Galectin-3的亞細胞定位與結(jié)腸炎癌變的關(guān)系.pdf

1、研究背景: 流行病學(xué)資料表明：化學(xué)致癌劑是誘導(dǎo)人類癌癥發(fā)生的重要因素之一。目前，環(huán)境的污染，食品添加劑的大量使用，使得周圍環(huán)境以及食物中所含的潛在性化學(xué)物質(zhì)的致癌作用，日益凸現(xiàn)。尤其是近年來國人飲食結(jié)構(gòu)的改變: 攝入高熱量、高蛋白、高脂肪, 低纖維的食品，促進了結(jié)腸炎及結(jié)腸癌的日益高發(fā)。據(jù)報道, 上海市的結(jié)腸癌發(fā)病率、病死率均明顯升高，在眾多惡性腫瘤中, 其病死率已躍居第2 位。實驗表明：結(jié)腸癌的發(fā)生、發(fā)展與結(jié)腸炎癥的反復(fù)發(fā)作密

2、切相關(guān)。結(jié)腸炎癌變主要決定于結(jié)腸炎的發(fā)生程度、發(fā)生部位及病程長短。臨床資料表明，30 年以上的結(jié)腸炎患者癌變率可達40％以上。因此，尋找一個新的治療靶點，阻斷結(jié)腸炎的慢性持續(xù)性發(fā)展對于預(yù)防結(jié)腸炎相關(guān)的結(jié)腸癌發(fā)生至關(guān)重要。Galectin-3（半乳糖凝集素3），β-半乳糖凝集素家族的一員，是一種多功能蛋白，廣泛表達于正常上皮細胞、免疫細胞和腫瘤細胞中，可分布在細胞質(zhì)、細胞核和細胞膜上。腫瘤及炎癥細胞能夠通過非經(jīng)典途徑分泌galectin-

3、3。Galectin-3參與細胞的生長、粘附、分化，促進腫瘤的發(fā)展和轉(zhuǎn)移。它被認為是一種癌癥相關(guān)蛋白，在多種贅生物中表達增高。目前，在結(jié)腸癌發(fā)生發(fā)展中g(shù)alectin-3 表達變化的報道，結(jié)果尚不統(tǒng)一，但可以確定的是其在腫瘤轉(zhuǎn)移時表達增高。Galectin-3 被認為是促炎因子，在炎癥性腸病患者中低表達。 然而，galectin-3 敲除的小鼠，炎癥反應(yīng)又明顯減輕。Galectin-3 在結(jié)腸炎與結(jié)腸癌發(fā)生發(fā)展中究竟扮演著怎樣的

4、角色？目前尚不清楚。本課題通過觀察galectin-3 在結(jié)腸炎癌變過程中的變化，以期探討galectin-3 在結(jié)腸炎及癌變過程中的作用。 實驗方法: 本研究采用致癌劑與致炎劑聯(lián)合應(yīng)用的方法復(fù)制結(jié)腸炎相關(guān)的小鼠結(jié)腸癌模型，并以該模型為基礎(chǔ)進行深入研究。實驗分成兩步，首先是模型的建立與優(yōu)化。將五周齡雄性ICR小鼠320只, 隨機分為實驗組(1-7)和陰性(8)對照組。實驗1-3組分別腹腔注射10mg/kg, 15mg/k

5、g, 20mg/kg的1,2-二甲肼(DMH)一周后, 再給予小鼠飲用含2％的右旋葡聚糖苷鈉(DSS)飲用水一周。 實驗4-6組的小鼠僅通過腹腔注射10mg/kg,15mg/kg,20mg/kg 的DMH。實驗7組小鼠則只飲用含2％DSS的飲用水。第8組小鼠則不給予任何處理。每周記錄小鼠體重及進食量, 在第四、九、十三周分別處死部分小鼠以觀察小鼠的結(jié)腸炎癌變情況, 并于第二十周處死剩余小鼠。待模型復(fù)制成功后，再進行實驗第二步：將

6、五周齡雄性ICR小鼠160只，隨機分為正常組（40只），模型組（60只），2.5％、5％、10％植物多糖組（各20只）。除正常對照組外，其余各組均腹腔注射15mg/kg DMH，一周后, 給予小鼠飲用含2％的DSS飲用水一周。正常對照組小鼠，僅腹腔注射生理鹽水。造模后第7周,即實驗進行的第9周，將植物多糖與飼料粉末混合制備含2.5％、5％、10％植物多糖的大鼠飼料，飼食小鼠直至實驗結(jié)束。模型組則不再給予特殊處理。分別在實驗進行的第3,5

7、, 9, 12,15, 20周隨機從正常及模型組中選取并處死小鼠，其余小鼠均于實驗結(jié)束的第20周處死。在冰浴中收集小鼠腸道樣本，腸道樣本一方面用作H.E染色，監(jiān)測炎癥或癌癥的發(fā)生、發(fā)展情況。另一方面，用作RT-PCR, Westen blot制樣，分別從RNA水平及蛋白水平觀察galectin-3的變化情況及植物多糖對結(jié)腸炎癌變的影響。 實驗結(jié)果: 腹腔注射DMH(10, 15, 20mg/kg)一周后, 再飲用含2％D

8、SS的飲用水一周。第四周約40％小鼠出現(xiàn)便血。一周后, 便血消失。至第九周, 約有30％的小鼠再次出現(xiàn)便血體征。第十三周, 約10％的小鼠出現(xiàn)脫肛。第二十周, 40％左右的小鼠出現(xiàn)脫肛。在第二十周時100％的小鼠出現(xiàn)結(jié)腸腺癌。從H.E切片結(jié)果來看，小鼠腸道病變基本遵循了從輕度炎癥（滲出，淺表潰瘍）向中度炎癥，重度炎癥，不典型增生、癌前病變向原位癌、轉(zhuǎn)移癌轉(zhuǎn)變等過程。而植物多糖組小鼠的腸道炎癥控制在中等程度。采用RT-PCR，Wester

9、n-blot方法測定結(jié)腸粘膜galectin-3的水平經(jīng)歷了四次變化： 1）炎癥早期，結(jié)腸粘膜細胞的細胞質(zhì)中，galectin-3的表達明顯降低，核質(zhì)比明顯下降； 2）炎癥中晚期，結(jié)腸粘膜細胞的細胞質(zhì)中，galectin-3的表達水平仍然低于正常粘膜細胞，但較急性期有所升高。細胞核的galectin-3顯著升高，核質(zhì)比升高； 3）結(jié)腸腫瘤形成后，galectin-3在細胞質(zhì)表達與正常粘膜細胞相比，未見顯著性差異。

10、核質(zhì)比有所增高； 4）植物多糖治療的小鼠，結(jié)腸粘膜galectin-3表達明顯增高，細胞核的galectin-3也顯著升高，核質(zhì)比上升。 結(jié)論: 1.Galectin-3 的變化、亞細胞分布參與結(jié)腸炎進程中反復(fù)的損傷、修復(fù)、增生、腺瘤形成與癌變。 2.細胞質(zhì)galectin-3 的表達從炎癥期的降低到癌變時的恢復(fù)，與報道的人類結(jié)腸炎與結(jié)腸癌galectin-3 的表達變化趨勢一致，表明該模型能較好地模擬人