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目的:研究DHA和EPA干预对肥胖动物肠肿瘤形成的影响,从炎症通路、肠黏膜屏障以及肠道微生物等方面探讨其中的潜在机制,为明确DHA、EPA在肠肿瘤预防中的应用价值提供科学依据。
方法:4周龄C57BL/6J雄性小鼠按照体重随机分成5组:正常对照组、正常AOM/DSS组、肥胖AOM/DSS组、肥胖AOM/DSS+DHA组、肥胖AOM/DSS+EPA组。正常对照组、正常AOM/DSS组饲喂正常饲料,肥胖AOM/DSS组、肥胖AOM/DSS+DHA组、肥胖AOM/DSS+EPA组饲喂40%脂肪供能比的高脂饲料以诱导肥胖。然后以肥胖小鼠和正常小鼠为对象,进行肠肿瘤诱发实验。肥胖AOM/DSS+DHA组、肥胖AOM/DSS+EPA组小鼠分别接受200mg/kg·bw DHA或EPA灌胃一个月。然后,正常AOM/DSS组、肥胖AOM/DSS组、肥胖AOM/DSS+DHA组、肥胖AOM/DSS+EPA组给予致癌剂AOM腹腔注射一次(10mg/kg·bw)+3个周期DSS暴露(饮用含1.5%DSS饮水1周+2周正常饮水),以诱导肠肿瘤发生。实验结束,取小鼠结肠组织,解剖记录结肠肿瘤数量,计算肿瘤负荷并进行组织病理学分析。取血清和结肠组织,气相色谱法检测脂肪酸含量。蛋白免疫印迹法检测结肠组织中炎症通路TNF-α/NF-κB、IL-6/Stat3和NLRP3/IL-1β蛋白表达;增殖相关通路PI3K/Akt、MAPK/Erk和Wnt/β-catenin及c-myc和Cyclin D1蛋白表达;肠道屏障相关蛋白Claudin-1、Occludin、TFF3以及PPAR-α和PPAR-γ水平。16S rRNA测序检测小鼠粪便微生物群落构成。
结果:肥胖小鼠肠肿瘤负荷与正常体重小鼠无差异。DHA、EPA干预明显抑制结肠肿瘤的形成,EPA的保护作用最明显。EPA干预显著减少结肠组织重量/长度比值,升高小鼠结肠组织DHA/AA比值。蛋白印迹结果显示,与DHA干预比较,EPA显著下调MPO表达,抑制TNF-α/NF-κB、IL-6/Stat3、NLRP3/IL-1β炎症通路,降低Wnt/β-catenin通路及其下游癌基因c-myc和Cyclin D1蛋白表达,降低PI3K/Akt和MAPK/Erk通路蛋白表达,上调抑癌基因p53表达,抑制肿瘤形成。EPA还升高了肠道屏障相关蛋白Occludin、Claudin-1和TFF3蛋白水平。DHA、EPA干预增加了有益菌Bifidobacterium、Lactobacillus的丰度,升高了短链脂肪酸(SCFAs)生成菌Clostridia、Roseburia的比例。
结论:(1)DHA和EPA干预可抑制肥胖小鼠肠肿瘤的发生,EPA的抑制作用更强。
(2)EPA通过下调TNF-α/NF-κB、IL-6/Stat3、NLRP3/IL-1β、PI3K/Akt、MAPK/Erk、Wnt/β-catenin通路,抑制肿瘤的发生。
(3)EPA通过上调p53抑癌基因表达,增加肠组织Claudin-1、Occludin、TFF3表达,抑制肠肿瘤的发生。
(4)DHA和EPA调节肠道菌群构成、诱导产SCFAs菌丰度升高,抑制结直肠肿瘤的发生,EPA对产SCFAs菌的诱导作用更为明显。
(5)本研究中DHA和EPA干预组PPAR-α和PPAR-γ蛋白表达明显升高,为进一步探索PPAR-α和PPAR-γ在EPA抑制肠肿瘤形成中的作用提供线索。
方法:4周龄C57BL/6J雄性小鼠按照体重随机分成5组:正常对照组、正常AOM/DSS组、肥胖AOM/DSS组、肥胖AOM/DSS+DHA组、肥胖AOM/DSS+EPA组。正常对照组、正常AOM/DSS组饲喂正常饲料,肥胖AOM/DSS组、肥胖AOM/DSS+DHA组、肥胖AOM/DSS+EPA组饲喂40%脂肪供能比的高脂饲料以诱导肥胖。然后以肥胖小鼠和正常小鼠为对象,进行肠肿瘤诱发实验。肥胖AOM/DSS+DHA组、肥胖AOM/DSS+EPA组小鼠分别接受200mg/kg·bw DHA或EPA灌胃一个月。然后,正常AOM/DSS组、肥胖AOM/DSS组、肥胖AOM/DSS+DHA组、肥胖AOM/DSS+EPA组给予致癌剂AOM腹腔注射一次(10mg/kg·bw)+3个周期DSS暴露(饮用含1.5%DSS饮水1周+2周正常饮水),以诱导肠肿瘤发生。实验结束,取小鼠结肠组织,解剖记录结肠肿瘤数量,计算肿瘤负荷并进行组织病理学分析。取血清和结肠组织,气相色谱法检测脂肪酸含量。蛋白免疫印迹法检测结肠组织中炎症通路TNF-α/NF-κB、IL-6/Stat3和NLRP3/IL-1β蛋白表达;增殖相关通路PI3K/Akt、MAPK/Erk和Wnt/β-catenin及c-myc和Cyclin D1蛋白表达;肠道屏障相关蛋白Claudin-1、Occludin、TFF3以及PPAR-α和PPAR-γ水平。16S rRNA测序检测小鼠粪便微生物群落构成。
结果:肥胖小鼠肠肿瘤负荷与正常体重小鼠无差异。DHA、EPA干预明显抑制结肠肿瘤的形成,EPA的保护作用最明显。EPA干预显著减少结肠组织重量/长度比值,升高小鼠结肠组织DHA/AA比值。蛋白印迹结果显示,与DHA干预比较,EPA显著下调MPO表达,抑制TNF-α/NF-κB、IL-6/Stat3、NLRP3/IL-1β炎症通路,降低Wnt/β-catenin通路及其下游癌基因c-myc和Cyclin D1蛋白表达,降低PI3K/Akt和MAPK/Erk通路蛋白表达,上调抑癌基因p53表达,抑制肿瘤形成。EPA还升高了肠道屏障相关蛋白Occludin、Claudin-1和TFF3蛋白水平。DHA、EPA干预增加了有益菌Bifidobacterium、Lactobacillus的丰度,升高了短链脂肪酸(SCFAs)生成菌Clostridia、Roseburia的比例。
结论:(1)DHA和EPA干预可抑制肥胖小鼠肠肿瘤的发生,EPA的抑制作用更强。
(2)EPA通过下调TNF-α/NF-κB、IL-6/Stat3、NLRP3/IL-1β、PI3K/Akt、MAPK/Erk、Wnt/β-catenin通路,抑制肿瘤的发生。
(3)EPA通过上调p53抑癌基因表达,增加肠组织Claudin-1、Occludin、TFF3表达,抑制肠肿瘤的发生。
(4)DHA和EPA调节肠道菌群构成、诱导产SCFAs菌丰度升高,抑制结直肠肿瘤的发生,EPA对产SCFAs菌的诱导作用更为明显。
(5)本研究中DHA和EPA干预组PPAR-α和PPAR-γ蛋白表达明显升高,为进一步探索PPAR-α和PPAR-γ在EPA抑制肠肿瘤形成中的作用提供线索。