外消旋雌马酚和雌马酚对映异构体对肺癌增殖、侵袭和凋亡的影响及其作用机制研究

The morbidity and mortality of lung cancer are the highest in malignant tumors, therefore, it is essential to search new preventative factors for lung cancer. Epidemiological studies and experimental studies have proved that soy isoflavones can prevent lung carcinogenesis. Equol is one of the materials with highest estrogenic activity and antioxidant activity among the isoflavones and its metabolites and has two enantiomeric forms, R- and S-equol, which have significant different binding affinity with ERα and ERβ. Our previous studies have proved that equol can inhibit the growth of breast and prostate cancer cells significantly. Moreover, The prostate cancer prevention action of R-equol is significantly different with that of S-equol. However, the effect and mechanisms of equol and equol enantiomers on the lung carcinogenesis are unclear. Therefore, we will culture A549, Calu-3, NCI-H209, NCI-H446 lung cancer cells, induce the lung cancer model by urethane in mice, establish the lung cancer cell nude mice xenograft model, determine the effect of the equol and equol enantiomers on lung carcinogenesis, explore the underling mechanisms including antioxidant effect, estrogen receptor pathway, and peroxisome proliferators-activated receptor pathway in vitro and in vivo in the present research. Morevoer, we will determine the different effect and clarify the mechanisms of ERα, ERβ and peroxisome proliferators-activated receptor gamma on the lung carcinogenesis using specific agonists and antagonists.

肺癌是发病率和死亡率最高的恶性肿瘤，寻找新的肺癌预防因素非常必要。流行病和实验研究均证实大豆异黄酮能够预防肺癌的发生。雌马酚是大豆异黄酮代谢产物中雌激素活性和抗氧化活性最高的一种，有S、R两种对映异构体，且两异构体与ERα/β结合力显著不同。我们以前的研究证实雌马酚对乳腺癌和前列腺癌发生有抑制作用，而且R-雌马酚的前列腺癌预防作用与S-雌马酚不同。但雌马酚及其对映异构体对肺癌发生的影响及机制还不明确。因此本研究拟培养A549、Calu-3、NCI-H209、NCI-H446肺癌细胞系，利用乌拉坦诱导建立小鼠肺癌模型，并建立移植肺癌裸鼠肿瘤模型，通过体内外研究明确雌马酚及其对映异构体对肺癌发生的影响，并从三方面探讨其分子作用机制：抗氧化、雌激素受体和过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）途径。此外本研究将通过特定激动剂和拮抗剂探讨雌激素受体ERα/β和PPARγ在肺癌发生中的不同作用及机制。

背景：肺癌是最常见的恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率均为所有肿瘤的首位。大豆异黄酮对乳腺癌和前列腺癌等肿瘤发病率的抑制作用已被大量研究证实，但是大豆异黄酮代谢产物雌马酚及其对映异构体对肺癌的研究较少，雌马酚及其对映异构体对肺癌发生的影响及其作用机制亟待阐明。.内容：120只5周龄雄性C57BL/6小鼠随机分为8组，即肺癌肿瘤对照组（CG组）、染料木素对照组（GCG组）、低剂量外消旋雌马酚组（LEG组）、高剂量外消旋雌马酚组（HEG组）、低剂量R-雌马酚组（LRE组）、高剂量R-雌马酚组（HRE组）、低剂量S-雌马酚组（LSE组）和高剂量S-雌马酚组（HSE组）。每周2次连续4周皮下注射乌拉坦诱导肺癌后继续喂养4个月，每周测量并记录各组小鼠体重和摄食量。处死小鼠后收集小鼠血液、肝脏和肺脏，记录各组小鼠肺癌发生率，用相应的试剂盒检测血清中超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）和8-羟基脱氧鸟嘌呤（8-OHdG）的含量，RT-PCR和Western Blotting检测核因子红系2 相关因子2（Nrf2）和雌激素受体（ER）等相关基因和蛋白的表达。计数资料和计量资料分别采用卡方检验和方差分析比较是否存在组间差异。细胞试验采用肺癌细胞A549、Calu-3、NCI-H209、NCI-H446。.结果：120只小鼠中共49只出现了肺癌，肺癌总体发生率为40.8%，且均为肺腺癌。高剂量实验组小鼠肺癌发生率均低于CG组，且差异具有统计学意义（P<0.0017）；但是同等剂量下各实验组间肺癌发生率差异不具有统计学意义（P>0.0017）。血液分析结果显示，各实验组小鼠血清中MDA和8-OHdG 含量低于CG组，高剂量实验组小鼠血清SOD含量高于CG组，且差异具有统计学意义（P<0.05）；但是同等剂量下各实验组间小鼠血清中SOD、MDA和8-OHdG含量差异不具有统计学意义（P>0.05）。RT-PCR结果显示，各实验组小鼠Nrf2和ERβ的表达高于CG组，且差异具有统计学意义（P<0.05）；其它基因如ERα、bax和bcl-2等与雌马酚抑制小鼠肺癌发生没有关联。细胞试验发现不同剂量的外消旋雌马酚、R-雌马酚、ERβ激动剂（DPN）、PPARγ激动剂（RGZ）显著的抑制肺癌细胞A549和NCI-H446的增殖。.意义：本研究阐明了雌马酚及其对映异构体对肺癌的影响及其作用机制。