抗性淀粉对AOM诱导的大鼠肠癌肠道功能及癌前病变作用的影响
研究背景：
随着经济的迅速发展以及膳食结构的改变,我国结(直)肠癌(colorectalcancer,CRC)发病率呈逐年增长的趋势,已经成为威胁人民身心健康的一个重要疾病。用膳食中的天然抗癌成分预防癌症是目前最有效的方法,其中抗性淀粉(resistant starch,RS)与CRC的关系已引起国内外学者的普遍关注。RS主要存在于谷薯类、根茎蔬菜类、豆类及青香蕉等淀粉含量高的食物中。目前,国内有关抗性淀粉预防CRC的动物实验研究十分有限,且抗性淀粉对结(直)肠癌前病变作用的研究未见报道。
研究目的：
本研究以氧化偶氮甲烷(azoxymethane,AOM)诱导的发生肠道肿瘤的Wistar大鼠为动物模型,通过进行大鼠的生长实验、粪便pH以及排便实验,进一步探讨其可能的防癌机制；同时通过测定结(直)肠癌的早期标志物变性隐窝病灶(aberrant crypt foci,ACF)数目、测量肿瘤早期生物标记物增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)和核仁组成区嗜银蛋白颗粒(argyrophilic nucleolar organizer regions,AgNORs)的变化以及分析凋亡基因Bcl-2和Bax蛋白的表达,研究不同剂量的RS对结(直)肠癌的癌前病变的作用影响,从而为结(直)肠癌早期癌前病变的诊断和治疗提供依据,并对指导我国居民膳食和预防CRC的发生工作提供科学依据。
研究方法：
1.食物中抗性淀粉的含量测定:采用体外模拟胃肠道酶消化法测定所购买的土豆淀粉中抗性淀粉和总淀粉含量,以备动物实验膳食所用。
2.抗性淀粉对AOM诱导的大鼠结(直)肠癌肠道功能的影响:选用雄性Wistar大鼠,按体质量随机分为5组:阴性对照组、阳性对照组、RS低剂量组、RS中剂量组和RS高剂量组,每组各10只。阳性对照组和RS各剂量组大鼠均腹腔注射.AOM诱导发生大肠肿瘤。阴性和阳性对照组及RS各剂量组分别饲以普通饲料和含7.6％、15.2％、22.8％RS的饲料。分别于实验的第5周末和第7周末通过粪便pH和排便实验,研究不同剂量的抗性淀粉对大鼠结(直)肠癌肠道功能的影响。测定粪便排出量、粪便pH及肠道转运时间,进行组间比较。同时通过观察大鼠的生长实验,研究RS对其体质量的影响。
3.抗性淀粉对AOM诱导的大鼠结(直)肠癌前病变预防作用的研究:50只雄性Wistar大鼠随机平均分为5组(阴性对照组、阳性对照组和RS低、中、高剂量组),用AOM诱导大鼠发生大肠肿瘤,造模后分别饲以普通饲料和不同剂量的RS(其中低剂量含RS7.6％、中剂量含RS15.2％、高剂量含RS22.8％)。于首次注射AOM后13周(即实验第15周末)处死各实验组动物,分离大鼠结肠,亚甲蓝染色后显微镜下观察计数ACF的数目；并同时用免疫组化法测量其它肿瘤早期生物标记物,如增殖细胞核抗原(PCNA)、核仁组成区嗜银蛋白颗粒(AgNORs)以及凋亡基因Bcl-2和Bax蛋白,进行组间比较,研究条件下抗性淀粉对氧化偶氮甲烷诱发的大鼠结(直)肠癌前病变的作用。
研究结果：
1.所购买的土豆淀粉中每100g土豆淀粉中的总淀粉(total starch,TS)含量为98.904±4.84(g),每100gTS中的RS含量为79.27±9.06(g)。
2.大鼠体质量变化:实验期间(1～15周),各组大鼠生长良好,体质量有增长趋势。RS各剂量组大鼠增重较普通饲料组低,且有随着RS浓度的增加而增重较少的趋势。其中RS高剂量组体质量明显低于阳性对照组(P<0.05),差异有统计学意义。
3.大鼠排便习惯:抗性淀粉各剂量组大鼠排便量增加、粪便含水量增加,肠道转运时间(gastrointestinal transit time,GTT)缩短,其中RS中、高剂量组有更显著的效果。
4.大鼠肠道pH:RS各剂量组粪便pH较对照组剂量依赖性减低,且粪便pH较阳性对照组相比,差异均有统计学意义(P<0.05)。
5.大鼠结肠ACF计数:阳性对照组及RS各剂量组均发现了AOM诱发的ACF,而阴性对照组则没有ACF形成。与阳性对照组相比,摄食抗性淀粉显著抑制了ACF的发生(P<0.01)。RS各剂量组的变性隐窝总数(aberrant crypt,AC)也较普通饲料组明显减少(P<0.01),呈剂量依赖性降低。
6.大肠粘膜组织PCNA标记指数和AgNORs颗粒数目:阳性对照组的PCNA标记指数和每核AgNORs颗粒数目显著高于阴性对照组。与阳性对照组比,RS各剂量组的PCNA标记指数和AgNORs颗粒数均有所降低,RS高剂量组有更显著的效果。
7.大肠粘膜组织Bcl-2蛋白和Bax蛋白表达:Bcl-2和Bax蛋白在阴性对照组均低表达,与阳性对照组相比,RS各剂量组抑制了Bcl-2蛋白的表达,并呈剂量依赖性降低,而Bax的表达显著增加。
结论：
1.RS可以控制大鼠的体质量增长,因此对于肥胖者来说,RS可能是一种有效的天然减肥食品。
2.RS可以增加粪便排出量以及粪便含水量、缩短GTT,从而影响大鼠的排便习惯,及时地排出有毒物质；降低肠腔pH,维持正常的酸性环境。所有这些作用表明RS对肠道内环境的健康起到有利的调节作用。
3.ACF可以作为一个有价值的中间终点代替癌发生率来研究对结(直)肠癌的化学预防剂。
4.PCNA、AgNORs颗粒及Bcl-2、Bax凋亡基因等这些生物标记物的应用,为结(直)肠癌早期癌前病变的诊断和治疗提供依据,并对于指导我国居民膳食和预防结(直)肠癌的发生提供最基础的科学依据。可用于临床早期诊断。
5.癌前病变模型具有周期短、投资少、方法简单可靠的优点,可供其它实验借鉴。
山东大学
硕士
营养与食品卫生学
徐贵发
2010
中文
R151.3
60
2011-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）