2. 西北农林科技大学食品科学与工程学院
吸烟是公认肺癌的最主要致病因素,苯并(a)芘[benzo(a)pyrene,B(a)P]是香烟烟雾中所含的主要致癌物。流行病学调查表明,女性对吸烟引起的肺癌比男性更敏感,在吸烟量相同的情况下,女性更容易引发肺癌[1],这可能与女性体内雌激素水平较高有关。不过也有学者持相反的观点,他们认为女性对肺癌的高敏感性与女性长期暴露于烹饪油烟有关[2],油烟中含有B(a)P等致癌物。在外源性雌激素作用下(如口服避孕药、雌激素替代疗法),女性患肺癌的危险性不但没有增加,反而降低[3, 4]。关于雌激素在肺癌发生过程中的作用,目前尚无明确结论。本试验建立以B(a)P灌胃诱发雄性昆明小鼠肺癌的动物模型,观察皮下注射雌二醇(17 β-estradiol,E2)对小鼠肺癌发病率及肿瘤数的影响。同时检测小鼠血清中超氧化物歧化酶(SOD)及丙二醛(MDA)水平,探讨E2在B(a)P诱发肺癌中的作用,为进一步研究B(a)P诱发肺癌的作用机制提供论依据。
1 材料与方法 1.1 动物5周龄雄性昆明小鼠100只,体重18~20g(军事医学科学院动物中心),均为清洁级动物。
1.2 主要试剂B(a)P,E2(美国Sigma公司);SOD及MDA检测试剂盒(南京建成生物工程研究所)。
1.3 动物分组小鼠随机分为4组,每组25只,即对照组,B(a)P组,E2组和B(a)P+E2组。B(a)P组小鼠给予B(a)P灌胃,3mol/只,每周1次。E2组小鼠给予皮下注射E2,36g/只,每周1次。B(a)P+E2组小鼠同时给予B(a)P灌胃和皮下注射E2。溶剂对照组,通过相应途径给予橄榄油。处理8周以后,给予8周的恢复期,共16周。对所有小鼠每天进行检查,每周测量体重。
1.4 形态学及病理学诊断见文献[5]。
1.5 肿瘤发病率和肿瘤数计算肿瘤发病率(%)=每组发生肿瘤的小鼠数/该组存活的小鼠总数×100%;肿瘤数=每组肿瘤结节总数/该组存活的小鼠总数。通过检测表明,小鼠肺癌模型成功。
1.6 氧化及抗氧化指标检测血清SOD采用黄嘌呤氧化酶法测定,血清MDA采用硫代巴比妥酸法测定。
1.7 统计分析采用SPSS 10.0软件进行统计分析。对肿瘤数、血清SOD及MDA值用方差分析进行检验,肿瘤发病率用x2检验。
2 结果 2.1 小鼠体重变化所有动物对实验干预适应良好,无实验因素直接导致的小鼠死亡。对照组小鼠体重增长最高,E2组和B(a)P+E2组次之,B(a)P组最低。B(a)P组小鼠体重从第2周开始,明显低于对照组和E2组(P<0.05);其他各组小鼠体重比较差异无统计学意义(P>0.05)。
2.2 形态学与病理学诊断肺表面可以看到明显的肿瘤结节,质地较坚硬。所有HE染色确诊的肿瘤均为腺瘤,肺组织内可见较大肿块,与正常肺组织分界清楚。肿瘤组织呈腺样排列,肿瘤间质少,瘤细胞胞体呈圆形,胞浆粉红色,瘤细胞核圆形,深染,染色质呈粗颗粒状,主要位于核膜下。
2.3 小鼠的发病率和肿瘤数(表 1)B(a)P组的肺癌发病率和肿瘤数最高,与对照组及E2组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。B(a)P+E2组的肺癌发病率和肿瘤数仅次于B(a)P组,与对照组及E2组比较,差异有统计学意义(P<0.05);与B(a)P组比较,肿瘤数差异有统计学意义(P<0.05),而发病率差异无统计学意义(P>0.05)。E2组与对照组的肺癌发病率和肿瘤数比较,差异无统计学意义(P>0.05)。
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表 1 不同组别小鼠肿瘤发病率和肿瘤数( x±s) |
2.4 血清SOD及MDA水平测定(表 2)
B(a)P组小鼠血清SOD和MDA水平与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05);其他组血清SOD和MDA水平比较,差异无统计学意义。血清MDA以B(a)P组最高,B(a)P+E2组及E2组次之,对照组最低;SOD与MDA的趋势相反。
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表 2 不同组别小鼠血清SOD及MDA水平( x±s) |
3 讨论
Hecht等[6]应用A/J小鼠,通过灌胃、腹腔注射及皮下注射或气管滴注等方法成功建立了B(a)P诱发肺癌的动物模型。由于A/J小鼠在国内很难大量获得且价格昂贵,本实验采用雄性昆明小鼠建立动物模型,发现B(a)P组小鼠肺癌发病率和肿瘤数均明显高于对照组表明建立的灌胃B(a)P诱发雄性昆明小鼠肺癌的动物模型成功。
雌激素是一类具有广泛生物活性的甾体激素,有关其在肺癌发生过程中的作用,目前尚无明确结论。Noronha等[7]观察到在应用二甲基亚硝胺致肺癌的雄鼠中应用雌激素后患病率由60%降至17%,其肺内肿瘤数也由3.2个降至1.62个/鼠。Andreescu等[8]将几种天然或人工合成的雌激素作用于A549肺癌细胞后,细胞活性和细胞增殖均受到明显抑制。细胞色素P4501A(CYPlA)是体内代谢B(a)P的重要酶,Elskus[9]发现雌二醇能够抑制B(a)P诱导的CYP1A活性,从而降低B(a)P的毒性。提示雌激素可能具有抑制肺癌发生的作用。本实验结果表明,B(a)P+E2组小鼠的肺癌肿瘤数(0.88±0.33)明显低于B(a)P组小鼠(P<0.05),表明E2减少了B(a)P诱发的肺癌肿瘤数。但未观察到2组小鼠肺癌发病率的差别,这可能与本次实验的动物数较少有关。在本实验中,B(a)P组MDA含量最高,B(a)P+E2组及E2组次之,对照组最低;SOD的结果则与MDA相反。进一步提示E2可能通过减少B(a)P导致的氧化损伤来发挥作用。
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