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【摘要】目的觀察高膽固醇膳食對鼠前列腺及其各腺葉的,建立高膽固醇飲食致前列腺增大的動物模型,為進一步探討膳食結(jié)構(gòu)與前列腺增生和前列腺癌發(fā)病的關系提供實驗模型。高膽固醇飲食喂養(yǎng)SD大鼠4個月,觀察飲食對前列腺總重量的變化和不同腺葉的變化。結(jié)果常規(guī)飲食組體重為535±75g,高膽固醇組為747±103g,兩組間體重變化差異有顯著性(P<0.01),高膽固醇組大鼠前列腺重量明顯增加(1850±350mg),以腹側(cè)葉明顯(1120±230mg),統(tǒng)計學處理差異有顯著性(P<0.001)。結(jié)論高膽固醇飲食導致前列腺的體積和重量的增加,飲食結(jié)構(gòu)與前列腺重量變化密切相關,提示高膽固醇飲食是前列腺疾病發(fā)生的高危因素。
【關鍵詞】膽固醇飲食大鼠前列腺膳食結(jié)構(gòu)
Highcholesteroldietincreasedtheweightofratprostate
【Abstract】ObjectiveToexplorethepossibleeffectsofdietaryfatontheprostateofSDrats.Toprovideaanimalmodelthathighcholesteroldietincreasestheshapeandsizeofratprostate.MethodsAtotal48Sprague-Dawleyratswereusedinthisexperimentwith24onhighcholesteroldietandtheother24onlowcholesterolfatdietfed.feedingwerecarriedoutfor16weeksandstartedtheanimalswereat15daysofage.Thebodyweight,prostateweightandtheweightofdifferentlobeswereexamined.ResultsTheexperimentshowedthattheweightoftheprostatewasmuchmoreheavyinhighcholesteroldietgroup(1850±350mg)thanthatinlowcholesteroldietgroup(P<0.001).Thebodyweightsignificantlyincreasedinhighcholesteroldietgroup(747±103g)comparedwiththatinlowcholesteroldietgroup(P<0.01).biningtheepidemiologydata,thedietaryfatconsumptionisoneoftheimportantriskfactorthatpromotescarcinogenesisofprostatecancer.
【Keywords】cholesteroldietratprostatedietcontent
流行病學調(diào)查結(jié)果表明,長期以高脂肪為主的飲食結(jié)構(gòu)和生活習慣對前列腺癌的高發(fā)病率起了主要的作用[1~3]。在歐美等國家和地區(qū),居民的飲食習慣和飲食結(jié)構(gòu)以高脂肪、紅色肉類和奶制品為主,而谷類、蔬菜等植物性食品的飲食消耗量相對較低,這些地區(qū)的前列腺癌的發(fā)病率處于高發(fā)水平;亞洲的膳食結(jié)構(gòu)和生活習慣與此相反,前列腺癌的發(fā)病處于最低水平[4~6]。但隨著生活水平的提高和飲食結(jié)構(gòu)的改變,在我國發(fā)達地區(qū)[7],前列腺癌的發(fā)病已呈明顯上升趨勢,嚴重危害老年男性的健康和壽命。認為,前列腺癌的發(fā)生是長期進食高危膳食的結(jié)果,故盡早明確何種膳食成分是主要的危險因子,以便采取相應的預防措施,降低前列腺癌的發(fā)病率,是目前全球關注和急待解決的難題,但目前尚無可靠的動物模型。我們在多種實驗飲食飼養(yǎng)SD大鼠的基礎上,篩選出高脂類飲食導致前列腺增生的實驗模型(資料待發(fā)表),發(fā)現(xiàn)其中膽固醇是重要的危險因子,該實驗擬建立高膽固醇致前列腺體積和重量增加的動物模型,為探討飲食結(jié)構(gòu)及其某些成分對前列腺的發(fā)病機制的提供實驗動物。
1材料與方法
1.1對象48只雄性Sprague-Dawley大鼠,鼠齡2周時隨機分為兩組:實驗組和對照組。每2只鼠隨機分為一籠喂養(yǎng),動物房溫度為22±2℃,濕度為55±10%,光照時間為12h,夜為12h交替。
1.2實驗方法對照組給予基礎飲食,實驗組用高膽固醇飲食?;A飲食中除了膽固醇成分外,其他成分基本相近。高膽固醇飲食為2%膽固醇大鼠飲食(ZeigerBrothers,Cat#55600300),通過稱重法確定食物的消費量,即每籠鼠所給的食物重量減去所剩食物的重量,并每籠每周消耗的熱卡量。
每只鼠每周稱體重1次,16周后檢查前列腺變化,戊巴比妥鈉麻醉下,動物仰臥固定于手術臺上,從恥骨聯(lián)合處向上做V形切口,切開腹壁全層,上翻腹壁,充分暴露盆腔內(nèi)臟,首先仔細解剖膀胱和前列腺腹側(cè)葉,切斷其周圍的筋膜和與腹直肌的連接,將膀胱和精囊牽向一側(cè),顯露腹葉和側(cè)葉的邊界,解剖腹葉和側(cè)葉至尿道后方與尿道交匯切斷并取出。將精囊和凝固腺牽向一側(cè),暴露背側(cè)葉,先解剖背側(cè)葉與尿道的連接點,向上解剖兩個背側(cè)葉,完整取出背側(cè)葉(圖1)。立即測量前列腺各葉濕重。
圖1大鼠前列腺解剖及其分葉
SV:精囊,DD輸精管,VP:前列腺腹側(cè)葉,La:側(cè)葉。前列腺背側(cè)葉位于尿道后方。
A:喂養(yǎng)低膽固醇飲食后前列腺的形狀和大小,B:喂養(yǎng)高膽固醇飲食后前列腺的形狀和大小,C:腹部切開后暴露膀胱、前列腺腹側(cè)葉,D:解剖后的前列腺各葉
1.3統(tǒng)計學采用SPSS軟件包t檢驗進行實驗數(shù)據(jù)分析。
2結(jié)果
48只雄性SD大鼠,鼠齡第15天開始實驗飲食,每周測定體重,喂養(yǎng)4月后測定前列腺濕重及其各葉的濕重。與常規(guī)飲食組比較,高膽固醇組大鼠前列腺重量明顯增加(1850±350mg),以腹側(cè)葉明顯(1120±230mg),統(tǒng)計學處理差異有顯著性(P<0.001,圖2),前列腺背葉及側(cè)葉重量、體積也增加(P<0.05,圖2)。常規(guī)飲食組體重為535±75g,高膽固醇組為747±103g,兩組間體重變化差異有顯著性(P<0.01,圖3)。兩組間熱卡消耗無統(tǒng)計學意義(P>0.05,圖4)。
圖2高膽固醇和低膽固醇飲食對前列腺的影響
Prostate:前列腺濕重,Ventral:腹側(cè)葉濕重,La&Do:側(cè)葉和背側(cè)葉濕重
圖3高膽固醇和低膽固醇飲食喂養(yǎng)后大鼠體重變化
圖4高膽固醇和低膽固醇飲食組能量消耗情況
3討論
膳食結(jié)構(gòu)和相關的生活方式、基因調(diào)控或表達異常決定著前列腺發(fā)育和。體內(nèi)易感基因的存在是前列腺癌發(fā)病的先天性因素,長期攝入高脂類飲食則是后天性重要因素。膽固醇是脂類中的重要的成分,其與健康的關系特別是對心血管系統(tǒng)的已有較多的,但是,膽固醇與前列腺癌的關系多為流行病學調(diào)查和臨床觀察,迄今為止,對膽固醇誘發(fā)前列腺癌的致病因子及其發(fā)生發(fā)展過程所知甚少。
膽固醇是動物性食品的主要成分,在人體內(nèi)廣泛分布,具有許多不同的生物活性和功能,對維持生物膜的結(jié)構(gòu)和完整性起著重要作用;另外,是合成膽汁和許多內(nèi)分泌信號遞質(zhì)的前體,也是許多生物化學的終產(chǎn)物,參與諸多信號傳遞蛋白和生物激素合成等生物過程,還是許多分子在細胞膜結(jié)合的位點。其生物功能對細胞周期、細胞生長和能動機制、激素、內(nèi)分泌靶器官的調(diào)節(jié)、跨膜運轉(zhuǎn)均發(fā)揮重要作用,但若攝入量過高,則對機體造成危害。Swyer用組織學研究發(fā)現(xiàn)前列腺增生組織內(nèi)膽固醇含量高,有報道前列腺疾病或惡變等情況下膽固醇含量增加[8,9],可能與甲羥戊酸通路,特別是HMG-COA還原酶上調(diào)有關[10]。雄激素通過調(diào)節(jié)FarnesylDiphosphate合成增加膽固醇和其他脂類的積累,由此推測,降低循環(huán)中膽固醇水平會調(diào)節(jié)前列腺細胞增生或自身穩(wěn)定性。
盡管對蛋白定位到細胞脂質(zhì)體的機制了解甚少,但對位于細胞膜上的膽固醇和脂質(zhì)體已有了較多的認識。脂質(zhì)體主要有以下功能:細胞內(nèi)運轉(zhuǎn)和分子的揀選、受體的下調(diào)和再利用、蛋白和脂類的靶向輸出等。位于小體的信號分子有許多類型,如內(nèi)皮受體、凝血酶受體、多種生長因子受體、離子通道和泵、肌醇三磷酸受體、蛋白激酶C異構(gòu)體[11,12]、T細胞受體[13]。前列腺組織含有豐富脂類成分--膽固醇,很可能與前列腺癌有潛在的聯(lián)系,其中脂質(zhì)體可能是一個關鍵的作用平臺,在信號傳遞方面起重要作用。
位于細胞膜上的囊泡(Caveolin-1)與脂質(zhì)體(libidraft)連接可能是與前列腺癌進展相關的潛在信號傳導位點,囊泡與雄激素受體也有直接關系,提示可能參與介導雄激素依賴性前列腺癌細胞的信號傳導。上述研究提示,脂質(zhì)體通過隔室化信號蛋白調(diào)節(jié)前列腺癌細胞生長和細胞存活功能,這些隔室化信號蛋白涉及到一些激素應答或激素依賴性通路、類固醇受體[14]。類固醇激素受體的研究有助于明確這些信號傳導通路[15]。
綜上所述,驗證長期高膽固醇飲食與前列腺癌的關系,以及腫瘤細胞膜膽固醇成分的增加將促進癌細胞進展的假說,需要建立一種相關的實驗動物模型,該實驗模型的建立,為驗證上述假說,提供了良好的實驗動物和研究基礎。
膽固醇在前列腺組織內(nèi)的積累,可能改變了前列腺癌細胞發(fā)展的信號傳導機制。膽固醇在細胞膜脂質(zhì)體容量增加,改變質(zhì)質(zhì)膜的原有的癌基因信號通路。了解富含前列腺細胞膜膽固醇區(qū)域及其功能,將深入了解與癌細胞的信號傳導過程,對提供靶點。
日本學者用高膽固醇飲食飼養(yǎng)大鼠100周,發(fā)現(xiàn)前列腺上皮異型性為24%,前列腺體積增加兩倍,而普通飲食的對照組上皮異型性為4%,表明高膽固醇飲食和氧化應急造成前列腺組織內(nèi)DNA損傷可能是癌變的因素[16]。該實驗用膽固醇飲食的動物模型探討飲食結(jié)構(gòu)對前列腺不同腺葉的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)前列腺濕重在高膽固醇攝入組增加明顯,特別是對前列腺腹側(cè)葉的影響最明顯,統(tǒng)計學差異非常明顯。提示飲食中的高膽固醇通過某種機制促進前列腺的增生,結(jié)果證明,高膽固醇膳食對前列腺的增大是一個關鍵的始動環(huán)節(jié)。國外研究也得到了相似的結(jié)論[17]。
高膽固醇飲食導致前列腺體積和重量的增加,為研究飲食對正常前列腺和前列腺癌的作用提供了動物模型,在此基礎上,進一步研究前列腺上皮細胞膽固醇的含量、細胞膜脂質(zhì)體的受體和功能的變化、基因調(diào)控和信號通路的傳導,結(jié)合形態(tài)學研究,將有助于闡明高膽固醇飲食對正常前列腺的影響,了解前列腺癌發(fā)生的機制,為治療提供靶點,更重要的是為合理營養(yǎng)飲食預防前列腺癌提供依據(jù)。
【】
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