《Hepatology》補(bǔ)充抗氧化劑抗癌？不是想吃就能吃！
抗氧化劑在癌癥的發(fā)生和發(fā)展中的角色越來(lái)越有爭(zhēng)議，越來(lái)越多的證據(jù)顯示不同的抗氧化劑在不同類(lèi)型的癌癥進(jìn)程中，既有可能會(huì)起到積極的預(yù)防作用，又或者會(huì)加速癌癥的發(fā)展。盡管不能全盤(pán)否認(rèn)抗氧化劑在預(yù)防腫瘤方面積極的作用，該不該使用抗氧化劑以及如何使用，都給人們?cè)斐闪讼喈?dāng)?shù)睦_。第二軍醫(yī)大學(xué)近日于《Hepatology》發(fā)文指出，在原發(fā)性肝細(xì)胞癌的發(fā)生進(jìn)程中，靶向線粒體或非靶向線粒體的抗氧化劑具有相當(dāng)不同的作用。兩種類(lèi)型的抗氧化劑通過(guò)影響ATM/ATR的活性，調(diào)控DNA的損傷修復(fù)，對(duì)原發(fā)性肝細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展起到了截然不同的作用，為相關(guān)的藥物治療提供了新思路。本研究的RNA -seq實(shí)驗(yàn)部分由伯豪生物助力完成。
研究思路
研究結(jié)果
1.非靶向線粒體的抗氧化劑促進(jìn)修復(fù)DNA損傷，抑制原發(fā)性肝細(xì)胞癌（HCC）的發(fā)生和發(fā)展，而靶向線粒體的抗氧化劑促進(jìn)肝癌的發(fā)生和發(fā)展
通過(guò)注射DEN造成原發(fā)性肝細(xì)胞腫瘤的患病小鼠，分別飼喂兩種類(lèi)型，非靶向線粒體和靶向線粒體的抗氧化劑。飼喂非靶向線粒體NAC的小鼠，其腫瘤大小約為對(duì)照組的四分之一，相比而言，腫瘤生長(zhǎng)得到了顯著抑制。飼喂線粒體靶向型抗氧化劑SS31的HCC小鼠與對(duì)照組相比，腫瘤顯著增大。相似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)由另外兩種抗氧化劑，線粒體靶Trolox和線粒體靶向型抗氧化劑MitoQ證實(shí)。
由DEN和CCl4共同作用造成的HCC更接近于人類(lèi)病癥，本研究中同時(shí)在DEN和CCl4共同作用產(chǎn)生的HCC小鼠模型上進(jìn)行了相同的抗氧化劑處理，結(jié)果與DEN處理患病小鼠一致。
2.轉(zhuǎn)錄測(cè)序?qū)嶒?yàn)揭示兩種類(lèi)型抗氧化劑處理后氧化還原反應(yīng)，以及DNA損傷應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)量顯著變化
對(duì)DEN 和CCl4共同處理造成的HCC小鼠，分別飼喂線粒體靶向和非線粒體靶向的兩種類(lèi)型的抗氧化劑處理后，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序?qū)嶒?yàn)。與PBS處理對(duì)照組相比，GO功能分析顯示，氧化還原反應(yīng)相關(guān)的基因，表達(dá)量發(fā)生了顯著變化，這表明小鼠體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)狀態(tài)可能對(duì)于HCC的發(fā)生發(fā)展起到了重要影響。RNA-seq實(shí)驗(yàn)揭示，差異基因在DNA損傷應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)通路顯著富集。NAC和SS31引起的氧化還原狀態(tài)以及DNA損傷反應(yīng)中很不相同。
在諸多關(guān)注的氧化還原反應(yīng)相關(guān)因子中，細(xì)胞色素P450家族中的CYP4A10，CYP4A14，LBP1以及CBR1四個(gè)基因表達(dá)有顯著差異，表現(xiàn)為經(jīng)NAC處理表達(dá)量顯著減少，經(jīng)SS31處理表達(dá)量顯著增加，測(cè)序結(jié)果通過(guò)qPCR實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。同時(shí)，免疫熒光試驗(yàn)顯示，CYP4A10在經(jīng)NAC處理后顯著減少，而經(jīng)SS31處理后，積累顯著增加。
3. SS31加劇DNA損傷程度，而NAC處理促進(jìn)修復(fù)DNA損傷
對(duì)DNA損傷marker 8-OHdG，以及DEN誘發(fā)產(chǎn)生的丙二醛（MDA）進(jìn)行免疫組化實(shí)驗(yàn)，經(jīng)SS31處理后，DNA損傷標(biāo)記物顯著積累，而在NAC處理后顯著降低。同時(shí)，脫嘌呤或嘧啶（AP）位點(diǎn)在肝組織的分布經(jīng)SS31以及NAC處理后也發(fā)生了顯著變化。這些結(jié)果暗示了氧脅迫mtROS可能在DNA損傷中起到的重要作用。
DDR、組蛋白（H2AX）、p53結(jié)合蛋白（P53BP1）、BRCA1在DNA損傷的應(yīng)激反應(yīng)中都起到了關(guān)鍵作用，而SS31處理使這些因子的表達(dá)顯著降低，NAC促進(jìn)這些蛋白的表達(dá)。有意思的是，細(xì)胞凋亡和半胱氨酸蛋白酶caspase-3 和多聚 (ADP-核糖)聚合酶PARP，細(xì)胞凋亡相關(guān)因子額表達(dá)僅在NAC和Trolox處理后表達(dá)顯著提升，而經(jīng)線粒體靶向的抗氧化劑處理后表達(dá)無(wú)顯著變化。
不同類(lèi)型的抗氧化劑對(duì)于ATM的影響，提示我們ROS產(chǎn)生位置的不同，可能會(huì)對(duì)DNA損傷造成不同的影響。經(jīng)SS31處理后，p-ATM在線粒體內(nèi)積累增加，而在細(xì)胞核中積累顯著降低。相反地，經(jīng)NAC處理后，p-ATM在線粒體內(nèi)積累顯著降低，而在細(xì)胞核中顯著增加。另外，免疫熒光實(shí)驗(yàn)表明，NAC處理后，ATM在細(xì)胞核區(qū)域大量積累，而SS31引起ATM在線粒體周?chē)拿黠@積累。
原文出處
Wang B, Fu J, Yu T, Xu A, Qin W, Yang Z, Chen Y, Wang H. Contradictory effects of mitochondria- and non-mitochondria-targeted antioxidants on hepatocarcinogenesis by altering DNA repair. Hepatology. 2017.
參考文獻(xiàn)
1. Sipowicz MA, Chomarat P, Diwan BA, Anver MA, Awasthi YC, Ward JM, Rice JM, et al. Increased
oxidative DNA damage and hepatocyte overexpression of specific cytochrome P450 isoforms in hepatitis of mice infected with Helicobacter hepaticus. Am J Pathol 1997;151:933-941.
2. Williams PA, Cosme J, Sridhar V, Johnson EF, McRee DE. Mammalian microsomal cytochrome P450
monooxygenase: structural adaptations for membrane binding and functional diversity. Mol Cell 2000;5:121-131.
3. Agarwal A, Said TM. Oxidative stress, DNA damage and apoptosis in male infertility: a clinical approach. BJU Int 2005;95:503-507.
4. Brookes PS, Yoon Y, Robotham JL, Anders MW, Sheu SS. Calcium, ATP, and ROS: a mitochondrial lovehate triangle. Am J Physiol Cell Physiol 2004;287:C817-833.
5. Li N, Ragheb K, Lawler G, Sturgis J, Rajwa B, Melendez JA, Robinson JP. Mitochondrial complex I inhibitor rotenone induces apoptosis through enhancing mitochondrial reactive oxygen species production. J Biol Chem 2003;278:8516-8525.
6. Zhou R, Yazdi AS, Menu P, Tschopp J. A role for mitochondria in NLRP3 inflammasome activation.
Nature 2011;469:221-225.
7. Jackson SP, Bartek J. The DNA-damage response in human biology and disease. Nature 2009;461:1071-1078.
8. Willcox JK, Ash SL, Catignani GL. Antioxidants and prevention of chronic disease. Crit Rev Food Sci Nutr 2004;44:275-295.
9. Sablina AA, Budanov AV, Ilyinskaya GV, Agapova LS, Kravchenko JE, Chumakov PM. The antioxidant function of the p53 tumor suppressor. Nat Med 2005;11:1306-1313.
10. Bjelakovic G, Nikolova D, Gluud LL, Simonetti RG, Gluud C. Mortality in randomized trials of antioxidant supplements for primary and secondary prevention: systematic review and meta-analysis. JAMA 2007;297:842-857.
11. Bjelakovic G, Nikolova D, Simonetti RG, Gluud C. Antioxidant supplements for prevention of gastrointestinal cancers: a systematic review and meta-analysis. Lancet 2004;364:1219-1228
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