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目的:通过建立4-硝基喹啉-1-氧化物(4-nitro quinoline-1-oxide,4NQO)诱导的C57BL/6小鼠食管癌前病变模型,利用正交设计形式筛选的最佳比例的中药有效成分组方(连翘脂素、天花粉蛋白、党参糖蛋白、香加皮三萜类化合物)—连花参加方进行动物体内实验,研究该中药方剂逆转食管癌前病变细胞分化的效果,并通过免疫组织化学染色法检测各组小鼠食管组织中Wnt通路β-catenin蛋白的表达变化,探讨该组方逆转食管癌前病变细胞分化的可能作用机理。 方法:C57BL/6小鼠300只,随机分为6组:①空白对照组(A1组,n=30),不做任何处理,常规喂养。②灌胃对照组(A2组,n=30),灌胃甲基纤维素溶液,每只每次0.1ml,每周3次。③单纯诱癌组(B组,n=60),100μg/ml4NQO水诱癌15周,之后常规喂养。④受试药物治疗组(C组,n=60),100μg/ml4NQO水诱癌15周后停止诱癌,灌胃连花参加方进行治疗。灌胃连花参加方溶液每只每次0.1ml,每周3次。⑤受试药物预防组(D组,n=60),100μg/ml4NQO水诱癌,同时灌胃连花参加方进行预防,诱癌15周后停止诱癌。灌胃连花参加方溶液每只每次0.1ml,每周3次。⑥ATRA(all-trans retinoic acid)治疗组(E组,n=60),100μg/ml4NQO水诱癌15周后停止诱癌,灌胃ATRA进行治疗。灌胃ATRA溶液每只每次0.1ml,每周3次。在诱癌开始后第12、15周时,空白对照组、灌胃对照组、单纯诱癌组、受试药物预防组分别处死5只小鼠;诱癌开始后第18、21周时,空白对照组、灌胃对照组分别处死5只,单纯诱癌组、受试药物治疗组、受试药物预防组、ATRA治疗组分别处死15只;诱癌开始后第24周时处死全部剩余小鼠。应用常规HE染色观察小鼠食管上皮组织病理学变化;利用透射电子显微镜观察小鼠食管上皮的超微结构变化;采用免疫组织化学染色法检测各组小鼠食管组织中β-catenin蛋白的表达变化。 结果: 1实验动物的一般情况 实际可评价动物数285只,15只在实验完成前死亡:灌胃对照组3只,单纯诱癌组4只,受试药物治疗组2只,受试药物预防组5只,ATRA治疗组1只。实验期间各组实验小鼠在活动度、毛发光泽度、进食、饮水、体重方面无明显差异。 2食管组织病理学观察 组织病理学检查表明,4NQO诱导的小鼠食管上皮组织经历了单纯性增生→轻度异常增生→中度异常增生→重度异常增生→原位癌→浸润癌的典型病理变化。 100μg/ml4NQO水诱癌处理18、21、24周时,单纯诱癌组小鼠的食管上皮癌变率分别为13.3%、26.7%、68.7%。与单纯诱癌组相比,诱癌开始后18、21周时,受试药物治疗组、受试药物预防组、ATRA治疗组小鼠的食管上皮癌变率均低于单纯诱癌组,但差异无统计学意义(P>0.05)。诱癌开始后24周时,受试药物治疗组、受试药物预防组、ATRA治疗组小鼠的食管上皮癌变率分别为17.9%、26.7%、10.3%,均显著低于单纯诱癌组(P<0.05),三组之间无统计学差异,癌变抑制率分别是74.0%、61.2%、85.0%。 3各组小鼠食管组织中β-catenin蛋白的表达 β-catenin蛋白在正常小鼠食管上皮细胞的细胞膜呈现均匀性分布,在食管上皮异常增生细胞和癌变细胞中出现异常表达,表现为在细胞膜上不均匀性分布或不表达,在细胞质和/或细胞核中呈现阳性表达。 单纯诱癌组小鼠食管鳞状上皮细胞中,18例异常增生组织中有4例β-catenin蛋白呈现异常表达,异常表达率为22.2%,13例食管鳞癌组织中有10例β-catenin蛋白呈异常表达,异常表达率为76.9%,β-catenin蛋白的表达从正常食管上皮→异常增生→鳞癌,异常表达率分别为0、22.2%、76.9%,随着病变程度的加重,异常表达呈递增趋势,差异有统计学意义(P<0.05)。单纯诱癌组小鼠食管鳞状上皮细胞中β-catenin蛋白的异常表达率随着诱癌时间的延长而升高。诱癌开始后18周时β-catenin蛋白的异常表达率为26.7%,高于同时期的空白对照组,但无统计学意义。诱癌开始后24周时β-catenin蛋白的异常表达率为62.5%,显著高于同时期的空白对照组(P<0.05)。与单纯诱癌组相比,诱癌开始后18周时,受试药物治疗组、受试药物预防组、ATRA治疗组小鼠食管上皮组织中β-catenin蛋白的异常表达率均低于单纯诱癌组,但无统计学差异(P>0.05)。诱癌开始后24周时,受试药物预防组异常表达率低于单纯诱癌组,但无统计学意义(P=0.073),受试药物治疗组、ATRA治疗组小鼠食管上皮组织中β-catenin蛋白的异常表达率均显著低于单纯诱癌组(P<0.05),三个用药组之间无统计学差异。 结论: 14NQO可以诱导C57BL/6小鼠产生食管鳞状上皮细胞癌变。 2连花参加方可有效抑制4NQO诱导小鼠食管癌变的发生与发展。 3β-catenin的异常聚积与C57BL/6小鼠食管癌变相关,是食管鳞状细胞癌变的早期事件。 4连花参加方阻遏食管鳞癌进展的作用可能与抑制β-catenin累积有关。