hospital,  Qingdao 266011, China)
 
　　［ABSTRACT］ObjectiveTo evaluate the effect of inositol hexaphosphate (InsP6) on 1, 2dimethylhydrazine (DMH) induced large intestinal cell proliferation activity in Wistar rats. MethodsThirty fourweekold male Wistar rats were randomly divided into two groups. The rats in the treated group were given 20 g/L NaInsP6 supplemented water,  while those in the control group received tap water. The rats were given a weekly injection of DMH to induce large intestinal carcinoma. Total macroscopically visible neoplasms were counted and the volume of individual neoplasmas was calculated. Proliferation cell nuclear antigen (PCNA) of large intestinal was analyzed. ResultsThe incidence of tumors in the treated group was not significantly different from that of the control group (P＝0.828). However,  InsP6 significantly reduced the number of tumor (t＝3.056，P＜0.01) and tumor volume (t＝2.291，P＜0.05). Treatment with InsP6 significantly reduced the expression of PCNA（t＝2.680，P＜0.01).  ConclusionNaInsP6 is effective in reducing the risk of large intestinal cancer in Wistar rats. InsP6 may exert its antineoplastic effect by reducing the expression of PCNA of large intestinal.

　　［KEY WORDS］intestinal neoplasms; inositol hexaphosphate; proliferation cell nuclear antigen
   
　　随着人们生活水平的提高，我国结肠癌的发病率呈逐渐增高的趋势，不合理的膳食因素被认为是结肠癌发病的重要危险性因素之一。流行病学调查表明，膳食纤维摄入量与患结肠癌危险呈负相关，但目前国内外实验室研究的报道很不一致，有的甚至产生相反的结论，GRAF等［1］甚至提出只有富含植酸的膳食纤维才有抑癌作用的假说。为了验证植酸能够预防结肠癌的假说，我们用1，2二甲肼（DMH）诱导Wistar大鼠建立结肠癌动物模型，观察植酸对大鼠结肠黏膜增殖活性的影响，以探讨其抗癌的作用机制。现将结果报告如下。

　　1  材料与方法

　　1.1  实验材料

　　DMH（1, 2dimethylhydrazine）系美国Sigma公司产品；植酸钠由广东青云化工厂生产；抗PCNA单克隆抗体（PCIO）及SP试剂盒系武汉博士德生物工程有限公司产品。

　　1.2  致癌剂的制备

　　DMH溶于含体积分数1.8×10-3的乙二胺四乙酸（EDTA）的生理盐水中，用1 mol/L NaHCO3溶液调pH值至6.5～7.0。

　　1.3  实验方法

　　选择30只4周龄雄性Wistar大鼠（由河南医科大学动物中心提供），体质量70～110 g。适应性喂养１周后，将大鼠按体质量随机分为植酸组和对照组，每组各15只。动物饲料按照AIN93G配方配制［2］。植酸组饮用20 g/L植酸钠溶液，植酸钠溶液新鲜配制，对照组自由饮自来水，室温23～25 ℃，喂养4周后，两组大鼠同时皮下注射DMH［3］，剂量为20 mg/kg，共注射20周。

　　1.4  测定指标及方法

　　1.4.1  体质量  饲养期间，每周称体质量1次。

　　1.4.2  病理学观察  喂养26周后，用乌拉坦麻醉大鼠，立即解剖取出整段结肠，纵行剪开，用预冷的生理盐水冲洗干净，在滤纸上摊平，肉眼观察，计数肿瘤的个数，测量肿瘤的大小，然后取肿瘤发生部位及距离肿瘤1 cm处黏膜组织，无肿瘤的结肠黏膜于不同部位随意取材，用甲醛固定，石蜡包埋，纵向连续切片, 行苏木精伊红染色，光镜观察。

　　1.4.3  增殖细胞核抗原(PCNA)的免疫组化染色采用DAB法进行染色。PCNA阳性标记细胞出现明显的深棕色染色。定量分析时，每例随机观察5个高倍视野，每个视野计数100个细胞中的阳性细胞数，换算成PCNA标记指数（LI=PCNA阳性细胞数／计数的细胞核总数）。

　　2  结果

　　2.1  至26周末两组动物生存情况

　　植酸组生存14只，存活率为93%，对照组生存9只，存活率为60%。大鼠均死于喂养20周前，解剖大鼠后未发现有结肠癌，可能是对DMH不适应所致。与对照组相比，植酸组大鼠的存活率显著升高(P＝0.036)。

　　2.2  生长指标变化

　　26周末植酸组大鼠的终体质量为(662.3±31.4)g，对照组大鼠的终体质量(652.3±45.5)g，两组比较无显著性差异(t＝0.181，P＞0.05)。

　　2.3  结肠组织病理学观察

　　植酸组大鼠结肠肿瘤的发生率与对照组相比无显著性差异（P＝0.828），但平均每只鼠的肿瘤个数显著低于对照组(t＝3.056，P＜0.01)；平均每只鼠的肿瘤体积也显著低于对照组（t＝2.291，P＜0.05)。见表1。植酸组有3只、对照组有1只大鼠结肠黏膜光滑，未见异常。其余大鼠均可见数量不等，体积不一的肿瘤，肿瘤呈有蒂型、亚蒂型和半球形隆起型。肿瘤表面多光滑，少数表面糜烂或呈菜花状。镜下观察示，结肠肿瘤全部为腺癌，癌细胞形成大小不等、形状不一，呈排列不规则的腺样结构，细胞常不规则地排列成多层，核大小不一，核分裂象多见。癌实质细胞呈巢状或条索状排列，与细胞间质分界清楚。

　　表1  两组大鼠结肠肿瘤发生情况(略)

　　2.4  PCNA表达

　　植酸组、对照组大鼠PCNA的表达率分别为（41.8±4.7）％与（66.7±7.8）％。与对照组相比，植酸组大鼠结肠组织的PCNA表达率显著降低（t＝2.680，P＜0.01)。

　　3  讨论

　　植酸是自然界中普遍存在的重要的天然物质，其结构中含有6分子磷酸，完全解离时负电性很强，可与二价、三价阳离子如Ca2+、Mg2+、Fe2+、Zn2+等结合形成不溶性复合物，因此，植酸通常被认为具有降低饮食中矿物质的生理作用。早期研究的焦点集中在植酸防碍矿物质的吸收方面［4］。近年来的研究表明，植酸具有良好的抗氧化和抗肿瘤作用。本实验用DMH诱导Wistar大鼠建立结肠癌动物模型，研究表明，植酸可显著降低大鼠结肠肿瘤的个数与体积。因此，可以认为植酸有降低诱癌大鼠患结肠肿瘤危险的作用。

　　细胞增殖力学相关指标的变化是肿瘤发生与演进的重要细胞学基础，细胞增殖率的增加被认为与肿瘤的发生有关［5～6］。PCNA为细胞核DNA合成所必需，是仅在增殖细胞中合成和表达的多肽，它在细胞周期的S期（DNA合成期）合成和表达达到高峰［7］。PCNA在正常组织和肿瘤组织中均存在，但其标记率及标记范围在不同病变组织有明显不同的差异。正常肠黏膜上皮有10％～15％的细胞处于DNA合成期，PCNA的正常表达均在此范围内，但癌前病变和癌组织的DNA合成则处于紊乱状态，PCNA往往明显增高［8］。本研究显示，植酸能显著降低大鼠结肠黏膜PCNA的表达，抑制结肠黏膜细胞的增殖活性。

　　以往人们认为植酸有螯合金属离子的特性，因此可以降低矿物质的生物利用率。但通过本实验证实，植酸具有良好的抗氧化、抗肿瘤作用，它的潜在的益处远远大于它的副作用。至于其对人体预防结肠癌等疾病的作用和对机体正常生理功能的影响，尚有待于今后做更加深入的研究

　　［参考文献］

　　［1］GRAF E,  EATON J W. Dietary suppression of colonic cancer. Fiber or phytate? ［J］. Cancer,1985,56:717.

　　［2］ REEVES P G,  NIELSEN F N,  FAHEY G C. AIN93 purified diets for laboratory rodents: final report of the American Institute of Nutrition Ad Hoc writing committee on the reformulation of the AIN76A rodent diet［J］.J Nutr, 1993,123:1939.

　　［3］ 邹移海. 实验性结肠癌动物模型研究述评［J］. 广州中医药大学学报,  1998,  14(4): 277.

　　［4］ 宋友, 颜亨宸. 植酸及植酸酶［J］. 中国医药工业杂志, 2002,33(3):151.

　　［5］ALBERTS D S,  MARTINEZ M E. Lack of effect of a highfiber ceceal supplements on the recurrence of colorectal adenomas［J］. N Eng J  Med, 2000,342(16):1156.

　　［6］HENDERSO S E,  PRESTONMARTIN S. Increased cell proliferation as a cause of human cancer［J］. Proc Am Assoc Cancer Res, 1990,31:513.

　　［7］FRIERSON H F. Immunohistochemical analysis of proliferating cell nuclear antigen (PCNA) in infiltrating ductal carcinomas:comparison with clinical and pathologic variables［J］. Mod Pathol, 1993, 6(3):290.

　　［8］邓志鸿. PCNA在肿瘤病理学上的应用［J］. 临床与实验病理学杂志, 1994,10:331.

　　（本文编辑  厉建强）

　　［作者简介］张海平（1969），女，硕士，主管营养师。

　　（青岛市市立医院营养科，山东 青岛  266011；青岛大学医学院医学营养研究所）