修回日期: 2007-08-07
接受日期: 2007-08-28
在线出版日期: 2007-08-28
目的: 探讨温郁金蒸馏提取液对化学致癌剂N-甲基-N'-硝基-亚硝基胍(MNNG)诱导Wistar大鼠胃癌的作用.
方法: ♂Wistar大鼠80只随机分为A, B, C, D, E 5组, 每组16 只, A组为对照组, B组为模型组,分别自由饮用净化水和100 mg/L MNNG液同时予生理盐水5 mL ig 1次/d; C组为塞来昔布组, 饮用MNNG同B组, 同时予10 mg/kg塞来昔布5 mL ig 1次/d; D为低剂量郁金组, E组为高剂量郁金组, 饮用MNNG同B组, 同时分别予1和2 kg/L温郁金水蒸气蒸馏提取液5 mL ig 1次/d, 持续40 wk. 41 wk后处死动物, 分组拍照片并行组织病理切片比较大体和组织学变化.
结果: 实验期间大鼠死亡32只, 余48只完成实验. A, B, C, D, E组胃癌发生率分别为0.0% (0/16), 44.4%(7/16), 12.5%(2/16), 12.5%(2/16), 12.5%(2/16); 与B组相比, C, D, E组胃癌发生率(P<0.05)和肿瘤体积(4.4±0.8 cm3, 6.6±0.6 cm3, 3.4±0.6 cm3vs 11.5±1.7 cm3; P<0.01)显著降低; C, D, E组相互比较差异无显著性(P = 1.000).
结论: 温郁金水蒸气蒸馏提取液对MNNG诱导的大鼠胃癌有预防作用.
引文著录: 徐磊, 吕宾, 俞林峰. 温郁金提取液对化学致癌剂致大鼠胃癌的预防作用. 世界华人消化杂志 2007; 15(24): 2589-2592
Revised: August 7, 2007
Accepted: August 28, 2007
Published online: August 28, 2007
AIM: To study the chemopreventive effects of a wet-distillation extract of radix curcumae in a wistar rat model of stomach carcinogenesis induced by N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguani-dine (MNNG).
METHODS: Eighty 6-week-old male wistar rats were randomly divided into 5 groups of 16 animals each. Rats were given water and 5 mL normal saline daily (group A); MNNG and 5 mL normal saline daily (group B); 10 mg/kg celecoxib daily (group C); 1 kg/L wet-distillation extract of radix curcumae, 5 mL daily (group D); and 2 kg/L wet-distillation extract of radix curcumae, 5 mL daily (group E). Animals in groups B-E drank water containing MNNG (100 mg/L) and were given 100 g/L NaCl in the initial 6 wk. All animals received treatment for 40 weeks and were then sacrificed at week 41. Gastric tumors were evaluated histologically.
RESULTS: Thirty-two rats died during the experiment and 48 completed the experiment. Incidence of gastric cancer was 0.0% in Group A, 44.4% in Group B, and 12.5% in Groups C-E. We found that there was a statistically significant difference in the incidence of tumor formation (P < 0.05), and volume (4.4 ± 0.8 cm3, 6.6 ± 0.6 cm3, 3.4 ± 0.6 cm3vs 11.5 ± 1.7 cm3; all P < 0.01) in Groups C-E compared with Group B.
CONCLUSION: The wet-distillation extract of radix curcumae can reduce the incidence of gastric cancer and tumor growth in rats.
- Citation: Xu L, Lv B, Yu LF. Chemoprevention of gastric cancer in rats by a wet-distillation extract of radix curcumae. Shijie Huaren Xiaohua Zazhi 2007; 15(24): 2589-2592
- URL: https://www.wjgnet.com/1009-3079/full/v15/i24/2589.htm
- DOI: https://dx.doi.org/10.11569/wcjd.v15.i24.2589
目前, 针对胃癌化学预防的研究大多集中在抗H. pylori的感染、非甾体类消炎药及抗氧化剂等, 对天然药物的研究甚少. 温郁金是临床上常用的抗肿瘤中药, 具有活血化淤, 利胆退黄、抗炎、抗肿瘤的功效. 现代研究发现郁金提取物对体内外肿瘤细胞的增殖均有抑制作用, 但对原发胃癌模型的研究少有报道. 我们探讨温郁金水蒸气蒸馏提取液对化学致癌剂N-甲基-N'-硝基-亚硝基胍(MNNG)诱导大鼠胃癌的预防作用.
♂Wistar大鼠6 wk 80只, 体质量180-200 g, 购自中科院上海动物研究所, 饲养温度24±2℃, 湿度55%±5%, 噪音<50 db, 每12 h一次亮暗循环, 用全价营养颗粒饲料饲养, 专人管理. MNNG购自Adrich公司, 温郁金产自浙江温州,温郁金水蒸气提取液由本院制剂中心制备, 塞来昔布购自Searle公司.
Wistar大鼠随机分为A, B, C, D, E 5组, 每组16只, A组为对照组, 自由饮用净化水同时予生理盐水5 mL ig每天1次; B组为模型组, 自由饮用100 mg/L的MNNG液同时予生理盐水5 mL ig每天1次; C组为塞来昔布组, 饮用MNNG同B组, 同时予10 mg/kg塞来昔布5 mL ig每天1次; D组为低剂量郁金组, E组为高剂量郁金组, 饮用MNNG同B组, 同时分别予1和2 kg/L的温郁金水蒸气蒸馏提取液5 mL, 每天ig 1次, 持续40 wk. MNNG纯度>97%, NaCl为普通食盐, MNNG溶液新鲜配制, 每天用分析天平称取0.288 g MNNG, 加入净化水2880 mL中, 避光用磁性搅拌机搅拌4 h, 使之完全溶解后分装于16只外涂黑油漆的饮水瓶中, 由动物自由饮用, B-E组实验前6 wk予100 g/L NaCl 1 mL每周ig 1次[1]. 每周1次测动物体质量, 分组记录, 如发现在实验期间死亡的动物均进行解剖, 大体观察并留取组织学标本. 实验结束时大鼠禁食不禁水24 h, 25 g/L戊巴比妥钠ip麻醉后处死, 在距贲门和幽门1.5 cm处结扎、离断, 取出全胃, 沿胃大弯剪开, 冰生理盐水冲洗, 滤纸吸干后铺开, 以大头针固定在泡沫上后行大体观察, 做记录, 拍照片, 随后沿纵轴将腺胃分成5等分, 若发现肿瘤则取下称质量, 测量长和宽(cm), 按照公式(长×宽2)/2计算出肿瘤的近似体积(cm3). 组织固定于40 g/L甲醛中, 石蜡包埋, 病理连续切片为3 µm厚, HE染色.
采用水蒸气蒸馏法制备温郁金水蒸气蒸馏液. 把干燥粉碎的温郁金饮片粉500 g放入容积为2000 mL的长颈烧瓶中, 加水1500 mL, 密封, 开始加热蒸馏, 由冷凝管收集温郁金的挥发油成份, 2 h左右, 冷凝管不再收集到挥发成份, 蒸馏完毕. 拆开冷凝装置, 把温郁金水煎部分稀释到5000 mL, 过滤, 离心, 浓缩为250 mL(浓度相当于0.002 g/L), 与收集到的挥发油成份相混和, 乳化, 分装于5 mL的小安瓿瓶中, 密封, 4℃避光冷藏备用.
统计学处理 应用SPSS11.0医学软件包, 分别相互比较各组动物的体质量、肿瘤体积、肿瘤发生率(患肿瘤动物占实验动物的百分比)、癌前病变发生率. 动物体质量、肿瘤体积采用t检验, 肿瘤发生率、癌前病变发生率采用χ2检验, 以P<0.05为差异有显著性.
在实验过程中大鼠死亡32只, 其中A组7只, B组6只, C组4只, D组7只, E组8只, 实验前20 wk死亡24只, 解剖发现肺淤血或者见两肺多个陈旧性出血点, 胃大体未见明显异常, 肠内无血便、溃疡、新生物等, 肝脏色红柔软, 腹腔内未见肿大淋巴结. 死亡原因可能与ig时药物误吸入呼吸道有关, 胃组织病理示黏膜慢性炎症, 未见癌前病变和肿瘤. 24 wk死亡4只, 均死于肺淤血, 2只有溃疡产生(B组和E组), 36 wk死亡4只, 其中1只病理示胃癌(B组), D组1只E组2只死于肺淤血, 属D组者病理示有上皮内瘤变. 实验期间死亡动物无论有无发生肿瘤, 均作为有效动物, 列入实验结果统计. 40 wk实验结束时, 共存活48只大鼠, A组(对照组)的体质量(477.9±42.5 g)明显大于B, C, D, E组(vs 380.4±39.3 g, 393.4±54.6 g, 388.9±67.9 g, 408.3±22.6 g, P<0.01), B组的体质量和C, D. E组相比无显著性差异(P>0.05); D, E组之间, C组和D, E组之间亦无显著性差异(P>0.05).
经组织学证实, A组无胃癌发生, B组胃癌发生率为44.4%(vs A组, P<0.01); C, D, E组胃癌发生率均为12.5%, 均显著低于B组. 肉眼观察, 肿瘤多发生在胃窦部小弯侧, 与人类胃癌好发部位一致, 组织学诊断为腺癌(图1). 癌旁伴有萎缩、肠化和上皮内瘤变(表1).
胃癌发生率A组0%, B组60%(6/10), C组16.7%(2/12), D组22.2% (2/9), E组25%(2/8); C, D组与B组比较差异均有统计学意义(P<0.05), E组胃癌发生率也较低(25% vs 70%, P = 0.058), 其他组织学变化如萎缩、肠上皮化生和上皮内瘤变等也均有发现(表2).
用游标卡尺测量肿瘤的长度和宽度, 按照公式(长×宽2)/2计算出肿瘤的近似体积, B组发生肿瘤的7只大鼠的平均肿瘤体积为(11.5±1.7)cm3; C, D, E组的平均肿瘤体积分别为(4.4±0.8)cm3, (6.6±0.6)cm3, (3.4±0.6)cm3, B组的平均肿瘤体积显著大于C, D, E组(P<0.01).
尽管在很多国家胃癌的发生率一直呈下降趋势, 但是最近的世界范围评估显示, 胃癌在所有癌症的发生中占第4位, 在癌症的死亡率排在第2位, 现有对进展期胃癌的治疗手段疗效均不尽如人意. 胃癌的发生可分为起动、促进和进展3个步骤, 是一个多步骤、多基因变化的过程. 从肿瘤的始发切断肿瘤发生的任一环节, 对肿瘤的预防及治疗具有重要意义. 天然药物不仅是发现新药的重要来源, 而且可以为设计更理想的新药提供新的独特的化学结构, 这些化学结构可被用做创制新药的先导化合物, 因此近年来备受重视. 目前国内外许多研究表明, 郁金的活性成分(姜黄色素类及挥发油)可抑制多种肿瘤细胞生长, 热点多集中在肿瘤发生、发展阶段, 而对肿瘤化学预防的研究鲜有报道, 而且这两种成分均存在吸收率低的问题, 采用水蒸气蒸馏法制备提取液, 既可以保留其挥发油成分, 又符合传统水煎服药方法, 可以最大程度利用其有效活性成分.
我们的研究结果表明, 温郁金水蒸气蒸馏提取液能显著降低MNNG诱导的大鼠胃癌的发生率, 肿瘤体积和瘤重也显著低于模型组, 炎症、萎缩、肠化、上皮内瘤变的发生率未见显著降低. 完成实验的大鼠未见消化道出血和其他器官明显损害, 证明长期服用温郁金水蒸气蒸馏法提取液具有较高的安全性. 本研究前6 wk采用100 g/L NaCl ig, 全程予100 mg/L的MNNG自由饮用双重因素造模, 40 wk时模型组的诱癌率为44.4%, 显著高于对照组, 说明这是一个成功的动物模型; 实验结束时, 采用选择性COX-2抑制剂塞来昔布干预的动物胃癌发生率显著低于模型组, 且发生溃疡的比例和郁金组相比没有差异, 证明塞来昔布具有预防胃癌的作用.
当前对温郁金抗癌机制的认识主要集中于抑制COX-2和脂氧合酶的表达、抑制血管生成作用、抗氧化、抑制癌基因表达, 诱导凋亡; 抑制端粒酶活性、调节细胞周期拮抗肿瘤相关细胞因子, 抑制肿瘤细胞生长、侵袭和转移等方面[2-7]. 我们在前期工作中发现温郁金能抑制胃癌细胞IGF-Ⅰ, IGF-Ⅱ的分泌, 从而拮抗其促有丝分裂、抗细胞凋亡、促进肿瘤细胞增生和分化作用[8], 下调瘤灶中VEGF的表达, 减少瘤灶内的MVD, 抑制肿瘤生长[9], 并提高鼠胃组织生长抑素水平[10]. 因此, 我们认为, 温郁金水蒸气蒸馏提取液可能通过上调胃肠道生长抑素的分泌, 抑制IGF-Ⅰ, IGF-Ⅱ的分泌, 并下调VEGF, COX-2的表达, 干预胃癌的发生、发展.
胃癌化学预防的研究主要集中在选择性COX-2抑制剂、根除H. pylori、抗氧化剂(类胡萝卜素、维生素C、维生素E和硒)上, 根除H. pylori可以降低高危人群发生胃癌的危险, 但对胃黏膜萎缩、肠化的影响方面, 结论还不一致. 多项研究显示, 长期服用NSAID的患者食管癌和胃癌发病危险性相应降低, 然而传统NSAID因能引起严重的胃肠道副作用、肾功能损害而使其应用受到限制, 高选择性COX-2抑制剂有望成为防治胃肠道肿瘤的新药. 1999年, FDA批准celecoxib可用于遗传性家族性腺瘤性息肉病(FDP)的预防, 这标志着COX-2抑制剂正式用于肿瘤预防. COX-2抑制剂可能通过抑制微血管的生成, 促进血管内皮细胞的凋亡, 减少前列腺素的合成预防肿瘤, 并能预防胃癌的淋巴转移. 甲基硝基亚硝基胍(MNNG)诱发的Wistar大鼠胃癌模型与人类腺癌类似, 是目前评价抗癌制剂的理想模型, 被广泛应用于胃癌防治的研究. 唐保东 et al[1]研究表明, celecoxib可显著降低MMNG诱导的大鼠胃癌发生率和多发数, 与模型组相比, 胃癌发生率降低56%, 肿瘤多发数降低80%, 肿瘤体积减少近1000倍. 张丽 et al[11]发现, 选择性COX-2抑制剂尼美舒利能显著降低ENNG诱导的大鼠胃癌率, 缩小肿瘤体积, 显著降低干预组大鼠胃腺部黏膜萎缩﹑肠化及上皮内瘤变发生率.
总之, 温郁金水蒸气蒸馏提取液对胃癌有预防作用, 为温郁金成为潜在的化学预防药物提供了证据.
目前, 针对天然药物对胃癌化学预防的研究甚少. 现代研究发现郁金提取物对体内外肿瘤细胞的增殖均有抑制作用, 但对原发胃癌模型的研究少有报道. 因此本文探讨温郁金水蒸气蒸馏 提取液对化学致癌剂诱导大鼠胃癌的预防作用.
国内外多单独研究郁金的水溶或醇溶成分, 采用水蒸气蒸馏法制备提取液, 既可以保留其挥发油成分, 又保留水溶性成分, 而且符合传统水煎服药方法, 可以最大程度利用其有效活性成分, 而且郁金提取物对原发胃癌模型的研究报道很少.
温郁金不仅是发现新药的重要来源, 而且可以为设计更理想的新药提供新的独特的化学结构, 这些化学结构可被用做创制新药的先导化合物, 本文研究发现温郁金对胃癌有化学预防作用, 为后续有效成分分析、新药的开发, 打下了理论基础.
本文采用动物实验的方法研究了温郁金提取液对 MNNG诱导的大鼠胃癌发生的抑制作用. 研究目的明确, 思路清晰, 方法可行, 结果分析合理, 并对在实 验过程中死亡的动物进行了分析, 可读性较强.
编辑:程剑侠 电编:张敏
2. | Goel A, Boland CR, Chauhan DP. Specific inhibition of cyclooxygenase-2 (COX-2) expression by dietary curcumin in HT-29 human colon cancer cells. Cancer Lett. 2001;172:111-118. [PubMed] |
3. | Arbiser JL, Klauber N, Rohan R, van Leeuwen R, Huang MT, Fisher C, Flynn E, Byers HR. Curcumin is an in vivo inhibitor of angiogenesis. Mol Med. 1998;4:376-383. [PubMed] |
4. | Holy JM. Curcumin disrupts mitotic spindle structure and induces micronucleation in MCF-7 breast cancer cells. Mutat Res. 2002;518:71-84. [PubMed] |
5. | Squires MS, Hudson EA, Howells L, Sale S, Houghton CE, Jones JL, Fox LH, Dickens M, Prigent SA, Manson MM. Relevance of mitogen activated protein kinase (MAPK) and phosphotidylinositol-3-kinase/protein kinase B (PI3K/PKB) pathways to induction of apoptosis by curcumin in breast cells. Biochem Pharmacol. 2003;65:361-376. [PubMed] |
6. | Chen A, Xu J. Activation of PPAR{gamma} by curcumin inhibits Moser cell growth and mediates suppression of gene expression of cyclin D1 and EGFR. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2005;288:G447-456. [PubMed] |
7. | Lin JK, Lin-Shiau SY. Mechanisms of cancer chemoprevention by curcumin. Proc Natl Sci Counc Repub China B. 2001;25:59-66. [PubMed] |
10. | 徐 毅, 吕 宾, 项 柏康, 丁 志山. 温郁金对鼠血浆和胃组织生长抑素水平的影响. 中国中西医结合消化杂志. 2004;12:222-224. |