植物植物化学品。一种新的癌症化学迁移？

凯斯西储大学的Sanjay Gupta博士正在研究植物中发现的植物化学物质，如多酚类和黄酮类化合物。该小组的目的是加强我们对表观遗传机制的理解，这些机制是由导致癌症预防的植物化学物质所影响的。通过操纵基因表达，在不改变遗传密码的情况下，植物化学物质可以抑制氧化应激和致癌蛋白的作用。使用饮食制剂可能是一种成本效益高、无毒的治疗手段，以预防癌症和提高患者的生活质量。

癌症是全世界死亡的主要原因，并负责六个死亡人数。此外，2008年大约70％的癌症死亡发生在发展中国家。癌症治疗非常昂贵，这些药物的有效性有限。因此，许多人不能承担治疗，特别是低收入国家的患者，导致死亡率增加和增加。然而，通过改变生活方式和饮食，可以防止大约30％的癌症死亡。

众所周知，源自作为我们饮食的一部分食用的植物的植物化学物质是强大的生物活性化合物，在抗氧化和癌症化学预防方面具有重要作用。这激发了Gupta博士及其团队，进行广泛的研究，探讨使用膳食药剂的自然癌症预防。特别是，Gupta博士侧重于植物化学物质作为癌症中的表观遗传改性剂的作用。

什么是表观遗传学？
表观遗传学是研究基因组的化学变化，这些变化是可遗传的、可逆的，并且在不改变遗传密码的情况下影响基因表达。一个重要的表观遗传机制是DNA甲基化。这是甲基被添加到DNA分子中的地方，最常见的是在胞嘧啶环的5-碳上。甲基的加入抑制了一个被称为转录的过程，导致基因表达减少。因此，去除这些甲基或“DNA去甲基化”可以增强基因表达。另一个重要的表观遗传机制是组蛋白修饰。组蛋白是在DNA包装中起作用的蛋白质。DNA围绕着8种组蛋白形成染色体。通过乙酰化等过程修饰组蛋白可以影响基因表达。向组蛋白中添加乙酰基会降低组蛋白与DNA的相互作用强度，从而导致染色质结构更加松弛。这与基因转录水平的增加有关。相反，从组蛋白中去除乙酰基（去乙酰化）导致基因表达水平降低。通过研究植物化学物质对表观遗传学的影响，古普塔博士的目标是使用成本效益高、毒性最小的饮食制剂作为癌症预防或改善受苦患者的生活质量。

GTP有可能改变DNA甲基化和染色质重塑 - 两个必要的表观遗传机制。

绿茶多酚
在最近的一项研究中，古普塔博士和他的同事发现绿茶中的多酚可以用来延缓乳腺癌的进展和侵袭。调节肿瘤发展的分子途径极其复杂。细胞外基质（ECM）重塑是该途径最早的步骤之一。ECM是一个大分子网络，如糖蛋白和酶，为周围的细胞提供支持。在肿瘤进展过程中，基质金属蛋白酶（MMPs）降解部分ECM，产生基质因子。它们是促进肿瘤进展和肿瘤细胞侵袭的活性分子。基质金属蛋白酶活性受“基质金属蛋白酶组织抑制剂”（TIMPs）调节。这些是MMPs的天然抑制剂，有人假设肿瘤细胞中TIMPs的上调可以抑制侵袭和转移。有趣的是，研究表明，绿茶多酚（GTPs）如表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）抑制乳腺癌和前列腺癌细胞系中MMPs的活性。Gupta博士和他的团队决定通过研究EGCG对TIMP调控的影响以及支持这种相互作用的潜在表观遗传机制来进一步探索这一点。研究小组用EGCG处理两种不同的乳腺癌和前列腺癌细胞系72小时，发现TIMP-3mrna和蛋白水平显著升高。进一步的研究表明，这是由于表观遗传调控。EGCG处理增加组蛋白乙酰化，导致TIMP水平升高。此外，研究小组发现TIMP-3启动子位点的H3K27三甲基化增加，从而增强了基因表达。

前列腺癌的化学预防
前列腺癌是癌症相关死亡的第二大原因，也是男性最常见的癌症。在英国，每天有129名男性被诊断出患有前列腺癌。显然，迫切需要开发新的治疗方法来对抗前列腺癌。古普塔博士和他的同事探索了前列腺癌的分子途径，并研究了GTP暴露的表观遗传影响。表观遗传沉默是前列腺癌的一个重要特征。GSTP1是一种酶，在有效化合物如致癌物的解毒中具有重要作用。在前列腺癌中，GSTP1基因的表达受到抑制是由于启动子部位DNA甲基化的表观遗传机制。研究小组进行了一项研究，将人前列腺癌细胞暴露于GTP中1-7天。结果显示GSTP1被重新表达，DNA甲基转移酶（负责DNA甲基化的酶）被抑制，从而降低了GSTP1启动子位点DNA甲基化的抑制作用。此外，染色质免疫沉淀分析显示，经GTP处理的前列腺癌细胞已重塑染色质，导致GSTP1基因转录激活增加，导致基因表达增加。总的来说，这些突破性的结果表明GTP有可能改变DNA甲基化和染色质重塑这两种重要的表观遗传学机制，突出了GTP作为前列腺癌化学预防工具的价值。

Apigenin的抗氧化特性
芹菜素是类黄酮的一个类黄酮亚类，存在于许多草本植物、水果和蔬菜中，如欧芹、洋葱、橙子和洋甘菊，是我们饮食中必不可少的成分。研究表明芹菜素具有多种有益的性质，如抑制肿瘤生长和抗氧化活性。古普塔博士和他的团队旨在研究芹菜素对前列腺癌细胞的作用。人类前列腺癌极易受到氧化应激的影响，在氧化应激中，自由基与蛋白质和DNA发生反应，常常造成广泛的损害。氧化应激引起的DNA突变可导致恶性改变，增加前列腺癌的发病风险。研究小组进行了一项深入的研究，探索前列腺癌细胞对芹菜素的吸收。结果显示，芹菜素第一次在核基质中积累并与DNA结合，减少了氧化应激对DNA的损伤。有趣的是，芹菜素优先积聚在具有雄激素受体的细胞中。芹菜素与雄激素受体结合并抑制其在前列腺癌细胞中的表达。古普塔博士认为芹菜素可能具有雄激素受体抑制特性，干扰雄激素信号，减少氧化应激。然而，需要更多的研究来澄清这一假设。

Apigenin积累在核基质中并与DNA结合，通过氧化应激降低DNA损伤。

未来研究
杜普博士的地下研究表明膳食植物化学品作为癌症预防剂的价值。植物化学品作为表观遗传改性剂的作用得到了Gupta和他的团队的研究支持。然而，我们对抑制表观遗传改变的确切分子机制的了解仍然有限。此外，必须进行更多的临床研究。例如，重要的下一步是确定人类最佳有益效果所需的最有效剂量的植物化学剂。总的来说，这些具有成本效益的低毒性膳食药物具有潜力用作有可能产生患癌症或治疗的人们的预防性，以提高这些痛苦的人们的生活质量。