Abstract
Bakgrunn
Studier tyder på at mikronæringsstoffer kan endre risikoen eller forsinke progresjon av prostatakreft; derimot, er de molekylære mekanismer som er involvert dårlig forstått. Vi undersøkte effekten av lykopen og fiskeolje på prostata genuttrykk i en dobbeltblind placebokontrollert randomisert klinisk studie.
Metoder
Åtti-fire menn med lav risiko prostatakreft ble stratifisert basert på selvrapportert kosten forbruk av fisk og tomater og deretter randomisert til en 3-måneders intervensjon av lykopen (n = 29) eller fiskeolje (n = 27) tilskudd eller placebo (n = 28). Genuttrykk i morfologisk normal prostata vev ble undersøkt ved baseline og 3 måneder via cDNA microarray analyse. Differential genuttrykk og sti analyser ble utført for å identifisere gener og stier modulert av disse mikronæringsstoffer.
Resultater
Globalt genekspresjonsanalyser viste ingen vesentlige enkeltgener som var knyttet til høyt inntak av fisk eller tomat ved baseline eller etter 3 måneder med tilskudd med lycopene eller fiskeolje. Men utforsk pathway analyser av rang bestilt gener (basert på p-verdier ikke korrigert for multiple sammenligninger) avslørte modulering av androgen og østrogen metabolismen hos menn som rutinemessig forbrukes mer fisk (p = 0,029) og tomat (p = 0,008) sammenlignet til menn som spiste mindre. I tillegg, modulering av arachidonsyre metabolismen (p = 0,01) ble observert etter 3 måneder med fiskeolje som tilskudd sammenlignet med placebogruppen; og modulering av kjernefysiske faktor (erytropoide avledet-2) faktor 2 eller
Nrf2
formidlet oksidativt stress respons for enten supplere versus placebo. (fiskeolje: p = 0,01, lykopen: p = 0,001)
Konklusjoner
Vi fant ikke signifikante individuelle gener assosiert med inntak og tilskudd av lykopen og fiskeolje. Men utforskende analyser viste kandidat
in vivo
veier som kan bli modulert av disse mikronæringsstoffer
Trial Registrering
ClinicalTrials.gov NCT00402285
Citation:. Magbanua MJM, Roy R, Sosa EV, Weinberg V, Federman S, Mattie MD, et al. (2011) Gene Expression og biologiske mekanismer i Tissue av menn med prostatakreft i en randomisert klinisk studie av Lykopen og fiskeolje som tilskudd. PLoS ONE 6 (9): e24004. doi: 10,1371 /journal.pone.0024004
Redaktør: Moray Campbell, Roswell Park Cancer Institute, USA
mottatt: 30 mars 2011; Godkjent: 28 juli 2011; Publisert: 01.09.2011
Copyright: © 2011 Magbanua et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. NIH /NCI RO1 R01CA101042; Prostate Cancer Foundation. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Mange menn med lat prostatakreft oppdages av prostataspesifikt antigen (PSA) screening vil ikke stille sykdomsprogresjon i løpet av livet. Som sådan, kan deres behandling og assosierte bivirkninger være unødvendig [1]. Aktiv overvåking er en forvaltningsstrategi som gir tett oppfølging av lokaliserte kreft å unngå eller forsinke komorbiditet av invasive behandlinger som kirurgi eller stråling [2]. Terapeutisk intervensjon tilbys på tidlige tegn på sykdomsprogresjon. Nylig har etterforskningen av kosthold og livsstil intervensjoner og andre chemoprevention strategier i innstillingen for aktiv overvåking fått betydelig aksept [3]. For eksempel, vår gruppe nylig rapporterte resultatene av et pilotprosjekt som involverer 30 menn som gjennomgikk en tre måneders intervensjon av en lav-fett vegan kosthold og omfattende endringer i livsstil [4]. Expression profilering og sti analyse identifisert betydelig nedregulering av gener involvert i biologiske prosesser som har viktige roller i tumorigenesis.
Laboratory og dyreforsøk dokumentere at fiskeolje [5] og lykopen [6] kan spille en beskyttende rolle i prostata kreftutvikling. I tillegg har epidemiologiske studier vist at dietter rike på fisk og tomater, som er viktige kilder for diett omega-3 fettsyrer og lykopen, henholdsvis, blir assosiert med en lavere insidens av prostatakreft [7], [8], [9 ], [10], [11]. Vi (Chan JM) [12] tidligere rapportert at større inntak av fisk og tomatsaus etter diagnose av prostatakreft ble assosiert med en reduksjon i risikoen for prostatakreft tilbakefall eller progresjon i en kohort av 1202 prostata kreft overlevende. Selv om disse studiene lenker lykopen og fiskeolje med redusert prostatakreft progresjon risiko, de molekylære virkningsmekanismer av disse kostholdsfaktorer har ennå ikke klarlagt.
For å forstå effektene av lykopen og fiskeolje på prostata genuttrykk, vi gjennomførte en randomisert, dobbeltblind, placebokontrollert klinisk studie blant menn med nylig diagnostisert, gunstig risiko prostatakreft (menn eller molekylære effekter av ernæring kosttilskudd). Kvalifiserte menn ble randomisert til å ta placebo, lykopen eller fiskeolje kosttilskudd i tre måneder. Forsøket opprinnelige hypoteser fokusert på kvantitativ RT-PCR-analyse av
a priori
gener som er av interesse (
IGF-1, IGF-1 R, COX-2
). Resultatene av denne analysen var hovedsakelig null og er rapportert separat [13]. Vi rapporterer nå på
a priori
sekundære utfall av global genekspresjon og sti analyser av morfologisk normal prostata vev før og etter intervensjonen.
Metoder
Studiedesign
Den studiedesign og begrunnelsen for MENS har blitt rapportert tidligere [13]. Protokollen for denne rettssaken og støtte CONSORT sjekkliste er tilgjengelig som tilleggsinformasjon; se Sjekkliste S1 og protokoll S1. Kort, MENS var en tre arm randomisert, dobbelt blindet placebokontrollert 90 dagers klinisk studie av fiskeolje og lykopen kosttilskudd med hver sammenlignet med placebo. Tiltakene besto av to 15 mg lykopen softgel kapsler daglig (Lyc-O-Mato® donert av, Lycored, Israel) eller tre 1 gm fiskeoljekapsler daglig (som inkluderte 1098 mg eikosapentaensyre (EPA) og 549 mg dokosaheksaensyre (DHA) fettsyrer syrer, produsert av perfekte Kilde, Fullerton, CA med virkestoffet donert av Roche Vitaminer, Parsippany, NJ). Placebo ble gitt av de respektive produsentene av de aktive piller for lycopene og fiskeolje. Alle menn ble også gitt en standard multivitamin (1 tablett /dag, Dixon /Akyma) og bedt om å avstå fra alle andre typer vitamin eller mineraltilskudd i løpet av de tre månedene av intervensjon. Fiskeoljen og lykopen doser ble valgt basert på den minimale og maksimale rekkevidde ved hvilken tidligere kliniske forsøk hadde observert fysiologiske effekter og ingen toksisitet for lycopene [14], [15], [16], [17], [18] [19 ] [7], [20] og fiskeolje som tilskudd [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27]. Intervensjonen varighet på tre måneder ble valgt basert på tidligere studier som rapporterte på genuttrykk endringer innen tre måneder [15], [21], [28]; og basert på samråd med lokale prostatakreft advokater og støtte grupper som rådet at de fleste menn ikke ønsker å stoppe andre kosttilskudd i mer enn tre måneder.
Baseline kostholdsdata på fisk og tomatforbruket ble brukt for stratifisering ( dvs. mer enn 4 porsjoner /dag tomatprodukter = høy, mer enn 2 porsjoner /uke fiske = høy; cut poeng basert på publisert litteratur [12]) med pasienter randomisert fra hvert stratum å kontrollere for mulige konfunderende når man sammenligner intervensjonen våpen. Randomiseringssekvensen for fire ernæring strata ble generert ved hjelp nQuery rådgiver med en blokkstørrelse på 9. For hvert stratum en sekvens av randomiserte oppdrag ble generert og gitt til forskning apoteket. Når en pasient var kvalifisert for studiet, studiekoordinator kontaktet forskning apoteket for å bestemme studie arm oppdraget; forskningen apoteket deretter levert kosttilskudd (eller placebo) til pasienten. V.W (studie biostatistiker) genereres tilfeldig fordeling sekvens, P.R.C. og andre som deltar urolog etterforskere ved University of California San Francisco (UCSF) deltok deltakerne. Alle deltakere, studie koordinatorer, og etterforskere unntatt V.W. ble forblindet at intervensjonen oppdraget.
Studiepopulasjon og Kriteriene
Detalj inklusjons- og eksklusjonskriterier ble tidligere rapportert [13]. Kort fortalt var dette studie utført blant menn med lav belastning prostatakreft som oppfylte følgende kriterier: histologisk dokumentert prostata adenokarsinom; utvidet mønster biopsi innen to år med studier påmelding med en Gleason sum 6 eller lavere, og ingen mønster 4 eller 5; ikke mer enn 33% av biopsi kjerner positiv for kreft; og ikke mer enn 50% av lengden av en tumor kjerne som er involvert ved karsinom; tre serum PSA nivåer utført minst 2 uker fra hverandre det siste året før randomisering og alle PSA nivåer = 10 ng /ml. Target avsetning for denne studien var 97 menn. Utvalgsstørrelsen var basert på den primære undersøkelsen tar sikte på å bruke Fishers eksakte test med en effekt på 81% for å undersøke forskjellen i andelen av endringen i 3 måneder i spesifikke gener mellom hver supplement og placebogruppen. Alle menn gitt muntlig og skriftlig samtykke til deltakelse, og denne studien ble godkjent i april 2003 av UCSF menneskelige Forskning Protection Program, som er UCSF sin Institutional Review Board.
Study utfall
Det primære utfallet av rettssaken var begrenset til å endre på 2 spesifikke gener (
IGF-1 og COX-2
) og har blitt rapportert tidligere [13]. Denne rapporten gir resultater for den sekundære, utforskende mål, som var å undersøke endringer i global genekspresjon og modulering av kanoniske trasé i normal prostata vev mellom baseline og tre måneders biopsier, og mellom diett gruppene ved baseline (se nedenfor).
Biopsi Processing
for å skaffe frisk vev for genekspresjonsanalyser ble fire 18-måle kjerne nål kjernebiopsiprøver samlet inn fra hver deltaker ved baseline og ved tre måneders oppfølging (slutten av intervensjon ).
RNA Amplification og microarray analyse
Detaljer om RNA forsterkning og microarray analyse har tidligere blitt beskrevet [4], [29]. Alle data er MIAME kompatibel, og rådata har blitt deponert på GEO etter super-serien tiltredelse # GSE27140.
Array kvalitet, fjerning av opplag skjevhet og forskjells uttrykk analyse
For å identifisere forskjellig uttrykt gener mellom behandlingsarmene ved baseline, en lineær modell var fit for hvert gen uttrykt som log2 forholdet som responsvariabelen og behandling arm uavhengig variabel, for arm par. Diet forholdene ble dikotomisert (høy versus lav for fisk eller tomat forbruk) for å teste sammenhengen mellom kosthold med genekspresjon ved baseline. For å sammenligne effekten etter 3 måneder mellom hver supplement og placebo, ble forskjellen i log2 forholdstall for hvert gen mellom de to tidspunkter (grunnlinje og måned 3) anvendt som responsvariabelen. Sannsynlighetsverdiene ble justert ved å regulere den falske funnraten [30]. En forandring i genekspresjon ble identifisert som signifikant hvis den falske funnraten var mindre enn 0,05, det vil si at mindre enn 5% av falske resultater ville forventes blant gener erklært for å være uttrykt forskjellig. Antall tester (multiple sammenligninger) utført var 39 347, lik antallet av cDNA-prober i microarray. Alle lineære modeller ble passe med limma pakken [31], [32] i Bioconductor.
Canonical Pathway Analysis
En tabell som inneholder 39,347 cDNA prober og tilhørende Genbank tiltredelse ID og uttrykk verdier ( fold endring og ujustert p-verdi) ble lastet inn Oppfinnsomhet Pathways Analysis (IPA) programvare (Oppfinnsomhet Systems, Redwood City, California). IPA var i stand til å kartlegge 20,490 GenBank deponerings ID til gener (eller molekyler) er til stede i databasen. IPA deretter tilordnet genet ontologispråk beskrivelser av biologisk funksjon og som genereres nettverk av gen-interaksjoner på grunnlag av informasjon hentet fra programvarens litteraturen database. Gener som møtte cut-off (omtalt i resultatdelen) ble inkludert i veien analyse. Canonical trasé analyse identifisert betydelige trasé fra oppfinnsomhet Pathways Analyse bibliotek av kanoniske trasé som reflekterte genuttrykk i dette datasettet. Fishers eksakte test ble brukt til å beregne en sannsynlighetsverdi som er angitt sammenhengen mellom hvert gen i datasettet og den kanoniske pathway. En sannsynlighetsverdi ≤0.05 ble valgt til å indikere en statistisk signifikant overrepresentasjon av molekyler i vårt eksperiment sammenlignet med en kuratert sti.
Resultater
Pasient egenskaper
Vi har registrert 97 menn (mål periodiserings) mellom oktober 2003 og desember 2007. Grunnlags kliniske og demografiske data for pasienten kohorten ble tidligere beskrevet i detalj [13]. Tretten (13) deltakerne ble ekskludert på grunn av ineligibility (n = 5), frivillige uttak (n = 3), sykdomsprogresjon (n = 4), eller en annen protokoll brudd (n = 1). De resterende 84 deltakerne omfattet studien prøve for analyse.
svulstvev utbytte
Fire kjerne biopsier ble tatt fra hver av de 84 pasientene ved studiestart og i 3 måneder. To av de fire kjerner for hver pasient ble oppnådd fra område (r) inneholdende tumor som tidligere diagnostisert og de to gjenværende ble oppnådd fra område (r) med ingen involvering. Av alle de 168 biopsier tatt fra områder med tumor engasjement, inneholdt bare 20% svulst, dvs. 35 (20,8%) baseline biopsi kjerner fra 26 pasienter og 30 (17,9%) 3-måneders biopsi kjerner fra 23 pasienter. Som ventet ble svulsten utbyttet lavt gitt innledende pasient kriteriene. Per våre tidligere hypoteser, analyser genuttrykket fokusert på microarray data fra morfologisk normale prostata vevsprøver for alle 84 pasienter.
microarray data og kvalitetsvurdering
En standardisert kvalitativ vurdering av matrise kvalitet ble utført bruker Bioconductor arrayQuality pakken [33]. Fordi en pasient kan ha prøver på 2 til 4 arrays på både baseline og 3 måneder, ble en matrise med den beste kvaliteten tiltak for hvert tidspunkt valgt. Totalt 84 par representerer en baseline og tre måneders genuttrykk data fra hver pasient ble utsatt for global normalisering og forskjells uttrykk analyse.
Siden cDNA mikromatriser ble trykt i 7 grupper over 3 år, effekten av print batch ble utforsket. Unsupervised hierarkisk clustering avdekket at prøvene hybridisert til mikromatriser fra samme print batch gruppert sammen. Et forsøk på å ta ut skriver batch rest (se Metoder S1) var ikke helt vellykket, selv om en betydelig forbedring ble observert (Figur S1). Av notatet, gjorde prøvene ikke klynge basert på behandlingsarmer eller tidspunkt (data ikke vist).
For å kontrollere kvaliteten på microarray data, vi sammenlignet baseline genuttrykk fra morfologisk normalt vev med tilgjengelige matchet svulstvev fra 10 pasienter. Differensial uttrykk analyse viste gener som tidligere har blitt rapportert å være opp regulert i prostatakreft, f.eks HPN [34] og AMACR [35] (data ikke vist).
For å bestemme sammenlignbarhet av studiearmene, baseline genuttrykk profiler for tilskudd grupper, lykopen (n = 29) og fiskeolje (n = 27) , ble hver sammenlignet med placebogruppen (n = 28). Differensielt uttrykte gener ble ikke påvist, noe som tyder på at baseline-genekspresjon på tvers av alle intervensjons- og placebogruppen var ikke signifikant forskjellige. Som rapportert tidligere, baseline demografiske og kliniske karakteristika var også lik på tvers av behandlingsgruppene [13]
Fisk og tomat forbruk. Baseline genekspresjon og sti analyse
Før randomisering ble pasientene stratifisert basert på selv-rapporterte fisk og tomat forbruk (dvs. høy fisk (n = 26), lav fisk (n = 58), og høy tomat (n = 49) og lav tomat (n = 35)). Sammenligning av baseline genuttrykk profiler mellom ulike næringsgruppene viste ingen differensielt uttrykte gener etter justering for multiple sammenligninger
Fordi ingen individuell genet møtte terskelen for statistisk signifikans (justert p-verdi 0,05)., Vi utforsket potensialet biologisk informasjon i lister over gener som viste den største forskjellen mellom gruppene som sammenlignes [36]. I denne studien, valgte vi ujustert p-verdi (ikke korrigert for multiple sammenligninger) som et middel for å rangere genene fra topp til bunn, dvs., de på toppen er de differensielt uttrykte gener mellom to grupper. Vi brukte deretter terskel (ujustert p-verdi ≤0.05) for å velge de beste genene som skal inkluderes i veien analyse. For eksempel, bruk terskelen til rang bestilt gener assosiert med selvrapportert høy kosten forbruk av tomat eller fisk ga 482 og 192 topp gener, henholdsvis (Tabell S1 og S2). Hver av disse lister av genene ble deretter hver for seg brukt som inngang for reaksjonsveien analyse via IPA. Resultater av den kanoniske sti-analyse viste flere interessante veier som kan være forbundet med høy kosten forbruk av tomat eller fisk (tabell 1 og 2). For eksempel ble dokosaheksaensyre (DHA) og insulin receptor signale modulert blant menn med høy fisk forbruk versus menn som spiste mindre fisk. Høy tomat forbruk avslørte modulering av gener involvert i selenoamino acid metabolism. Videre androgen og østrogen metabolismen ble begge modulert blant menn som rutinemessig spiste mer fisk og tomater versus menn som forbrukes mindre
Lykopen eller fiskeolje tilskudd. Genekspresjon og sti analyse
for å undersøke effekten av lykopen eller fiskeolje tilskudd på prostata, ble endringen i uttrykk fra menn som tok lykopen eller fiskeolje kosttilskudd sammenlignet med menn i placebogruppen. Korrigert for multiple testing, ingen individuell genet møtte terskelen for statistisk signifikans (justert p-verdi ≤0.05).
I likhet med den tilnærmingen som er beskrevet ovenfor, vi brukt cut-off (ujustert p-verdi ≤0.05 ) til rang bestilt gener assosiert med lycopene eller fiskeolje tilskudd. For å øke nivåene av analysen, vi bare tatt med gener som hadde ≥1.5 ganger endring sammenlignet med placebo. Ved hjelp av disse tersklene, 57 og 80 gener (tabell S3 og S4) for lycopene og fiskeolje, henholdsvis, ble inkludert for pathway analyse. Resultater av den kanoniske pathway analyse viste modulering av arachidonsyre metabolismen i fiskeoljegruppen (p = 0,01) sammenlignet med placebo; mens
Nrf2
formidlet oksidativt respons ble observert i begge supplement armene når hver ble sammenlignet med placebo (p = 0,01, fiskeolje; p = 0,001, lykopen, tabell 3 og 4)
.
Diskusjoner
MENS (Molecular Effekter av kosttilskudd) studien var en dobbeltblind placebokontrollert randomisert klinisk studie som ble utviklet basert på den epidemiologiske og kliniske bevis som knyttet lycopene og fiskeolje med redusert forekomsten av prostatakreft og progresjon [10], [11], [12]. Dette forsøket demonstrert muligheten og sikkerhet for å studere effekten av kosttilskudd på prostata genuttrykk hos menn med lav-risiko prostatakreft som velger aktiv overvåking. I tillegg har denne studien gitt ytterligere bevis på at aktiv overvåking kan tilby et unikt vindu av muligheter for å undersøke potensielle chemopreventive agenter [37], [38]. Andre studier inkludert menn spise og leve Study (måltid) også gi viktige data på muligheten for å gjennomføre kliniske studier av kosttilskudd intervensjon hos menn med lav risiko prostatakreft [4], [15], [39], [40], [ ,,,0],41].
Vi har undersøkt forholdet mellom baseline genuttrykk mønstre og selvrapporterte kosttilskudd inntak av fisk og tomat, og studert effekten av kortsiktige lycopene eller fiskeolje tilskudd på endringen i prostata genuttrykk . Tatt i betraktning den justering for multiple sammenligninger som kreves i microarray analyse, begge analysene ga ingen individuell genet som ble uttrykt forskjellig. Disse resultatene tyder på at det var ingen forskjell mellom gruppene sammenlignet, eller at endringer i ekspresjonen var for svake til å bli detektert gitt en terskel. Modest endringer i genekspresjon er vanskelige å skjelne fra støy, spesielt når det er et stort antall gener testes, begrensede eksempler og høye variabilitet mellom individer [42]. I tillegg kan eventuelle endringer i genekspresjon er dempet av en kombinasjon av biologiske og tekniske faktorer inkludert: 1) dosering og formulering av lykopen og fiskeolje administreres i vårt studium ikke har styrke til å forårsake endringer i genekspresjon; 2) intervensjonsperioden på tre måneder kan ha vært for kort; 3) variasjon på grunn av ulike deltakernes kosthold; 4) påvisbare endringer i genuttrykk kan ha oppstått i tumorer, men var ikke tilgjengelig for analyse; 5) størrelsen på utvalget var relativt liten og 6) støy iboende til cDNA microarray-teknologi (f.eks print batch effekt) kan ha maskert den relativt subtile effekter på genuttrykk.
Selv om ingen enkeltperson genet ble betydelig identifisert med enten baseline inntak eller endring med lycopene eller fiskeolje supplement, vi videre utforsket våre prostata genuttrykk data for potensielle biologiske spor ved å utføre pathway analyser av gener (ikke justert for multiple sammenligninger) som viste de største forskjellene mellom gruppene i forhold [36]. Den ujusterte p-verdien beregnet for hvert gen ble brukt til å bestille og velge topp rangering gener for pathway analyser. Canonical pathway analyser (i IPA) viste kandidat trasé som var knyttet til høyt inntak av tomat eller fisk ved baseline samt subtile genuttrykk endringer etter lykopen og fiskeolje tilskudd. Disse analysene ble gjort for å identifisere potensielle gener for fremtidige studier f.eks RT-PCR av utvalgte gener i kandidat trasé modulert av kosten eller tilskudd av disse mikronæringsstoffer.
Vi har observert at høyt inntak av fisk modulert gener involvert i metabolske veier inkludert C21-steroid hormon metabolisme og insulin receptor signalering på vanlig prostatavev. Så langt vi kjenner til, har assosiasjoner mellom inntak av fisk og steroid hormon metabolisme eller insulin receptor signalering i prostata ikke blitt rapportert. Imidlertid modulering av dokosaheksaensyre (DHA) signalering er fornuftig som DHA er en viktig bestanddel av fiskeolje. Studier har vist at DHA hemmer veksten av prostata kreft celler [43] og kan forsterke effekten av taxaner, og eventuelt andre stoffer, slik som COX-2-hemmere [44], [45]. Videre har vi observert at fiskeolje tilskudd modulert gener involvert i arachidonsyre-metabolisme.
In vivo
og
in vitro
eksperimentelle studier har antydet at arakidonsyre, en omega-6-fettsyre, spiller en rolle i stimulering av spredning gener som kan føre til prostatakreft [46] . Senking omega-6:omega-3 fatty acid ratio ved økt inntak av matvarer rike på omega-3 fettsyrer (for eksempel fisk) og kanskje av fiskeolje tilskudd kan ha hemmende effekt på prostatakreft som demonstrert i cellelinjer og xenografter [5 ], [12], [21], [46], [47], [48].
Selenoamino acid metabolism veien ble modulert i menn som hadde høy tomat forbruk. Selenoamino syrer er antatt å være ansvarlig for anti-kreft egenskaper av selenforbindelser [49]. For eksempel, seleno-metionin selektivt indusert veksthemming og apoptose i prostatakreftceller, men ikke i normale celler [50], i samsvar med noen av observasjons epidemiologiske data tyder på at selen kan forhindre prostatakreft. Av notatet, ble selen tilskudd ikke assosiert med reduksjon i forekomsten av prostatakreft i selen og vitamin E Cancer Prevention Trial (VELG) [51]. Vi har også observert at lycopene kosttilskudd modulert signalveier inkludert apoptose og ceramid signalering. Ceramide er en familie av lipid molekyler som fremmer apoptose og cellesyklus arrest [52]. Direkte assosiasjoner mellom lycopene og ceramider signalering har ikke blitt rapportert, men Lykopen er apoptotiske effekter har blitt dokumentert i både xenografter og kreft cellelinjer [53], [54], [55]. Interessant, modulering av androgen og østrogen metabolismen ble observert hos menn med høyt forbruk av fisk og tomater. Mange kostholdsfaktorer, inkludert en høy omega-3 fatty acid kosthold, er dokumentert å påvirke androgen eller østrogennivå [56].
Nrf2
formidlet oksidativt stress respons veien ble observert moduleres av både lykopen og fiskeolje supplement versus placebo. Studier i mus har vist at tapet av
Nrf2
funksjon korrelert med økt reaktive oksygenforbindelser og DNA-skade som fører til transformasjon av normale prostatavev [57]. I tillegg er en studie i knock out mus viste en kobling mellom chemopreventive effekten av soya isoflavoner og rollen til
Nrf2
modulerende signalveier involvert i forebygging av prostatakreft [58]. Nyere studier har vist at andre mat-baserte eller farmakologiske forbindelser også utøve sine chemopreventive effekter via
Nfr2
signalveien ved å formidle økt aktivitet av cellebeskyttende enzymer, f.eks fase II avgift og antioksidant enzymer [59], [60], [61], [62]. Til sammen modulering av
Nrf2
signalveien kan være en viktig molekylære mekanismen involvert i chemoprevention av flere agenter inkludert lykopen og fiskeolje. Tiltak som retter seg mot
Nrf2
sti kan tilby en lovende strategi for chemoprevention.
Å utforske de beste genene (mest forskjellig uttrykt) valgte etter påføring angitte cut-offs avdekket spennende resultater. For eksempel
KLK3 plakater (aka prostataspesifikt antigen eller PSA) ble opp regulert i lycopene arm (6,2 ganger endring) sammenlignet med placebogruppen (tabell S3), mens
KLK3
ble nedregulert (-2,5 ganger endring) hos menn som hadde høyt konsum av fisk ved baseline sammenlignet med menn som spiste mindre fisk (tabell S2). Av notatet,
IGF1
ble nedregulert i fiskeolje arm (-1,5 ganger endring) sammenlignet med placebogruppen (tabell S4). Nedregulering av
IGF1
ble ikke observert i lycopene arm. Mens provoserende, bør det utvises forsiktighet når man tolker disse resultatene ettersom disse genene var ikke signifikant etter justering for multiple sammenligninger.
Med unntak av
Nrf2
formidlet oksidativt stress respons, ingen av trasé identifisert etter tilskudd overlappet med trasé identifisert ved baseline. Interessant er det pågående debatter [63] om innhenting av næringsstoffer fra hele mat har de samme helseeffektene som kosttilskudd. Foruten lykopen og fiskeolje (DHA /EPA), andre naturlig forekommende næringsstoffer i hele tomater (f.eks andre karotenoider) [64] og fisk (f.eks alfa-linolensyre) kan også være viktig for positive helseeffekter av disse matvarene. Imidlertid bør tolkningene av å sammenligne resultatene mellom analysen av baseline og tilskudd gruppene i denne studien gjøres med varsomhet, fordi grunnlinjen og intervensjon analyser ble opprinnelig laget for å måle ulike utfall.
Nyere forskning på personlig ernæring har viste at næringsstoffer kan samhandle med en persons genotypisk og fenotypisk bakgrunn [65], [66]. For eksempel, kan tilskudd påvirke genekspresjon i forskjellige retninger (dvs. opp- eller nedregulering), avhengig av genotypen /fenotypen til den enkelte. Videre kan næringsstoffer produserer ulike fenotyper hos pasienter med ulike genotyper. Et cytokrom P450 allel, for eksempel, kan forbrenne et kosttilskudd substrat til et bioaktivt form, i motsetning til et annet allel som produserer en inaktiv metabolitt [67]. Derfor kan variasjoner blant pasienter kansellere ut effekten av kostholdsfaktorer hvis analysert på globalt nivå som resulterer i en undetectable netto endring. Ettersom flere eksempler på diett-gen-interaksjoner blir oppdaget, vil økt kraft og raffinement av kliniske studier blitt mulig.
En nyere rapport fra selen og vitamin E Cancer Prevention Trial (VELG) demonstrerte celler og vev bestemt virkningene av selen og vitamin E på gen- og protein ekspresjon i prostata [68]. De oppdages uttrykt forskjellig gener (i forhold til placebo-gruppen) i menn som ble tatt selen eller vitamin E eller i kombinasjon, bare når celletype (normal epitel, stroma eller svulst) ble tatt i betraktning. I MENS studien, morfologisk normalt vev som brukes for genuttrykk inneholdt både stroma og normal epitel; dermed celletype spesifikk analyse var ikke mulig.
Selv om dette uttrykket analyse ikke påvise signifikante enkeltgener, vår utforskende analyse viste kandidat
in vivo
baner som kan moduleres av kosten fisk og tomat inntak eller ved lykopen og fiskeolje tilskudd. Vår studie gir en plattform for å undersøke den biologiske og relevansen av næringsstoffer i prostatakreft. Forstå molekylære mekanismer som mikronæringsstoffer påvirker genekspresjon ville ha en stor innvirkning på utviklingen av forebyggende og behandlingsstrategier i prostata kreft, spesielt for menn som velger aktiv overvåking. Til slutt, forbedringer i kommersielle RNA forsterkning, oligonukleotid microarray plattformer, styrke og lengre intervensjons perioder er viktige faktorer å vurdere når du utfører genuttrykkstudier for agenter som har subtile effekter på menneske transkriptomet.
Hjelpemiddel Informasjon
Figur S1.
Prøver ble hybridisert til 7 forskjellige satser av trykte cDNA mikromatriser (# 11, 12, 14, 17, 18, 19 og 20). Opplag effekten ble kontrollert ved å montere en lineær modell med log2 forhold som respons og batch effekt som forklaringsvariabel og bruke restene fra fit for videre analyser
doi:. 10,1371 /journal.pone.0024004.s001 product: (
