关键词:
结直肠癌
异常隐窝灶
肠道菌群
肠道菌群代谢产物
摘要:
目的:作为全球第三大常见的癌症,结直肠癌(Colorectal Cancer,CRC)的发病率依然呈逐年增高的趋势,其发病的具体机制尚未探明,相关研究认为CRC的发生由多种因素造成,是基因与环境因素共同作用的结果,其中肠道菌群与CRC的发生密切相关。异常隐窝灶(Aberrant Crypt Foci,ACF)已被确定为CRC的一种癌前病变,先于腺瘤的发生,并且目前认为遵循ACF→腺瘤→结直肠癌途径。前期实验已经证实ACF时期肠道菌群及菌群代谢能力发生了改变。因此本实验利用ACF时期中收集的粪便样本,扩增厌氧菌(厌氧菌约占肠道菌群的99%以上),给予一定的底物并提取菌群的发酵液,通过观察肠道菌群发酵液对结直肠肿瘤细胞增殖、凋亡、侵袭和迁移的影响以及发酵液对结直肠肿瘤细胞白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)、诱导信号传导子及转录激活子3(Signal Transducer and Activator of Transcrip-tion3,STAT3)及磷脂酰肌醇-3-激酶α亚单位(Phosphatidyl Inositol 3-kinase Catalytic Subunit Alpha Isoform,PI3KCA)基因mRNA的表达的影响,探讨菌群的代谢产物对于结直肠肿瘤细胞的影响及其可能的作用机制。方法:样本收集:前期实验造模随机分为两组(实验组SD大鼠30只连续2W每W颈背部注射一次致癌剂1,2-二甲基肼(DMH),对照组SD大鼠12只注射相应体积的空白缓冲液),于造模后开始每隔1W收集一次所有大鼠的粪便样本(3-4粒,约1g),同时随机处死实验组3只,对照组1只大鼠,取全段结肠,行ACF计数。根据前期实验所观察到造模后不同时间点两组大鼠全段结肠肠管的ACF数目及ACF计数方差分析所得的同类子集表结果,选取第2次(第3W)、第4次(第7W)、第8次(第15W)三个时间点收集的两组的粪便进行后续研究。扩增细菌,给予细胞培养基DMEM/F12作为底物进行厌氧发酵,提取菌群的发酵液,根据发酵液的粪便样本来源和收集粪便样本的时间点,分组如下:第2次收集的实验组和对照组的粪便分为S2和D2组,第4次收集的两组粪便分为S4和D4组,第8次收集的两组粪便分为S8和D8组。用各组菌群发酵液干预结直肠肿瘤Lo Vo细胞株后(设置一个NC组,其他组用一定的浓度梯度发酵液干预时,NC组用DMEM/F12完全培养基作为空白对照组),采用Counting Kit-8(简称CCK-8)法检测各组细胞的增殖抑制状态,采用流式细胞术(Flow Cytometry)、划痕实验(Scratch Test)和Transwell侵袭迁移实验,检测各组细胞凋亡率、迁移和侵袭能力,运用Real-time PCR技术检测各组细胞中IL-6、STAT3及PI3KCA基因mRNA的表达情况。结果:1、同种浓度梯度(20%/10%/5%)干预相同时间(24h/48h/72h)。当发酵液浓度为20%,干预细胞24h后,各组的增殖抑制率对比结果如下:S2 V.S.D2,S4 V.S.D4,S8 V.S.D8,S2 V.S.S4,S2 V.S.S8差异均有统计学意义(P<0.01),实验组的增殖抑制率均高于相对应的对照组,而S4 V.S.S8和D2 V.S.D4 V.S.D8差异无统计学意义(P>0.05);当各组发酵液浓度均为10%或5%,干预细胞24h后:统计结果同上。当发酵液浓度为20%,干预细胞48h后,各组的增殖抑制率对比结果如下:S2 V.S.D2,S4 V.S.D4,S8 V.S.D8,S2 V.S.S4,S2 V.S.S8,S4 V.S.S8差异均有统计学意义(P<0.05),实验组的增殖抑制率均高于相对应的对照组,且三个实验组S2、S4、S8的抑制率逐渐增高,而D2 V.S.D4 V.S.D8差异无统计学意义(P>0.05);当各组发酵液浓度均为10%或5%,干预细胞48h后:统计结果与浓度为20%,干预48h时相同。当发酵液浓度为20%,干预细胞72h后,各组的增殖抑制率对比结果如下:S2 V.S.D2,S4V.S.D4,S8 V.S.D8,S2 V.S.S4,S2 V.S.S8,S4 V.S.S8差异均有统计学意义(P<0.01),实验组的增殖抑制率均高于相对应的对照组,且三个实验组S2、S4、S8的抑制率逐渐增高,而D2 V.S.D4 V.S.D8差异无统计学意义(P>0.05);当发酵液浓度为10%,干预细胞72h后,各组的增殖抑制率对比结果如下:S2 V.S.D2,S4 V.S.D4,S8 V.S.D8,S2 V.S.S4,S2 V.S.S8差异均有统计学意义(P<0.01),实验组的增殖抑制率均高于相对应的对照组,而S4 V.S.S