PLoS ONE: Ubetydelig Colon Cancer Risk fra Food-Borne Akrylamid Eksponering i F344 Rotter og Nude (nu /nu) Mus-Bearing Menneskelig Colon Tumor Xenografts

Abstrakt

Akrylamid, en mulig kræftfremkaldende for mennesker, der dannes i visse kulhydratrige fødevarer forarbejdet ved høj temperatur. Vi evaluerede hvis kosten acrylamid, ved doser (0,5, 1,0 eller 2,0 mg /kg diæt) afspejler øverste niveauer fundet i humane fødevarer, moduleret kolon tumorigenese i to gnavermodeller. Hanrotter F344 blev randomiseret til at modtage diæter uden (kontrol) eller med acrylamid. 2-uger senere, rotter i hver gruppe modtog to ugentlige subkutane injektioner af enten azoxymethan (AOM) eller saltvand, og blev dræbt 20 uger efter injektioner; koloner blev bedømt for tumorer. Mandlige athymiske nøgne (

nu /nu

) mus bærende HT-29 human colon adenocarcinoma celler afledt tumorxenotransplantater modtagne diæter uden (kontrol) eller med acrylamid; tumorvækst blev monitoreret og mus blev aflivet 4 uger senere. I F344 rotteundersøgelsen blev der ikke tumorer findes i koloner af saltvandsinjicerede rotter. Men tyktarmen tumorincidensen var 54,2% og 66,7% i kontrolgruppen, og de 2 mg /kg acrylamid-behandlet AOM-injicerede grupper, hhv. Mens tumor mangfoldigheden var ens på tværs af alle kost grupper, tumorstørrelse og byrde var højere i 2 mg /kg acrylamid gruppen sammenlignet med AOM kontrol. Disse resultater antyder, at acrylamid i sig selv er ikke en “komplet carcinogen”, men fungerer som en “co-carcinogen” ved at forstærke virkningerne af AOM. Den nøgne mus undersøgelse indikerede ingen forskelle i væksten af ​​humane colon tumorxenografter mellem akrylamid-behandlede og kontrolmus, hvilket antyder, at akrylamid ikke støtte i progressionen af ​​etablerede tumorer. Derfor levnedsmiddelbåren acrylamid ved niveauer sammenlignelige med dem, der findes i humane fødevarer hverken en uafhængig carcinogen eller en tumor promotor i tyktarmen. Men vores resultater karakterisere en potentiel fare af acrylamid som et kolon co-carcinogen i samarbejde med kendte og eventuelt andre miljømæssige tumor initiatorer /initiativtagere

Henvisning:. Raju J, Roberts J, Sondagar C, Kapal K, Aziz SA, Caldwell D, et al. (2013) Ubetydelig Colon Cancer Risk fra Food-Borne Akrylamid Eksponering i F344 rotter og Nude (

nu /nu

) Mus-Bearing Menneskelig Colon tumorxenoplantater. PLoS ONE 8 (9): e73916. doi: 10,1371 /journal.pone.0073916

Redaktør: Jun Sun, Rush University Medical Center, USA

Modtaget: May 6, 2013; Accepteret: 23, 2013; Udgivet: September 5, 2013 |

Copyright: © 2013 Raju et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Økonomisk støtte for denne forskning blev leveret fra Chemicals Management Plan, Health Canada, canadiske regering. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

opdagelsen af ​​acrylamid, har en klasse 2A sandsynlig kræftfremkaldende for mennesker [1] og gnaver kræftfremkaldende [2-5], i populære og fastfood [6] rejst folkesundheden [7]. Høje niveauer af acrylamid dannes i fødevarer forarbejdet ved høje temperaturer (bagning og stegning) gennem Maillard-reaktionen mellem aminogruppen asparagin og carbonylgruppen af ​​reducerende sukkerarter [8]. Fødevarer såsom pommes frites, kartoffel og tortilla chips, bagte fødevarer, morgenmadsprodukter og ristet kaffe indeholder akrylamid i dele per million koncentrationer [9-13]. En nylig undersøgelse viste, at ikke-ammet spædbørn i alderen 6-12 måneder blev udsat for akrylamid fra kommercielle fødevarer med det gennemsnitlige acrylamid niveau bestemt til at være 73 ug /kg i formel pulver produkt og 10,5 mg /l i drikkeligt produkt [14]. Når indtages af mennesker, acrylamid og dets epoxid metabolit glycidamide kan binde til hæmoglobin og DNA til dannelse addukter, og kan interagere med andre proteiner på celleniveau [15]. Den toksikokinetik, dosis respons og fareidentifikation af akrylamid er blevet elegant gennemgået af Shipp et al. (2006) [15]. Litteraturen er fyldt med eksperimentelle data støtter risikokarakterisering af acrylamid som kræftfremkaldende, genotoxin og nervegift.

I et 2-årigt gnaver undersøgelse i henhold til OECD TG-451, acrylamid (administreret i drikkevandet ) øgede tumorincidensen inden skjoldbruskkirtlen og mundhulen hos begge køn, samt brystkirtlen hos kvinder og testikler hos mænd [4]. Undersøgelser i forskellige musemodeller for hud og lungekræft viste, at acrylamid kunne virke både selvstændigt som en tumor initiator eller afhang af et fremmende middel for dets kræftfremkaldende aktivitet, afhængigt af valget af dyremodel og indgivelsesvej [2,3]. I en livsvarig gnaver undersøgelse, acrylamid (i drikkevand) øgede tumorincidensen i brystet kirtel hos kvinder og testikelkræft kirtel hos mænd [5]. I en undersøgelse i syriske hamstere, acrylamid-induceret toksicitet (administreres gennem drikkevandet) forårsagede perifere nervesygdomme, hæmatotoksicitet og testikeltoksicitet [16]. Den 2-årige kræft bioassay [4] og levetid karcinogenicitetsundersøgelse [5] har givet skelsættende data beskriver carcinogenicitet af acrylamid, og tyktarm blev ikke identificeret som et målorgan for acrylamid handling. Det nyligt offentliggjorte tilbundsgående toksikologisk vurdering af acrylamid af National Toxicology Program i USA Department of Health og Human Services bekræftet disse resultater [17]. I deres rapport, blev maven af ​​mandlige og kvindelige B6C3F1 mus identificeret som en yderligere mål for acrylamid i de 2-årige karcinogenicitetsforsøg (acrylamid administreres i drikkevandet ved 0,0875, 0,175, 0,35 eller 0,70 mM /kg legemsvægt), med tydelige tegn på en dosisrelateret forekomst af formaven planocellulært papilloma eller karcinom [17]. Resultater fra to epidemiologiske undersøgelser antydet, at der ikke findes nogen sammenhæng mellem kosten akrylamid og tyktarmskræft risiko hos kvinder [18] eller mænd [19]. I modsætning til disse epidemiologiske og andre eksperimentelle beviser, Zhang (2009) rapporterede om en undersøgelse foretaget med mandlige Sprague-Dawley rotter, som omhandler induktion af tyktarmen afvigende krypt foci (ACF, formodet kolon forstadier til kræft) og tumordannelse ved i.p. eksponering for acrylamid i en dosis på 10 mg /kg legemsvægt administreret 5 dage om ugen over en periode på 8 uger [20]. Det blev rapporteret, at antallet af acrylamid-induceret colon ACF og tumorer var signifikant højere i rotter på de 10% corn oil-suppleret kost sammenlignet med dem på den basale kost [20]. I en anden undersøgelse rotter fodret med diæter suppleret med 10% olivenolie og 10% fiskeolie viste nedsat acrylamid-induceret ACF-dannelse i forhold til dem på den basale kost [21]. Disse to undersøgelser implicerer acrylamid som et selvstændigt colon carcinogen, især i fravær af enhver kendt kræftfremkaldende stof, der anvendes i deres protokol [20,21]. For at løse, om kosten acrylamid ved doser kendt for at forårsage flere svulster i gnavere vil øge risikoen for tyktarmskræft, vi tidligere gennemført et kortsigtet bioassay (8-ugers studie design) ved hjælp af azoxymethan (AOM) -induceret gnaver kolon ACF som en surrogat biomarkør [22]. Vi rapporteret, at kosten acrylamid (5 til 50 mg /kg kost) forøgede ikke ACF-dannelse ved sammenligning med kontrollen (ingen acrylamid i kosten) i enten lav- eller kost med højt fedtindhold regimer; var imidlertid en tendens til at øge ACF observeret ved den laveste testede dosis (5 mg acrylamid per kg kost) [22]. De præcise virkemåder af acrylamid i flertrins kræftfremkaldende proces, som en tumor initiativtager, promotor eller co-carcinogen, forbliver uklart fra disse studier. Desuden er omfanget af virkningen af ​​lave og kronisk oral acrylamid eksponering, især på niveauer afspejler de, der findes i humane fødevarer, er uklar. Doserne af acrylamid anvendes i de fleste dyreforsøg er betydeligt højere end dem, som mennesker udsættes gennem kosten. Således er hovedformålet med den foreliggende undersøgelse var at vurdere, om akrylamid i kosten, ved doser, der afspejler de højere menneskelige eksponeringsniveauer, forårsager nogen carcinogenicitet i tyktarmen, ved hjælp af to etablerede dyremodeller. Kosten acrylamid ikke selvstændigt igangsætte kolon tumor dannelse i F344 rotter; dog når det administreres sammen med AOM, et kolon specifik kræftfremkaldende, acrylamid (2 mg /kg kost) øget størrelsen af ​​tyktarmstumorer antyder en co-carcinogen virkning i colon. Derudover har kosten acrylamid ikke forværre væksten af ​​humane colon tumorxenografter i nøgen (

nu /nu

) mus.

Metoder

Etik erklæring

dyret forsøgsprotokol med denne undersøgelse blev godkendt af Health Canada Ottawa Animal Care udvalg (ACC No. 2010-015), og dyrene blev passet henhold til retningslinjerne fra det canadiske Råd for Animal Care.

dyr , dyrehold og kostvaner

F344 rotter og nøgen (

nu /nu

) mus, vænnet til en semi-syntetisk kost [23], blev indkøbt fra Charles River Laboratories (Quebec, Canada ). Ved ankomsten til vores stalde facilitet, blev alle dyrene akklimatiseret i 1 uge under laboratorieforhold. Temperatur og relativ fugtighed blev kontrolleret ved 22 ° C og 55%, henholdsvis med en 12 timers lys /12 timer mørke-cyklus. Dyr havde fri adgang til eksperimentelle kost og drikkevand

ad libitum

. Foderet blev opnået fra Research Diets, Inc. (New Brunswick, New Jersey, USA) i form af pulver og var baseret på AIN-93G semi-syntetisk formel modificeret til at indeholde 7% majsolie [23]. Acrylamid (≥ 99% rent; Sigma Chemical Co., Missouri, USA) ved doser på 0,5 mg, 1,0 mg og 2,0 mg pr kg kost blev blandet med blandingerne under anvendelse af en Hobart-mixer og derefter lavet til piller under anvendelse af en pillepresse (temperatur aldrig oversteg 35 ° C) i vores kost forberedelse facilitet. Den kost uden nogen tilsætning af acrylamid (0 mg) producerede basale diæt. Foderet blev opbevaret i mørke ved 4 ° C indtil anvendelse. Kostvaner blev genopfyldes og fødeindtagelse blev målt ugentligt. Rotter blev overvåget hver dag og deres legemsvægte blev registreret to gange om ugen. Dyrene blev dræbt ved afblødning under isofluran anæstesi forud for indsamlingen af ​​tumorer og organer. Den specifikke eksperimentelle design for de to undersøgelser under anvendelse F344 rotter og nøgne mus er vist i figur 1.

Tal i kasser skildrer tiden (i uger) efter at dyrene ankom til vores boliger anlægget. I begge undersøgelser blev en uges akklimatisering periode opretholdt før specifikke interventioner. Foderet var baseret på AIN-93G halvsyntetisk formulering og de fire eksperimentelle diæter afveg fra hinanden i niveauet af acrylamid tilsat: 0 (kontrol), 0,5, 1,0 og 2,0 mg /kg diæt. Alle dyr forblev på de respektive eksperimentelle diæter indtil obduktion.

Eksperimentel design og tumor beregninger

F344 rotter.

F344 rotter (7 uger gamle) blev randomiseret til en af ​​de fire eksperimentelle diæter. Efter 2 uger, rotter inden for hver kost gruppe blev underopdelt at modtage subkutant injektioner af enten AOM (Sigma Chemical Co., Missouri, USA, 15 mg /kg BW, n = 24 rotter /kost gruppe) eller saltvand (0,2 ml /rotte, n = 8 rotter /kost gruppe) en gang om ugen i 2 uger (se figur 1). Alle rotter var på forsøgskosten i 20 uger efter AOM /saltvandsinjektioner, hvorefter de blev aflivet. Koloner blev dissekeret, skyllet med iskold PBS, og slids åben langs længden fra anus til coecum på en kold plade. Makroskopiske læsioner og tumorer blev vurderet for størrelse og placering langs tyktarmen, blev dissekeret og snap-frosne i RNA

senere

™ stabiliserende middel (Life Technologies, Grand Island, New York, USA) i flydende N

2 til molekylær analyse eller opbevaret i 10% pufret formalin i patologi. Segmenter (1 cm) af den distale og proximale dele af koloner blev dissekeret ud og fikseret fladt mellem filterpapir i 10% pufret formalin i patologi; resten af ​​koloner (distal og proksimal separat) blev skrabet med objektglas til opsamling af mucosale lag og lynfrosset i flydende N

2 for fremtidig analyse. Colon tumor parametre udledt fra tumorstørrelsen og lokaliseringsdata konstateret på tidspunktet for obduktion omfatter: (a) tumorincidensen (procent af totale dyr med tumorer); (B) tumor mangfoldigheden (gennemsnitlig antal tumorer per tumorbærende rotte); (C) gennemsnitlig tumorstørrelse (mm

2) pr gruppe; og (d) tumorbelastning (gennemsnit af total tumor areal pr tumorbærende rotte) som beskrevet af 24.

Nude (nu /nu) mus undersøgelse.

Male athymiske nøgne (

nu /nu

) mus (6 uger gamle) blev holdt i en niveau-II isolationssted og holdes under sterile betingelser. En uge efter akklimatisering blev mus injiceret subkutant i højre skanken med HT-29 human colon adenocarcinoma celler (2 x 10

6 celler) suspenderet i 100 pi serumfrit McCoys 5A medium (Hyclone Laboratories Inc., South Logan, Utah, USA). Efter 3 uger blev musene randomiseret til en af ​​de 4 eksperimentelle diæter (n = 12 mus /diæt gruppe) (se figur 1). Mus blev palperes to gange om ugen og tumorxenoplantater målinger blev registreret uafhængigt af to teknikere. Fire uger senere blev musene aflivet de tumorxenografter blev vejet og enten opbevaret i 10% pufret formalin i patologi sammen med un-involverede omgivende væv eller snap-frosset i flydende N

2 for molekylær analyse. Tumor målinger blev registreret for 5 tidsperioder, begyndende fra den uge de acrylamid kostvaner blev indført indtil obduktion. Tumor volumen blev beregnet ved hjælp af formlen 0,5236 × L

1 (L

2)

2, hvor L

1 og L

2 er de diametre hver tumor på den længste og korteste punkter , henholdsvis. Tumorvækst blev beregnet som ændringen i tumorvolumen per uge (repræsenteret som procent) begyndende ved indførelsen af ​​de eksperimentelle diæter (3 uger efter injektion med celler) i i alt 4 uger.

Tumor patologi

formalinfikseret colontumorer (sammen med tilstødende normalt udseende slimhinde) fra AOM-injicerede F344 rotter og de tumorxenotransplantater fra nøgne mus blev indlejret i paraffin, snittet på 5 um og farvet med hematoxylin og eosin (H blev (Cat # S7101. Chemicon Inc., Canada) anvendt ifølge producentens anvisninger. Denne terminal deoxynukleotidyltransferase dUTP nick ende mærkning (TUNEL) assay-baserede metode registrerer tidlig apoptose via DNA-fragmentering ved enzymatisk mærkning af fri 3′-OH termini med modificerede nukleotider. Kort beskrevet blev snit underkastet et protein fordøjelse enzym for at standse endogen peroxidase, efterfulgt af påføring af en ækvilibreringsbuffer og inkubering med TdT enzym, før standsning af reaktionen ved tilsætning anti-digoxigenin-konjugat buffer. Dette blev efterfulgt af inkubering af sektionerne i peroxidasesubstrat og kontrafarvning anvendelse af methyl grøn.

Til bestemmelse af mærkningsindeks af mitotiske celler (PCNA-positive) og apoptotiske celler (TUNEL-positive), ti well-orienterede felter blev evalueret pr colon xenograft sektion. Den PCNA /apoptose mærkning indeks blev beregnet ved hjælp af softwaren Northern Eclipse Version 7.0 (Empix Imaging, Inc., Mississauga, ON, Canada). Et forhold mellem mitotisk /apoptotiske celler pr afsnit blev beregnet.

Statistisk analyse

Data blev analyseret ved envejs ANOVA hjælp SigmaStat® 3.1 software (Systat Software Inc., Point Richmond, Californien, USA). I alle statistiske test,

s

0,05 blev betragtet som signifikant.

Resultater

F344 rotter

Generelle bemærkninger.

Kropsvægt (gennemsnit ± SEM) af rotter i begyndelsen af ​​det eksperiment (på tidspunktet for den første injektion) blev 228,8 ± 5,5 g og 225,7 ± 3,6 g for saltvand og AOM grupperne. Ingen signifikante forskelle i legemsvægtforøgelse mellem kontrol (0 mg acrylamid) og acrylamid-behandlede rotter blev fundet i enten saltvand eller AOM grupper (figur 2). Afsluttende rotternes legemsvægt afveg ikke signifikant blandt de forskellige kost grupper i saline- eller AOM-injicerede rotter (tabel 1). Der blev ikke observeret nogen forskelle for lever og milt vægte (beregnet som gram pr kg legemsvægt) mellem acrylamid-behandlede grupper og deres respektive kontroller i enten saline- eller AOM-behandlede grupper (tabel 1). Fødevareforbrug blev beregnet som middelværdier (g per kg legemsvægt per dag), og var ikke forskellig mellem kontrol- og acrylamid-behandlede rotter i enten saltvand eller AOM grupper (tabel 1). Baseret på den registrerede forbrug fødevarer for hver enkelt kosten gruppe i saltvandsbehandlede rotter, indtaget af acrylamid til koncentrationer på 0,5, 1 og 2 mg acrylamid pr kg kost, der anvendes i vores undersøgelse blev beregnet som 0,017, 0,035 og 0,070 mg acrylamid pr kg legemsvægt per dag, hhv. En lignende tendens blev observeret i de AOM-behandlede rotter, med den beregnede indtag af 0,018, 0,036 og 0,072 mg acrylamid pr kg legemsvægt per dag for koncentrationer på 0,5, 1 og 2 mg acrylamid pr kg kost, hhv.

Kropsvægt (middelværdi ± SE, g) om ugen af ​​F344-rotter injiceret med (a) saltopløsning eller (b) AOM og behandlet med acrylamid ved 0 (kontrol), 0,5, 1,0 og 2,0 mg /kg diæt.

Kontrol

Akrylamid

0,5 mg /kg

1,0 mg /kg

2,0 mg /kg

Saline-injicerede rotter (

n

= 8 /gruppe) Krop 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 /100 g BW) Spleen0.173 ± 0.0020.182 ± 0.0040.180 ± 0.0030.181 ± 0,002 (g /100 g BW) Mad intake35.4 ± 0.234.8 ± 0.134.7 ± 0.235.2 ± 0,1 (g /kg lgv /dag ) AOM-injicerede rotter (

n

= 24 /gruppe) Krop 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 /100 g BW) Spleen0.216 ± 0.0230.215 ± 0.0230.187 ± 0.0030.189 ± 0,003 (g /100 g BW) Mad intake36.3 ± 0.535.8 ± 0.435.9 ± 0,435. 5 ± 0,4 (g /kg legemsvægt /dag) tabel 1. Krop og organer vægte af saline- og AOM-injicerede rotter fodret diæter med eller uden acrylamid i 24 uger.

a, b

CSV Hent CSV

Uanset den diætbehandling, ingen af ​​rotterne udviste tegn på toksicitet, ubehag eller adfærdsmæssige anomalier indtil 18 uger efter AOM /saltvand injektion. Men ved 19 uger efter AOM /saltvandsinjektioner, mere end 30% af de AOM-injicerede rotter havde blod i afføringen, mens ingen af ​​de saltvandsinjicerede rotter havde sådanne tegn. Når man sammenligner denne virkning (procent af rotter med blod i deres afføring /gruppe) på tværs kosten grupper, den eneste bemærkelsesværdige observation var, at flere AOM-injicerede rotter ved den højeste dosis af acrylamid (2 mg /kg diæt) havde blod i deres afføring ( 41,7%) sammenlignet med kontrolgruppen (29,2%) og de øvrige to dosisgrupper på 0,5 og 1 mg /kg (25,0% og 29,2%, henholdsvis). Undersøgelsen blev derfor afsluttet ved 20 uger, 6 uger forud for den oprindeligt foreslåede tid.

Tumor data.

I slutningen af ​​20 uger efter AOM /saltvand injektion, ingen af ​​de saltvand -injiceret rotter på enten kontrol- eller acrylamid diæter havde udviklet kolon tumorer (tabel 2). Et kolon tumorincidensen 54,17% blev observeret i de AOM-injicerede rotter på kontroldiæten. Der blev ikke observeret nogen signifikante forskelle i tumor forekomster mellem kontrol og acrylamid-behandlede grupper (

s

= 0,695). Tumor mangfoldighed var ens mellem de forskellige kosten grupper. Men den gennemsnitlige størrelse af tumorer pr rotte og tumorbelastning (total tumor areal pr tumorbærende rotte) var signifikant højere (

s Restaurant 0,05) i den højeste acrylamid dosisgruppen på 2 mg /kg diæt sammenlignet med kontrollen. Ingen forskel i tumorstørrelse og byrde blev bemærket i de andre to acrylamid grupper på 0,5 mg /kg diæt (

s

= 0,933,

s

= 0,959, henholdsvis) og 1 mg /kg kost (

s

= 0,978,

s

= 0,741, henholdsvis).

Kontrol

Akrylamid

0,5 mg /kg

1,0 mg /kg

2,0 mg /kg

Saline-injicerede rotter Vejviser

Total rotter

8

8

8

8

Tumor-bærende rotter

0

0

0

0

Tumor incidens

b

0

0

0

0

AOM-injicerede ratsTotal rats24242424Tumor-bærende rats13141216Tumor incidens

b54.1758.3350.0066.67Total Tumors22191625Tumor mangfoldighed

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 * Tabel 2. Colon tumor parametre for saline- og AOM-injicerede rotter fodret diæter med eller uden acrylamid i 24 uger.

en

CSV Hent CSV

Inden rammer klassificering foreslået af Whiteley et al. (1996) [25], colontumorer i AOM-injicerede rotter faldt i følgende kategorier: (a) rørformet adenom (TA), i hvilken mindst 75% af massen består af godt differentierede tubuli; (B) adenocarcinom (AC) -2 invaderer i submucosa; (C) AC-3 repræsenterer mucinøs-typen læsion invaderende i submucosa; (D) AC-4 repræsenterer mucinøs læsion invaderer i tunica muscularis; og (e) AC-5 repræsenterer mucinøs læsion invaderende til serosa (figur 3). I kontrolgruppen (AOM alene, ingen acrylamid) gruppe, 80% af læsionerne var adenomer (TA type) og 20% ​​var adenocarcinomer (AC-2 type). En lignende tendens blev observeret i den laveste acrylamid gruppen (0,5 mg /kg diæt), bortset fra at adenocarcinomer var af den mucinøs type (AC-3) (Figur 3). Kun 55% og 44% adenomer blev fundet i mediet (1 mg /kg kost) og høje (2 mg /kg diæt) acrylamid grupper henholdsvis den resterende henhører under adenocarcinomer med mere avancerede mucinous karakteristika (AC-4 og AC- 5) (figur 3).

En af de fem tumortyper blev observeret i koloner. Tubular adenom (TA) er vist i panel (a), med dysplastiske tubuli danner polypoid adenom (sort pil) og ikke-neoplastiske kirtler i stilken af ​​tumoren (rød pil). Adenokarcinom med invasion til submucosa (AC-2) er vist i panel (b), og byder neoplastiske kirtelstrukturer (sort pil) i submucosa med en klar muscularis mucosa (sort krans) og scirrhous inflammatoriske respons på tumoren (rød pil). Mucinøs adenokarcinom med invasion til submucosa (AC-3) er vist i panel (c), kendetegnet ved tumorceller danner kirtelstrukturer (rød pil) i submucosa med en klar muscularis mucosa (sort krans) og signet-ring celler udspilet ved mucin ( sort pil). Mucinøse adenocarcinom invaderende tunica muscularis (AC-4) er vist i panel (d), kendetegnet ved tumorceller invaderer tunica muscularis (sort pil) og udskiftning normal mucosa (sort krans) og en intakt serosa (rød pil). Mucinøs adenocarcinom invaderende serosa (AC-5) er vist i panel (e), med tumorceller i vaskulære strukturer i tunica muscularis (sort pil), slim og snavs i dilaterede tumor kirtel (sort krans) og en serosa (rød pil) . Tumortype som en procentdel i hver kostgruppe er afbildet i panel (f).

Udover colontumorer, vi observerede tumorer i tyndtarmen (duodenum, jejunum eller ileum) i AOM- injicerede rotter med en forekomst på 12,5% i kontrolgruppen, og 20,8%, 25,0% og 8,3% i 0,5 mg /kg, 1,0 mg /kg og 2,0 mg /kg acrylamid /kost grupperne.

Nude (nu /nu) mus undersøgelse

Generelle bemærkninger.

Ingen forskelle i kropsvægt mellem kontrol (0 mg /kg acrylamid /kost) og de tre acrylamid grupper blev fundet (figur 4). Mus optrådte sunde med ingen synlige tegn på toksicitet, ubehag eller adfærdsmæssige anomalier både under tumor-dannelse fase (første 3 uger efter injektion af kræftceller) og acrylamid-fodring fase. Forbruget Maden var ikke forskellig mellem kontrol og acrylamid-behandlede mus, og uanset kosten behandlinger blev registreret som 12,30 ± 0,52 g /kg legemsvægt /dag. Indtaget af acrylamid for doser på 0,5, 1 og 2 mg acrylamid pr kg kost anvendt i mus undersøgelse blev beregnet som 0,006, 0,012 og 0,025 mg acrylamid per kg legemsvægt per dag, henholdsvis.

Kropsvægt ( middelværdi ± SE, g), i nøgen (

nu /nu

) mus injiceret med HT-29 human coloncancer celler behandlet med acrylamid ved 0 (kontrol), 0,5, 1,0 og 2,0 mg /kg kost.

Tumor xenograft data.

Tre uger efter HT-29 human colon adenocarcinoma celler blev injiceret i den højre skaft region nøgne mus, subkutane masser optrådte på injektionsstederne i alle undtagen 4 mus . Masserne var diskrete, fast, håndgribelig, og følte lokaliseret til den subkutane region. Den 4 mus, der ikke havde palpable tumorxenoplantater blev udelukket fra undersøgelsen. Resten af ​​mus modtog enten kontrollen eller en af ​​de tre eksperimentelle diæter (0,5, 1,0 og 2,0 mg acrylamid /kg kost) til i alt 4 uger.

Ved afslutning, alle tumorxenografter syntes at have intakt hud bortset fra to mus (en hver i 0,5 og 1,0 mg acrylamid /kg føde grupper), der havde fokale ulcerationer i tumorxenoplantater. En mus fra 1,0 mg acrylamid /kg diæt gruppe havde en forstørret lymfeknude (inguinale), uden metastase når observeret histologisk. Der var ingen forskelle i tumorvækst mellem betjeningsorganet og acrylamid-behandlede grupper på nogen af ​​de 4 tidspunkter (regnet fra en uge efter initiering af acrylamid kost), herunder ved obduktion (figur 5). Den våde vægt af tumorerne ved obduktion var ens på tværs af kost grupper, med ingen acrylamid-relaterede ændringer (figur 5).

Virkning af diætetisk acrylamid ved 0 (kontrol), 0,5, 1,0 og 2,0 mg /kg diæt på vækst (middelværdi ± SE,%) vist i panel (a) og vådvægt (middelværdi ± SE, g) vist i panel (b), HT-29 human colon tumorxenografter i nøgne (

nu /nu

) mus. Tumorvækst blev beregnet på grundlag af mængden af ​​hver tumor registreret på forskellige tidspunkter fra begyndelsen af ​​acrylamid kostvaner indtil obduktion, og våde vægte blev registreret ved obduktion

H . E sektioner af alle faste tumorxenografter blev vurderet. Morfologien af ​​tumorerne var meget ens blandt de 4 kostgrupper. Konsekvent blev alle tumorer klart afgrænset, uindkapslede, tæt cellulære masser af tumorceller, som var inddelt i variabelt mellemstore lobules med bøde fibrovaskulær stroma (figur 6). Store områder af nekrose i masserne var et fast element, med periferien af ​​tumorerne infiltreret af en blandet population af leukocytter. Under mikroskop ved lav mål, tumorerne optrådte fast og uden glandular differentiation; ved høj målsætning, lejlighedsvis til hyppige små lumen forekom blandt kræftcellerne. Cellerne havde en høj kerne /cytoplasma ratio, mærket anisokaryosis (variation i diameter kerne), og tæt farves kromatin med store enkelt eller flere nukleoler. Mitotiske celler, herunder atypiske dem, var hyppige. Flerkernede celler var et fælles træk. Grå slim var til stede i cytoplasmaet som enten små indeslutninger eller var så omfangsrig, at det forvolder nuklear kompression (signet-ring celler).

Fast HT-29 humane colon tumorxenoplantater fra nøgen (

nu /nu

) mus blev snittet på 5 um. Panel (a) viser et repræsentativt H vigtigste karakteristika omfatter grå udspilende tumorceller cytoplasma (sort pil) og nekrotiske område (sort doughnut). Repræsentative immunhistokemisk farvning af PCNA er vist i panel (b) med prolifererende celler ses som mørkebrune farvede celler. TUNEL-farvning er vist i panel (c) med apoptotiske celler observeret som mørke pletter (rød pil). Søjlediagrammet i panel (d) viser forholdet mellem indeksene (gennemsnit ± SE) af prolifererende (PCNA-positive) og apoptotiske (TUNEL-positive celler) for hver diæt: acrylamid ved 0 (kontrol), 0,5, 1,0 og 2,0 mg /kg diæt.

Immunhistokemi analyser til bestemmelse mitotiske (PCNA-mærkede) og apoptotiske celletællinger blev udført i ufarvede dele af tumorxenotransplantater (figur 6). Et forhold af mærkning indekser af mitotiske og apoptotiske celler blev beregnet for hver tumorxenoplantater; der var ingen ændringer i dette forhold mellem kontrol og acrylamid-behandlede grupper (figur 6).

Diskussion

Akrylamid er kendt for at forårsage tumorer i flere organer i gnavere bioassays [1,2,4 ]. Men i disse undersøgelser, tyktarmen blev ikke identificeret som et målorgan for den kræftfremkaldende effekt af acrylamid. To humane epidemiologiske undersøgelser har tilsidesat nogen sammenhæng mellem akrylamid indtag og risikoen for at udvikle tyktarmskræft [18,19], med en gentagelse af dette punkt af en nylig metaanalyse undersøgelse [27]. I modsætning til disse resultater, og de af carcinogenicitet eksperimenter, en undersøgelse foretaget i Sprague-Dawley rotter rapporteret, at i.p. udsættelse for acrylamid (10 mg /kg legemsvægt 5 dage om ugen i 8 uger) induceret kolon ACF og tumordannelse [20]. I forhold til rotter på en basal diæt, dem, der blev fodret diæter suppleret med 10% majsolie og 10% oksetalg havde mere, og dem fodret med diæter suppleret med 10% olivenolie og 10% fiskeolie havde færre acrylamid-induceret colon ACF [21], under anvendelse af en dosis af acrylamid svarende til den tidligere beskrevet [20]. Undersøgelserne af Zhang (2009) og Xichun (2009) tyder på, at akrylamid kan være involveret i en direkte kræftfremkaldende virkning i tyktarmen og at acrylamid-induceret colonlæsioner er modtagelige for vækstregulering af kosten lipider [20,21].