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编号:10283037
2(3)-叔丁基-4-羟基茴香醚对HBV转基因小鼠肝肿瘤的防护作用研究
http://www.100md.com 《肿瘤》 1999年第3期
     作者:王金莹* 王立新 林三仁

    单位:北京医科大学第三临床医学院 消化内科(北京100083)

    关键词: HBV转基因小鼠;肝肿瘤;醌还原酶;PCNA 2(3)-叔丁基-4-羟基茴香醚

    肿瘤990304 目的 观察抗氧化剂2(3)-叔丁基-4-羟基茴香醚(BHA)对HBV转基因小鼠肝肿瘤的防护作用。方法 26只HBV转基因和24只非转基因小鼠,用生化法测定肝脏醌还原酶(QR)和谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)活性、丙二醛(MDA)含量和免疫组化法研究肝肿瘤PCNA表达。结果 转基因小鼠BHA组肝癌发生率0,显著低于普饲组42%(5/12例)。BHA诱导肝脏QR和GST活性升高3~7倍,降低MDA。BHA组肝腺瘤PCNA标记指数3.49±2.42%,显著低于普饲组(5.48±2.29%)。结论 BHA长期应用有效延缓了HBV转基因小鼠肝肿瘤的发生发展进程。
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    PROTECTION AGAINST HEPATOCARCINOGENESIS BY

    2(3)TERT-BUTYL-4-HYDROXYANISOLE

    IN HBV LARGE ENVELOPE TRANSGENIC MICE

    Wang Jin-ying,Wang Lixin,Lin

    Sanren.Department of Gastroenterology,The Third Clinical Medical

    College,Beijing Medical University,Beijing 100083

    Objective:To study the protection against hepatocarcinogenesis in HBV large envelope transgenic mice by dietary antioxidant 2(3)-tert-butyl-4-hydroxyanisole (BHA).Methods:By determining the enzyme activities,liver MDA and PCNA immunohistochemical staining,the protective effect of BHA was observed in 26 transgenic mice.24 non-transgenic mice served as control.Results:The incidence of carcinoma was 0 in BHA group,which was significantly lower than that in common diet group(42%,5/12 cases).The NAD(P)H:quinone reductase activity and glutathinone S-transferases of liver cytosols were increased to 3~7 times control values in response to BHA.The mean PCNA labeling index (3.49±2.42%) in PHA group was significantly lower than that in control(5.48±2.29%).Conclusion:Early and continued addition of BHA to thediet effectively put off hepatocarcinogenesis in HBV transgenic mice.
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    Key words HBV transgenic mice Liver neoplasms PCNA NAD(P)H:quinone reductase 2(3)-tert-butyl-4-hydroxyanisole

    研究认为,肝细胞恶性转化与HBV引起反复的慢性肝炎使肝脏氧自由基产生增加、抗氧化能力降低[1]以及HBV感染的肝脏GST活性下降[2]密切相关。提示,清除氧自由基保护肝细胞有可能抑制癌变过程。本文应用HBV包膜转基因小鼠观察抗氧化剂2(3)-叔丁基-4-羟基茴香醚(2(3)tert-butyl-4-hydroxyanisole,BHA)对其肝肿瘤发生发展的影响。

    材料与方法

    一、实验动物

    HBV包膜转基因小鼠50-4系,携带人类HBV ayw血清亚型Bgl II-A片段(含Pre-S,S,X基因)。于4~6周龄时用ELISA法检测血清HBsAg确定转基因阳性。转基因雄性小鼠26只,12只普饲,14只饲料中添加0.5%(w/w)BHA。非转基因雄性小鼠24只作为对照,其中12只给普饲喂养,另12只给含0.5%的BHA。小鼠于18~22月龄时被脱臼处死取肝作匀浆并作病理学检查。
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    二、主要试剂

    2(3)-叔丁基- 4-羟基茴香醚(BHA),甲萘醌,还原型GSH等购自Sigma公司。HBsAg ELISA检测试剂盒购自美国Abbort实验诊断中心。1-氯-2,4-二硝基苯(CDNB),1,2-二氯-4-硝基苯(DCNB),购自Aldrich 公司。抗PCNA PC10单克隆抗体和免疫组化LSABTM试剂盒(DAKO公司),购自北京中山生物技术有限公司。

    三、实验方法

    1.肝细胞胞浆QR活性检测 方法参照文献[3,4]

    2.肝细胞胞浆GST活性检测 以CDNB和DCNB为反应底物,它们分别代表了两种GST同工酶的活性。

    3.肝匀浆丙二醛(MDA)含量的测定 采用硫代巴比妥酸法。
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    4.肝肿瘤增殖细胞核抗原(PCNA)免疫组化研究

    标本:BHA组肝肿瘤切片13例,普饲组肝肿瘤切片12例,非转基因小鼠肝切片12例作正常对照。按试剂盒说明采用LSABTM法。微波炉92℃~94℃修复抗原,抗PCNA PC10单抗浓度为1∶50。阳性对照,为己知阳性肝腺瘤标本:阴性对照,以TBS代替一抗。阳性判定标准以胞核出现棕褐色颗粒沉着。在装有目镜网格测微尺的高倍视野中计数500个以上细胞中的阳性染色细胞数,计算核标记指数。

    5.统计学分析

    采用双侧t检验或u检验,P<0.05有统计学差异;P<0.001有高度统计学差异。

    结果

    一、肝脏病理学检查
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    大体检查,所有转基因小鼠肝脏生成多发结节或肿块。大部分普饲组小鼠肝肿瘤结节融合成直径大于10 mm的巨大结节,呈灰白色,切面无出血和坏死。组织学上,BHA组14例中13例为腺瘤,1例为增生灶,无癌变。而普饲组42%(5/12例)已发生癌变,其余为腺瘤。非转基因鼠普饲组或BHA组均未观察到有瘤结节产生。

    二、肝脏QR活性和GSTs活性的检测结果

    肝细胞胞质液QR活性和GSTs活性,在转基因和非转基因小鼠BHA组均较相应普饲组显著升高,(P<0.001)。QR活性平均升高5.09~7.29倍;GST以CDNB为底物的同工酶平均升高2.67~3.14倍,以DCNB为底物的同工酶平均升高4.18~5.14倍。结果见附表。

    附表 实验小鼠肝脏QR活性和GSTs活性检测结果

    分组
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    例数

    QR活性U/mg蛋白

    GSTs活性(U/mg蛋白)

    (CDNB)

    (DCNB)

    非转基因普饲组

    12

    38±7

    1227±158

    13.0±1.6

    非转基因BHA组

    12
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    275±60*

    3283±288*

    66±7.7*

    转基因普饲组

    12

    80±28

    1093±240

    18±4.6

    转基因BHA组

    14

    408±113*

    3435±284*
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    74±6.0*

    注:与相应普饲组比较:*P<0.001

    三、肝组织MDA测定结果

    肝组织MDA平均值在非转基因小鼠BHA组(790±106 nmol/g肝)较普饲组

    (864±49.0 nmol/g肝)略低,两组之间比较无统计学差异。在转基因小鼠普饲组(996±91.5 nmol/g 肝)较非转基因小鼠普饲组显著升高,P<0.05;但应用BHA后使转基因小鼠肝MDA含量降低,平均值为972±127 nmol/g肝,接近非转基因小鼠普饲组。

    四、PCNA免疫组化染色结果

    PCNA阳性检出率在非转基因鼠普饲组肝为42%(5/12例),核标记指数为0.88±0.26%。
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    在转基因小鼠肝肿瘤阳性检出率96%(24/25例),核标记指数在转基因BHA组肝腺瘤3.49±2.42%,显著低于转基因普饲组5.48±2.29%(P<0.05)。转基因普饲组有5例诊断为肝癌的切片上计数PCNA核标记指数为4.18%~31.11%,平均值为13.09%±10.7%,不仅显著高于非转基因组(P<0.05),而且与两组腺瘤比较也具有统计学差异(P<0.05)。

    讨论

    乙肝病毒包膜转基因小鼠50-4系,是目前用于研究人类HBV相关肝癌发生的理想模型。它体现肝癌的发生是经历了慢性活动性肝炎→增生灶(变异细胞灶)→腺瘤性增生→腺癌一系列过程。

    研究发现,氧自由基(OFR)可能对癌变的启动、促进和进展阶段都有作用。因为OFR损伤的实质是在核酸、脂质和蛋白质等大分子的局部引起一系列自由基反应。OFR一方面直接引起DNA结构损伤和氧化性修饰,另一方面通过对蛋白质和脂质的过氧化间接损伤DNA,引起染色体裂隙、染色单体断裂,姊妹染色单体交换增加,改变核苷酸残基,从而导致碱基误配、移码突变,缺失,重排等。50-4小鼠肝脏3月龄时出现肝细胞凝固性坏死,4~6月龄时有明显坏死性炎症,枯否氏细胞增生活化,产生大量过氧化物,引起DNA氧化性损伤[5]。本实验观察到转基因小鼠肝脏MDA含量显著高于同龄非转基因小鼠,平均升高1.2倍,表明转基因小鼠肝脏存在增强的生物膜脂质过氧化反应。但应用BHA组转基因小鼠肝脏MDA含量呈降低趋势。非转基因小鼠BHA组与相应普饲组相比也呈降低趋势。表明BHA通过抑制自由基的链式反应,降低脂质过氧化作用,从而减轻DNA氧化性损伤。
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    有关抗氧化剂对肝癌发生抑制作用的机制还不十分明确。已有实验发现[6],在AFB1诱发的大鼠肝肿瘤晚期进展阶段,给予还原型谷胱甘肽灌胃处理,能使已形成的肝肿瘤消退。分析认为,谷胱甘肽的应用使肝癌细胞已减少或消失的滑面内质网重新出现,因此改变了恶性细胞的特性,使肿瘤生长减慢和消退。

    Chedid[7]的研究提示,微粒体药物代谢酶活性的增加伴随肝细胞滑面内质网的增加。BHA是一种药物代谢酶的诱导剂,因此BHA对致癌剂二乙基亚硝基胺(2-AAF)诱发的大鼠肝癌发生的抑制作用,可能与对肝肿瘤细胞的分化诱导和增生抑制有关[8]

    肝腺瘤是肝癌前病变,抑制肝腺瘤细胞的生长也可能延缓癌变进程。本实验发现,BHA组肝腺瘤PCNA核标记指数平均值显著低于普饲组。表明,BHA对肝腺瘤细胞的增殖活性有直接的抑制作用或降低了肝腺瘤细胞的生长速度,可能与延缓肝细胞的恶性转化过程有关。
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    本实验结果显示BHA对小鼠肝脏的QR活性和GSTs活性有显著诱导作用。文献报道[9,10]这种诱导作用发生在mRNA基因转录及酶蛋白水平上,与其活化抗氧化反应元件(ARE)有关。QR催化醌类物质的两电子还原生成氢醌,阻断了半醌自由基的产生,防止了大量氧自由基的形成[4]。GST不仅催化GSH与多种有毒代谢物的结合和排泄,还催化脂类氢过氧化物的还原,因此BHA对II相酶活性的诱导,能增强机体对内外源性代谢毒物的抵抗和解毒能力,可能是其对肝细

    胞的化学保护基础。

    本实验结果提示,BHA在HBV转基因小鼠肝炎病变早期阶段开始持续应用,有效延缓或抑制了HBV转基因小鼠肝癌的发生进程。

    *现在美国Thomas Jefferson大学博士后研究

    第一作者简介 王金莹,女,博士。
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    参 考 文 献

    1 Feig DI,Reid TM,Loeb LA.Reactive oxygen species in tumorigenesis.Cancer Res,1994,54:1890

    2 Zhou T,Evans AA,London TL, et al. Glutathione S-transferase expression in hepatitis B virus-associate human hepatocellular carcinogenesis.Cancer Res,1997,57:2749

    3 Prochaska HJ,Santamaria AB.Direct measurement of NAD(P)H:quinone reductase from cells cultured in microtiter wells:a screening assay for anticarcinogenic enzyme inducers.Anal Biochem,1988.169:328
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    4 王立新,林三仁.2(3)-叔丁基-4-羟基茴香醚对阿霉素诱发小鼠毒性的保护作用及其抗氧化机制.药学学报,1998;33(11):807

    5 Hagen TM,Huang S,Curnutte J,et al.Extensive oxidative DNA damage in hepatocytes of transgenic mice with chronic active hepatitis destined to develophepatocellular carcinoma.Proc Natl Acad Sci.USA,1994,91:12808

    6 Novi AM.Regression of aflatoxin B1-induced hepatocellular carcinomas by reduce glutathione.Science,1981,212:541

, 百拇医药     7 Chedid A,Nair V.Diurnal rhythm in endoplasmic reticulum of rat liver:electron microscopic study.Science,1972,175:176

    8 Tatematsu M,Mera Y,Inoue T, et al.Stable phenotypic expression of glutathione S-transferase placental type and unstable phenotypic expression of γ-glutamyltransferase in rat liver preneoplastic and neoplastic lesions.Carcinogenesis,1988,9(2):215

    9 Buetler TM,Gallagher EP,Wang C,et al.Induction of phaseI and phase II drug-metabolizing. Toxicol Appl Pharm,1995,135:45

    10 Li Y,Jaiswal AK.Regulation of human NAD(P)H:Quinone oxidoreductase gene.J Biol Chem,1992,267(21):12097

    (收稿:1998-07-20 修回:1998-10-22), 百拇医药