Abstract
Akrylamid, en mulig kreftfremkallende stoff, er dannet i visse karbohydratrike matvarer behandlet ved høy temperatur. Vi vurderte om kosten akrylamid, ved doser (0,5, 1,0 eller 2,0 mg /kg diett) reflekterer øvre nivåene funnet i menneskelige matvarer, modulert kolon tumorigenesis i to gnagermodeller. Mann F344 rotter ble randomisert til å få dietter uten (kontroll) eller med akrylamid. 2 uker senere, rotter i hver gruppe fikk to ukentlige subkutane injeksjoner av enten azoxymethane (AOM) eller saltvann, og ble drept 20 uker etter injeksjoner; kolon ble vurdert for tumorer. Mann atymiske naken (
nu /nu
) mus med HT-29 menneskelige kolon adenokarcinomceller-avledet tumorxenotransplantater mottatt dietter uten (kontroll) eller med akrylamid; tumorvekst ble målt og musene ble avlivet 4 uker senere. I F344 studie på rotter ble ingen svulster funnet i kolon av saltvann-injisert rotter. Imidlertid kolon tumortilfeller var 54,2% og 66,7% i kontrollgruppen og 2 mg /kg akrylamid-behandlede AOM-injiserte gruppene, respektivt. Mens tumor multiplisitet var lik i alle diettgruppene, tumorstørrelse og belastning var høyere i 2 mg /kg akrylamid gruppe sammenlignet med kontrollen AOM. Disse resultatene tyder på at akrylamid i seg selv er ikke en «fullstendig karsinogen», men fungerer som en «ko-karsinogen» av forverrer virkningene av AOM. Naken mus Undersøkelsen viste ingen forskjell i veksten av humane tykktarm tumor xenografter mellom akrylamid-behandlede og kontrollmus, noe som tyder på at akrylamid ikke hjelp i progresjon av etablerte tumorer. Derfor matbårne akrylamid på nivåer sammenlignbare med de som finnes i humane matvarer er heller ikke en uavhengig kreftfremkallende eller en svulst promoter i tykktarmen. Men våre resultater karakterisere en potensiell fare for akrylamid som et kolon co-kreftfremkallende i forbindelse med kjente og eventuelt andre miljøsvulst initiativtagerne /arrangører
Citation. Raju J, Roberts J, Sondagar C, Kapal K, Aziz SA, Caldwell D, et al. (2013) Ubetydelig Colon Cancer Risk fra matbårne Akrylamid Eksponering i Male F344 rotter og Nude (
nu /nu
) Mus-Peiling Menneskelig Colon tumorxenotransplantater. PLoS ONE 8 (9): e73916. doi: 10,1371 /journal.pone.0073916
Redaktør: Jun Sun, Rush University Medical Center, USA
mottatt: 6 mai 2013; Godkjent: 23 juli 2013; Publisert: 05.09.2013
Copyright: © 2013 Raju 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:. Økonomisk støtte for denne forskningen ble levert fra kjemi forvaltningsplanen, Health Canada, Government of Canada. 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
oppdagelsen av akrylamid, har en klasse 2A sannsynlig karsinogen for mennesker [1] og gnager kreftfremkallende [2-5], i populære og rask mat [6] reist til folkehelsen [7]. Høye nivåer av akrylamid er dannet i matvarer som behandles ved høye temperaturer (baking og steking) gjennom Maillard-reaksjonen mellom aminogruppen av asparagin og karbonylgruppen av reduserende sukker [8]. Matvarer som pommes frites, potet og tortilla chips, bakt mat, frokostblandinger og brent kaffe inneholder akrylamid i deler per million konsentrasjoner [9-13]. En fersk studie fant at ikke-diende spedbarn i alderen 6-12 måneder ble eksponert for akrylamid fra kommersielle matvarer med gjennomsnittet akrylamid nivå bestemt på å være 73 mikrogram /kg i formel pulver produkt og 10,5 mikrogram /L i drikkes produktet [14]. Når inntas av mennesker, akrylamid og dens epoksid glysidamid kan binde seg til hemoglobin og DNA for å danne addukter, og kan samhandle med andre proteiner på cellenivå [15]. Den toksikokinetikk, doserespons og fareidentifisering av akrylamid har blitt elegant anmeldt av Shipp et al. (2006) [15]. Litteraturen er full av eksperimentelle data som støtter risikokarakteriseringen av akrylamid som kreftfremkallende, genotoxin og nervegift.
I en to-årig gnager studie utført i henhold til OECD TG-451, akrylamid (administrert i drikkevannet ) økte svulst forekomst i skjoldbruskkjertelen og munnhulen hos begge kjønn, så vel som brystkjertelen hos hunner, og testikler hos menn [4]. Studier i forskjellige musemodeller av hud og lungekreft har vist at akrylamid kan fungere selvstendig som en tumor-initiator, eller avhengig av et fremmende middel for sine kreftfremkallende aktivitet, avhengig av valg av dyremodell og administreringsveien [2,3]. I en levetid gnager studie, akrylamid (i drikkevann) økte svulsten forekomst i brystet kjertelen hos kvinner og testikkelkreft kjertelen hos menn [5]. I en studie med syriske hamstere, akrylamid-indusert toksisitet (administrert gjennom drikkevann) forårsaket perifere nervelidelser, hematotoxicity og testikkeltoksisitet [16]. Den 2-årige kreft bioassay [4] og levetid karsinogenisitetsstudie [5] har gitt banebrytende data som beskriver kreftfremkallende akrylamid, og tykktarm ble ikke identifisert som et mål organ for akrylamid handling. Den nylig publisert i dybden toksikologisk vurdering av akrylamid ved National Toxicology Program of the United States Department of Health and Human Services bekreftet disse funnene [17]. I sin rapport, ble magen av mannlige og kvinnelige B6C3F1 mus identifisert som et ekstra mål av akrylamid i to år karsinogensitetsstudier (akrylamid administrert i drikkevannet på 0,0875, 0,175, 0,35 eller 0,70 mm /kg kroppsvekt), med klare bevis på en doserelatert forekomst av forestomach plateepitelkarsinom papilloma eller carcinoma [17]. Funn fra to epidemiologiske studier antydet at noen sammenheng eksisterer mellom kosten akrylamid og tykktarmskreft hos kvinner [18] eller menn [19]. I motsetning til disse epidemiologiske og andre eksperimentelle bevis, Zhang (2009) rapporterte om en studie utført med Sprague-Dawley rotter, adressering induksjon av kolon avvikende krypten foci (ACF, antatt kolon forstadier til kreft) og tumordannelse ved i.p. eksponering for akrylamid i en dose på 10 mg /kg kroppsvekt gitt 5 dager i uken i løpet av en periode på 8 uker [20]. Det ble rapportert at antall av akrylamid-indusert kolon ACF og tumorer var signifikant høyere hos rotter på 10% maisolje-supplert diett sammenlignet med de på basal diett [20]. I en annen studie rotter foret med dietter supplert med 10% olivenolje og 10% fiskeolje viste redusert akrylamid-indusert ACF-dannelse i forhold til de på basal diett [21]. Disse to studier impliserer akrylamid som et selvstendig kolon kreftfremkallende, spesielt i fravær av en hvilken som helst kjent karsinogen anvendes i deres fremgangsmåte [20,21]. For å møte enten kosten akrylamid ved doser som er kjent for å forårsake flere svulster hos gnagere ville øke risikoen for tykktarmskreft, vi tidligere gjennomført en kortsiktig bioassay (8-ukers studie design) med azoxymethane (AOM) -indusert gnager kolon ACF som et surrogat biomarkør [22]. Vi rapporterte at kosttilskudd akrylamid (5 til 50 mg /kg diett) økte ikke ACF dannelse i forhold til kontroll (ingen akrylamid i kosten) i enten lav- eller høy-fett diett regimer; imidlertid, ble en tendens til å øke ACF observert ved den laveste testede dosen (5 mg akrylamid pr kg diett) [22]. Den eksakte virknings av akrylamid i flertrinnskreftfremkallende prosess, som en svulst initiativtaker, arrangøren eller co-kreftfremkallende, er fortsatt uklart fra disse studiene. Dessuten er omfanget av virkningen av lav og kronisk oral akrylamid påvirkning, spesielt ved nivåer reflekterer de som finnes i menneskemat, uklart. Dosene av akrylamid som brukes i de fleste dyrestudier er betydelig høyere enn de som mennesker blir eksponert gjennom kosten. Dermed Hovedmålet med denne studien var å vurdere om akrylamid i kosten, ved doser som reflekterer de høyere humane eksponeringsnivåer, forårsaker noen karsinogene i tykktarmen ved hjelp av to etablerte dyremodeller. Kost akrylamid ikke uavhengig initiere kolon tumordannelse i F344 rotter; imidlertid, når de administreres sammen med AOM, en spesifikk kolon kreftfremkallende, akrylamid (2 mg /kg diett) økte størrelsen på tykktarmskreft som tyder på en ko-karsinogen virkning i tykktarmen. I tillegg gjorde kosten akrylamid ikke forverre veksten av menneskelige kolon tumorxenotransplantater i nude (
nu /nu
) mus.
Metoder
Etikk uttalelse
dyret forsøksprotokoll med denne studien ble godkjent av Health Canada Ottawa Animal Care Committee (ACC No. 2010-015), og dyrene ble tatt vare på i henhold til retningslinjene i den kanadiske Council for Animal Care.
dyr , reindrift og dietter
Herre F344 rotter og naken (
nu /nu
) mus, avvent videre til en semi-syntetisk diett [23], ble anskaffet fra Charles River Laboratories (Quebec, Canada ). Ved ankomst til vårt dyr bolig anlegget, ble alle dyrene akklimatisert for en uke under laboratorieforhold. Temperatur og relativ fuktighet ble kontrollert ved 22 ° C og 55%, henholdsvis, med en 12 timers lys /12 timers mørk syklus. Dyr hadde fri tilgang til eksperimentelle dietter og drikkevann
ad libitum
. Dietter ble hentet fra Forskning dietter, Inc. (New Brunswick, New Jersey, USA) i form av pulver og var basert på AIN-93g semi-syntetisk formel modifisert for å inneholde 7% maisolje [23]. Akrylamid (≥ 99% ren; Sigma Chemical Co., Missouri, USA) ved doser på 0,5 mg, 1,0 mg og 2,0 mg pr kg diett ble blandet med ved anvendelse av en Hobart-blander dietter og deretter gjort til pellets ved hjelp av en pelle presse (temperatur aldri oversteg 35 ° C) i kosten vår forberedelse anlegget. Dietten uten noen tilsetning av akrylamid (0 mg) representerte den basal diett. Dietter ble lagret i mørke ved 4 ° C inntil bruk. Dietter var etterfylles og mat forbruk ble målt ukentlig. Rottene ble overvåket hver dag, og deres kroppsvekter ble nedtegnet to ganger i uken. Dyrene ble avlivet ved blodtapping i henhold isoflurananestesi før samling av tumorer og organer. Den spesifikke eksperimentell design for de to studiene som bruker F344 rotter og hårløse mus er vist i figur 1.
Tall i boksene skildre tid (i uker) etter dyrene kom til våre boliger anlegget. I begge studiene ble en ukes akklimatiseringsperiode opprettholdes før konkrete tiltak. Diettene var basert på AIN-93g semisyntetisk formulering og de fire eksperimentelle diettene skilte seg fra hverandre i nivået av akrylamid tilsatt: 0 (kontroll), 0,5, 1,0 og 2,0 mg /kg diett. Alle dyr forble på de respektive eksperimentelle dietter til obduksjon.
Eksperimentell design og kreft beregninger
F344 studie på rotter.
Herre F344 rotter (7 uker gamle) ble randomisert til en av de fire eksperimentelle dietter. Etter 2 uker, rotter innen hver diett gruppen ble inndelt å motta subkutant injeksjoner av enten AOM (Sigma Chemical Co., Missouri, USA, 15 mg /kg kroppsvekt; n = 24 rotter /diett-gruppen) eller saltvann (0,2 ml /rotte; n = 8 rotter /diett-gruppen) en gang i uken i 2 uker (se figur 1). Alle rottene var i de eksperimentelle dietter i 20 uker post AOM /saltvannsinjeksjoner, hvoretter de ble drept. Kolon ble dissekert, spylt med iskald PBS, og slit åpen langs lengden fra anus til cecum på en kald plate. Makroskopiske lesjoner og tumorer ble vurdert for størrelse og plassering langs kolon, ble dissekert og hurtigfrosset i RNA
senere
™ stabiliseringsmiddel (Life Technologies, Grand Island, New York, USA) i flytende N
2 for molekylær analyse eller lagres i 10% bufret formalin for patologi. Segmenter (1 cm) av de fjerne og nære deler av kolon ble dissekert ut og fiksert flate mellom filterpapir i 10% bufret formalin for patologi; resten av kolon (distale og proksimale separat) ble skrapet med objektglass for å samle slimhinnen og hurtigfrosset i flytende N
2 for fremtidig analyse. Colon tumor parametere avledet fra tumor størrelse og plassering data registrert på tidspunktet for obduksjon omfatter: (a) svulst forekomst (prosentandel av totalt antall dyr med svulster); (B) tumor-multiplisitet (gjennomsnittlig antall tumorer pr tumorbærende rotte); (C) gjennomsnittlig tumorstørrelse (mm
2) per gruppe; og (d) tumorbyrden (gjennomsnitt av det totale tumorområdet per tumorbærende rotte) som beskrevet av 24.
Nude (nu /nu) mus studien.
Male atymiske nakne (
nu /nu
) mus (6 uker gamle) ble plassert i et nivå II isolasjon anlegget og holdes under sterile betingelser. En uke etter akklimatisering, ble mus injisert subkutant i den høyre skaftet med HT-29 humane tykktarm adenokarsinomceller (2 x 10
6 celler) suspendert i 100 ul serumfritt McCoy 5A medium (Hyclone Laboratories Inc., South Logan, Utah, USA). Etter 3 uker ble musene randomisert til en av de 4 eksperimentelle dietter (n = 12 mus /gruppe diett) (se figur 1). Musene ble palpated to ganger i uken og tumorxenotransplantater målingene ble registrert uavhengig av to teknikere. Fire uker senere ble musene drept; de tumorxenotransplantater ble veid og enten lagret i 10% bufret formalin for patologi sammen med un-involvert omkringliggende vev eller snap-frosset i flytende N
2 for molekylær analyse. Tumormålinger ble registrert for 5 tidsperioder, som begynner fra uke akrylamid dietter ble innført før obduksjon. Tumorvolumet ble beregnet ved anvendelse av formelen 0,5236 x L
1 (L
2)
2, hvor L
1 og L
2 er diameteren av hver tumor i den lengste og korteste punkter hhv. Tumorvekst ble beregnet som endring i tumorvolum per uke (angitt som prosent) som begynner ved innføring av de eksperimentelle diettene (3 uker etter injeksjon med celler) i totalt 4 uker.
tumorpatologi
Formalin fast colontumorer (sammen med tilstøtende normal-vises slimhinnen) fra AOM-injisert F344 rotter og tumorxenotransplantater fra nakne mus ble dyppet i parafin, snittet på fem mikrometer, og farget med hematoxylin og eosin (H E) for patologisk klassifisering. Colontumorer fra F344 rotter ble klassifisert i henhold til Whiteley et al. (1996) [25], og kolon tumorxenotransplantater fra nakne mus ble klassifisert i henhold til WHO-ordningen for svulster i tykktarmen og endetarmen [26]. I naken mus studien, i tillegg til de xenograft tumorer fra hver mus, andre organer (hjerne, lever, lunge, og lyske lymfeknute) ble oppsamlet og undersøkt mikroskopisk for metastaser.
Immunohistokjemisk kvantifisering av proliferasjon og apoptose
Ufarget seksjoner (5 um tykke) av tykktarmen xenotransplantater fra nakne mus ble brukt for alle immunhistokjemi deteksjoner. For spredning ble snittene først utsatt for antigen gjenfinning av oppvarming i 10 mmol /l natriumcitrat-buffer i en mikrobølgeovn i 2,5 minutter. Mus monoklonalt anti-prolifererende cell nuclear antigen (PCNA), ved en fortynning på 1 (Cat # M0879 DakoCytomation, Carpinteria, CA, USA.): 10000 ble anvendt som det primære antistoff. Envision ™ + System (Kat. Nr K4007, DakoCytomation, Carpinteria, CA, USA), ved hjelp av en anti-mus sekundære antistoff konjugert med pepperrot peroksidase og påfølgende deteksjon med diaminobenzidine, ble brukt i henhold til produsentens instruksjoner. For apoptose, den ApopTag® Plus Peroxidase In Situ Apoptose Kit, ble (Cat # S7101. Chemicon Inc., Canada) brukes i henhold til produsentens instruksjoner. Denne terminalen deoksynukleotidyltransferase dUTP nick slutten merking (TUNEL) analysebasert metode oppdager tidlig apoptose via DNA-fragmentering av enzymatisk merking av fri 3′-OH termini med modifiserte nukleotider. I korthet deler ble utsatt for et protein fordøyelse enzym for å slukke endogen peroksidase, etterfulgt av påføring av en ekvilibreringsbuffer og inkubering med TdT enzym, før reaksjonen ble stanset ved tilsetning av anti-digoksigenin-konjugat buffer. Dette ble etterfulgt av inkubasjon seksjonene i peroxydasesubstrat og kontra hjelp metyl grønn.
For å bestemme merking indeks av mitotiske celler (PCNA-positiv) og apoptotiske celler (TUNEL-positive), ti godt orientert felt ble evaluert per kolon xenograft delen. Den PCNA /apoptose merking indeksen ble beregnet ved hjelp av programvaren Nord Eclipse versjon 7.0 (Empix Imaging, Inc., Mississauga, ON, Canada). Et forhold på mitotisk /apoptotiske celler per avsnitt ble beregnet.
Statistisk analyse
Data ble analysert ved enveis ANOVA hjelp SigmaStat® 3.1 programvare (Systat Software Inc., Point Richmond, California, USA). I alle statistiske tester,
p
0,05 ble betraktet som signifikant.
Resultater
F344 rotteforsøk
Generelle observasjoner.
Kroppsvekt (gjennomsnitt ± SEM) av rotter i begynnelsen av eksperiment (på tidspunktet for den første injeksjonen) var 228,8 ± 5,5 g og 225,7 ± 3,6 g for saltvann og AOM grupper, henholdsvis. Det er ingen signifikant forskjell i kroppsvekt mellom kontroll (0 mg akrylamid) og akrylamid-behandlede rotter ble funnet i enten saltvann eller AOM-grupper (figur 2). Endelige kroppsvekten hos rotter var ikke signifikant forskjellig mellom de ulike diettgruppene i saline- eller AOM-injiserte rotter (tabell 1). Det ble ikke observert noen forskjeller for lever- og miltvekt (beregnet som g pr kg kroppsvekt) mellom de akrylamid-behandlede grupper og deres respektive kontroller i enten saline- eller AOM-behandlede grupper (Tabell 1). Matforbruk ble beregnet som middelverdier (g per kg kroppsvekt per dag), og var ikke forskjellig mellom kontroll og akrylamid-behandlede rotter i enten saltvann eller AOM-grupper (tabell 1). På grunnlag av den registrerte matforbruk for hver enkelt diettgruppe i de salt-behandlede rotter, inntak av akrylamid til konsentrasjoner på 0,5, 1 og 2 mg akrylamid pr kg diett anvendt i vårt studium ble beregnet som 0,017, 0,035 og 0,070 mg akrylamid per kg kroppsvekt pr dag, henholdsvis. En lignende tendens ble observert i AOM-behandlede rotter med den beregnede inntak av 0,018, 0,036 og 0,072 mg akrylamid per kg kroppsvekt per dag i konsentrasjoner på 0.5, 1 og 2 mg akrylamid pr kg diett, respektivt.
Kroppsvekt vekt~~POS=HEADCOMP (gjennomsnitt ± SE, g) per uke av F344-rotter injisert med (a) saltløsning eller (b) AOM og behandlet med akrylamid ved 0 (kontroll), 0,5, 1,0 og 2,0 mg /kg diett.
Kontroll
Akrylamid
0,5 mg /kg
1,0 mg /kg
2,0 mg /kg
Saline-injiserte rotter (
n
= 8 /gruppe) Kropps Weight459.5 ± 7.9483.9 ± 7.4469.5 ± 9.8465.6 ± 5.9 (g) Liver3.14 ± 0.043.19 ± 0.053.13 ± 0.033.08 ± 0,06 (g /100g BW) Spleen0.173 ± 0.0020.182 ± 0.0040.180 ± 0.0030.181 ± 0,002 (g /100g BW) Mat intake35.4 ± 0.234.8 ± 0.134.7 ± 0.235.2 ± 0,1 (g /kg kroppsvekt /dag ) AOM-injiserte rotter (
n
= 24 /gruppe) Kropps Weight424.4 ± 5.7440.3 ± 7.5436.0 ± 5.9436.2 ± 5.9 (g) Liver2.79 ± 0.032.80 ± 0.062.77 ± 0.052.75 ± 0,04 (g /100g BW) Spleen0.216 ± 0.0230.215 ± 0.0230.187 ± 0.0030.189 ± 0,003 (g /100g BW) Mat intake36.3 ± 0.535.8 ± 0.435.9 ± 0,435. 5 ± 0,4 (g /kg kroppsvekt /dag) Tabell 1. Kropps og organer vekter av saline- og AOM-injiserte rotter fôret dietter med eller uten akrylamid i 24 uker.
a, b
CSV ned CSV
Uavhengig av diettbehandling, ingen av rottene viste tegn på toksisitet, ubehag eller adferdsmessige avvik inntil 18 uker post-AOM /saltvann injeksjon. Imidlertid, ved 19 uker post AOM /saltvannsinjeksjoner, mer enn 30% av AOM-injiserte rotter som hadde blod i avføringen, mens ingen av de saltvann-injiserte rotter som hadde slike tegn. Når man sammenligner denne effekten (prosent av rotter med blod i avføringen /gruppe) over diettgruppene, den eneste bemerkelsesverdige observasjon var at flere AOM-injisert rotter ved høyeste dose av akrylamid (2 mg /kg diett) hadde blod i avføringen ( 41,7%) sammenlignet med kontrollgruppen (29,2%), og de andre to dosegruppene på 0,5 og 1 mg /kg (25,0% og 29,2%, henholdsvis). Studien ble derfor avsluttet ved 20 uker, 6 uker i forkant av opprinnelig foreslått tid.
Tumor data.
På slutten av 20 uker post-AOM /saltvann injeksjon, ingen av saltvann -injected rotter på kontroll eller akrylamid dietter hadde utviklet colontumorer (tabell 2). Et kolon svulst forekomst av 54,17% ble observert i AOM-injiserte rotter på kontroll kosthold. Det ble ikke observert signifikante forskjeller i kreft forekomst mellom kontroll og akrylamidbehandlede grupper (
p
= 0,695). Tumor mangfold var lik mellom de ulike diettgruppene. Men den gjennomsnittlige størrelse av tumorer pr rotte og tumorbelastning (total tumorområdet per tumorbærende rotte) var signifikant høyere (
p
0,05) i den høyeste akrylamid dosegruppen på 2 mg /kg diett sammenlignet med kontrollen. Ingen forskjell i tumorstørrelse og byrden ble notert i de andre to akrylamid grupper av 0,5 mg /kg diett (
p
= 0,933,
p
= 0,959, henholdsvis) og 1 mg /kg diett (
p
= 0,978,
p
= 0,741, henholdsvis).
Kontroll
Akrylamid
0,5 mg /kg
1,0 mg /kg
2,0 mg /kg
Saline-injiserte rotter
Totalt rotter
8
8
8
8
tumorbærende rotter
0
0
0
0
Tumor forekomsten
b
0
0
0
0
AOM-injisert ratsTotal rats24242424Tumor bærende rats13141216Tumor forekomsten
b54.1758.3350.0066.67Total Tumors22191625Tumor mangfold
c1.69 ± 0.321.36 ± 0.181.33 ± 0.141.56 ± 0.24Tumor størrelse
c ( mm
2) 10.68 ± 1.856.91 ± 1.1613.68 ± 4.0425.18 ± 8.34 * Tumor byrde
C, D (mm
2) 19,27 ± 3.928.75 ± 2.7417.93 ± 3.1135.52 ± 9.96 * Tabell 2. Colon tumor parametere av saline- og AOM-injiserte rotter fôret dietter med eller uten akrylamid i 24 uker.
en
CSV ned CSV
Innenfor klassifisering rammene foreslått av Whiteley et al. (1996) [25], colontumorer i AOM-injiserte rotter falt i følgende kategorier: (a) rørformet adenom (TA), hvor minst 75% av massen består av godt differensierte rørelementene; (B) adenokarsinom (AC) -2 invaderende i submucosa; (C) AC-3 representerer mucinous-type lesjon invaderende i submucosa; (D) AC-4 representerer mucinous lesjon invaderende i tunica muskularis; og (e) AC-5 representerer mucinous lesjon invaderende til serosa (figur 3). I kontrollgruppen (AOM alene, uten akrylamid) gruppe, 80% av lesjonene var adenomer (TA type) og 20% var adenokarsinomer (AC-2 type). En lignende tendens ble observert i den laveste akrylamid gruppe (0,5 mg /kg diett), bortsett fra at adenokarsinomer var av mucinous type (AC-3) (figur 3). Kun 55% og 44% adenomer ble funnet i mediet (1 mg /kg diett) og høy (2 mg /kg diett) akrylamidgruppene, henholdsvis, resten faller inn under adenokarsinomer med mer avanserte mucinkjertler egenskaper (AC-4 og til- 5) (figur 3).
En av de fem tumortyper ble observert i kolon. Tubular adenom (TA) er vist i panel (a), med dysplastiske tubuli danner polypoid adenom (svart pil) og ikke-neoplastiske kjertler i stilken av svulsten (rød pil). Adenokarsinom med invasjon til submucosa (AC-2) er vist i panel (b), med neoplastiske kjertelstrukturer (svart pil) i submucosa med en klar muskularis slimhinnen (svart smultring) og scirrhous inflammatorisk respons til tumor (rød pil). Mucinous adenokarsinom med invasjon til submucosa (AC-3) er vist i panel (c), preget av kreftceller som danner kjertelstrukturer (rød pil) i submucosa med en klar muskularis slimhinnen (svart smultring) og signet-ring celler forstorrede av mucin ( svart pil). Mucinous adenokarsinom invaderende tunica muscularis (AC-4) er vist i panel (d), preget av kreftceller invaderende tunica muscularis (svart pil) og bytte ut normal slimhinne (svart smultring) og en intakt serosa (rød pil). Mucinous adenokarsinom invaderende serosa (AC-5) er vist i panel (e), med tumorceller i vaskulære strukturer i tunica muscularis (svart pil), slimete og rusk i dilatert svulst kjertelen (svart smultring), og en serosa (rød pil) . Tumortype som en prosentandel i hver diett gruppe er vist i panel (f).
I tillegg til colontumorer, observerte vi svulster i tynntarmen (duodenum, jejunum eller ileum) i AOM- injiserte rotter med en forekomst på 12,5% i kontrollgruppen, og 20,8%, 25,0% og 8,3% i 0,5 mg /kg, 1,0 mg /kg og 2,0 mg /kg akrylamid /diettgruppene, respektivt.
Nude (nu /nu) mus studie
Generelle observasjoner.
Ingen forskjeller i vektøkning mellom kontroll (0 mg /kg akrylamid /diett) og de tre akrylamid grupper ble funnet (figur 4). Mus dukket sunt med ingen synlige tegn på toksisitet, ubehag eller atferdsavvik under både tumordannelse fase (første 3 ukene etter injeksjon av kreftceller) og akrylamid-fôring fase. Maten forbruket var ikke forskjellig mellom kontroll og akrylamid-behandlede mus, og uavhengig av kosttilskudd behandlinger ble registrert som 12,30 ± 0,52 g /kg kroppsvekt /dag. Inntaket av akrylamid med doser på 0,5, 1 og 2 mg akrylamid pr kg diett anvendt i studien mus ble beregnet som 0,006, 0,012 og 0,025 mg akrylamid per kg kroppsvekt per dag, henholdsvis.
kroppsvekter ( gjennomsnitt ± SE, g) av naken (
nu /nu
) mus injisert med HT-29 humane tykktarmkreftceller behandlet med akrylamid på 0 (kontroll), 0,5, 1,0 og 2,0 mg /kg diett.
Tumor xenograft data.
Tre uker etter HT-29 human kolon adenokarsinom celler ble injisert i den høyre leggen regionen nakne mus, subkutane massene dukket opp på injeksjons i det hele tatt, men 4 mus . Massene var diskret, fast, håndgripelig, og følte lokalisert til subkutan regionen. Den fire mus som ikke har opplagte tumorxenotransplantater ble ekskludert fra studien. Resten av mus mottok enten kontroll eller en av de tre eksperimentelle dietter (0,5, 1,0 og 2,0 mg akrylamid /kg diett) i totalt 4 uker.
Ved avslutning, alle tumorxenografter syntes å ha intakt hud med unntak av to mus (ett hver i de 0,5 og 1,0 mg akrylamid /kg kroppsvekt grupper) som hadde brenn sår i tumorxenotransplantater. En mus fra 1,0 mg akrylamid /kg diett gruppen hadde en forstørret lymfeknute (lyske), uten metastaser når sett histologisk. Det var ingen forskjeller i tumorvekst mellom kontroll og akrylamid behandlet grupper på noen av de 4 tidspunkter (begynner en uke etter oppstart av akrylamid diett), herunder ved obduksjon (figur 5). Den våte vekt av tumorene ved nekropsi var lik i diettgruppene, uten akrylamid-relatert endring (Figur 5).
Virkning av diett akrylamid ved 0 (kontroll), 0,5, 1,0 og 2,0 mg /kg diett på vekst (gjennomsnitt ± SE,%) som er vist i panel (a) og våtvekt (middelverdi ± SE, g) er vist i panel (b) av HT-29 humane tykktarm tumor-xenografter i nakne (
nu /nu
) mus. Tumorvekst ble beregnet basert på volumet av hver svulst tatt opp på forskjellige tidspunkter fra begynnelsen av akrylamid dietter inntil obduksjon, og våtvekt ble registrert ved obduksjon
H . E deler av alle faste tumorxenotransplantater ble vurdert. Morfologien av svulstene var meget lik blant de 4 diettgruppene. Konsekvent, alle svulster ble klart avgrenset, uinnkapslede, tett cellulære masser av kreftceller som ble delt inn i løst størrelse lobules med en bot fibrovascular stroma (figur 6). Store områder av nekrose i løpet av massene var et konstant funksjon, med omkretsen av svulstene infiltrert av en blandet populasjon av leukocytter. Under mikroskop, ved lav objektiv, tumorene viste seg fast og uten kjertler differensiering; ved høy målsetting, sporadisk til hyppige små lumen skjedde blant kreftcellene. Cellene hadde en høy kjerne /cytoplasma ratio, merket anisokaryosis (variasjon i diameter på kjernen), og tett farget kromatin med store én eller flere nucleoli. Mitotiske celler, inkludert atypiske seg, var hyppig. Multinucleated celler var et fellestrekk. Grå slim var tilstede i cytoplasma som enten små inneslutninger eller var så omfangsrike at de forårsaker atom kompresjon (signet-ring celler).
Faste HT-29 humane tykktarm tumor-xenografter fra naken (
nu /nu
) mus ble seksjonert ved 5 um. Panel (a) viser en representativ H E delen av tumorxenotransplantater som en typisk udifferensiert karsinom med levedyktige solide plater av tumorceller (område preget av svart stiplet linje) og klart avgrenset subcutis margin (rød pil); viktige egenskaper inkluderer grå distending tumorcelle cytoplasma (svart pil) og nekrotisk område (svart smultring). Representative immunhistokjemisk farging av PCNA er vist i panel (b) med prolifererende celler sees som mørke brune fargede celler. TUNEL farging er vist i panel (c) med apoptotiske celler observert som mørke flekker (rød pil). Den søylediagram i panelet (d) viser forholdet mellom indeksene (gjennomsnitt ± SE) proliferende (PCNA-positive) og apoptose (TUNEL-positive) celler for hver diett: akrylamid ved 0 (kontroll), 0,5, 1,0 og 2,0 mg /kg diett.
Immunhistokjemi analyser for å bestemme mitotisk (PCNA-merket) og apoptotiske celler ble utført i ufargete deler av tumorxenografter (figur 6). Et forhold på merkeindekser mitotisk og apoptotiske celler ble beregnet for hver tumor xenografter; Det var ingen endringer i dette forholdet mellom kontroll og akrylamid behandlet grupper (figur 6).
Diskusjoner
Akrylamid er kjent for å forårsake svulster i flere organer i gnager bioassay [1,2,4 ]. Men i disse studiene, tykktarmen ble ikke identifisert som et mål organ for kreftfremkallende effekten av akrylamid. To mennesker epidemiologiske studier ikke klarte å observere noen sammenheng mellom akrylamid inntak og risikoen for å utvikle tykktarmskreft [18,19], med en gjentagelse av dette punktet av en fersk meta-analyse studie [27]. I motsetning til disse funnene, og de av karsinogenitet eksperimenter, en studie utført i Sprague-Dawley rotter rapporterte at i.p. eksponering av akrylamid (10 mg /kg kroppsvekt 5 dager i uken i 8 uker) indusert kolon ACF og tumordannelse [20]. I tillegg, sammenlignet med rotter på en basal diett, de som ble matet dietter supplert med 10% maisolje og 10% oksetalg hadde mer, og disse mates dietter supplert med 10% olivenolje og 10% fiskeolje hadde færre akrylamid-indusert colon ACF [21], ved bruk av en dose av akrylamid lik den som er rapportert tidligere i [20]. Studiene av Zhang (2009) og Xichun (2009) antyder at akrylamid kan være involvert i en direkte kreftfremkallende virkning i tykktarmen og at akrylamidinduserte kolon lesjonene er mottagelig for vekstregulering av lipider [20,21].
