PLoS ONE: Short-Term Soy Isoflavone Intervention i patienter med lokaliseret prostatakræft: et randomiseret, dobbelt-blindt, placebo-kontrolleret Trial

Abstrakt

Formål

Vi beskriver effekterne af soja isoflavon forbrug på prostata specifikt antigen (PSA), hormon niveauer, total kolesterol, og apoptose hos mænd med lokaliseret prostatacancer.

Metodologi /vigtigste resultater

Vi har udført en dobbelt-blindet, randomiseret, placebo-kontrolleret forsøg til at undersøge effekten af ​​soja isoflavone kapsler (80 mg /d af de samlede isoflavoner, 51 mg /d aglucon enheder) på serum og væv biomarkører i patienter med lokaliseret prostatacancer. Firs-seks mænd blev randomiseret til behandling med isoflavoner (n = 42) eller placebo (n = 44) i op til seks uger før planlagt prostatektomi. Vi udførte microarray analyse under anvendelse af en målrettet cellecyklusregulering og apoptosegenet chip (GEArrayTM). Ændringer i serum total testosteron, frit testosteron, total østrogen, østradiol, PSA, og total kolesterol blev analyseret ved baseline, midtpunktet, og på tidspunktet for radikal prostatektomi. I denne foreløbige analyse blev 12 gener involveret i cellecyklus-kontrol og 9 gener involveret i apoptose nedreguleret i behandlingen tumorvæv versus placebo kontrol. Ændringer i serum total testosteron, frit testosteron, total østrogen, østradiol, PSA, og totalt cholesterol i det isoflavonholdige behandlede gruppe sammenlignet med mænd fik placebo var ikke statistisk signifikante.

Konklusioner /Signifikans

Disse data tyder på, at kortvarig indtagelse af soja isoflavoner ikke påvirkede serum hormonniveauer, total kolesterol, eller PSA

prøve registrering

ClinicalTrials.gov NCT00255125

Henvisning.: Hamilton-Reeves JM, Banerjee S, Banerjee SK, Holzbeierlein JM, Thrasher JB, Kambhampati S, et al. (2013) Short-Term Soy Isoflavone Intervention i patienter med lokaliseret prostatakræft: et randomiseret, dobbelt-blindt, placebo-kontrolleret forsøg. PLoS ONE 8 (7): e68331. doi: 10,1371 /journal.pone.0068331

Redaktør: Fazlul H. Sarkar, Wayne State University School of Medicine, USA

Modtaget: December 5, 2012; Accepteret: 28. maj 2013; Udgivet: 12 juli, 2013 |

Dette er en åben-adgang artiklen, fri for alle ophavsrettigheder, og kan frit gengives, distribueres, overføres, ændres, bygget på, eller på anden måde bruges af alle til ethvert lovligt formål. Værket gøres tilgængeligt under Creative Commons CC0 public domain dedikation

Finansiering:. Den “Sojaisoflavoner i prostatakræft Study” blev støttet af VA Merit anmeldelse tilskud (PV, SB, SKB) og University of Kansas Cancer center Pilot Grant-programmet (JHR). 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

Prostatakræft er den mest almindelige non-kutant kræft i amerikanske mænd [1]. Epidemiologiske undersøgelser associeret soja fødevareforbrug i asiatiske befolkninger med et fald i risiko prostatakræft [2], [3], selv om plasma genistein fusion ikke har været forbundet med risiko prostatakræft på kosten eksponeringer typiske for de vestlige befolkninger [2] – [4] . De cirkulerende soja isoflavone koncentrationer i japanske mænd er mindst 10 gange højere end amerikansk [5], [6] og europæiske mænd [4]. En typisk soja-rige japanske kost består af 25-100 mg sojaisoflavoner /dag, mens en typisk amerikansk kost indeholder omkring 2-3 mg sojaisoflavoner /dag [7]. Migration studier af asiatiske mænd tyder på, at deres prostata kræft incidensrater stige i direkte relation til længden af ​​tid brugt bosiddende i USA [8], [9]. Ligeledes har prostatakræft forekomst og dødelighed steg i asiatiske lande samtidig med vestliggørelsen af ​​deres kost [10].

Komponenterne i soja kost menes at undertrykke kræft er sojaisoflavoner daidzein, genistein, og glycitein. Sojaisoflavoner binder til østrogen receptorer og udøve hormonale virkninger. De to primære isoflavoner i sojabønner er genistein og daidzein. Daidzein omdannes til equol i tarmen af ​​visse individer. Isoflavoner ophobes i prostatakirtlen [10] og er blevet vist at modulere endogene hormoner relevante for prostata carcinogenese [11], [12]. Sojaisoflavoner også øve nonhormonal effekter til at undertrykke kræft gennem veje, der er målrettet cellecyklus og apoptose såsom G2 /M anholdelse og p21-ekspression

in vitro

i androgen uafhængige PC3 prostatacancerceller [13]. Soy isoflavon induceret hæmning af celledeling og induktion af apoptose delvist medieret gennem regulering af Akt /FOXO3a /GSK-3beta /AR signalering netværk [14].

Kortvarig soja isoflavone interventioner hos patienter med prostatakræft har givet blandede resultater. I en ikke-randomiseret, ikke-blind forsøg med 38 patienter (20 med klinisk signifikant prostatacancer og 18 kontroller), et dagligt indtag på 160 mg /d af isoflavoner afledt af rødkløver i ca. 20 dage, indtil radikal prostatektomi medførte signifikant højere apoptose af tumorceller [15]. Hos mænd med prostatakræft, soja eller isoflavone forbruget er faldet betydeligt betyde total serum PSA i forhold til kontrolgruppen [16] – [18], selv om flere undersøgelser har ikke vist statistisk signifikante effekter på PSA i denne population [15], [19], [20]. De kolesterolsænkende virkninger af sojaprodukter primært menes at være medieret gennem sojaprotein [21]; selvom nylig, en genistein kun intervention i patienter med lokaliseret prostatacancer signifikant total kolesterol og denne ændring var statistisk signifikant sammenlignet med placebo [18].

Vi har allerede offentliggjorte data fra et pilotforsøg udført af vores laboratorium i en kohorte af 13 patienter med prostatacancer (uden forudgående behandling), som blev behandlet med en soja isoflavon supplement indeholdende 112 mg total isoflavoner (n = 4), 168 mg total isoflavoner (n = 3), eller 224 mg total isoflavoner ( n = 4). Disse pilot data viste en reduktion i PSA, testosteron og østrogen, og en variabel effekt på ERa udtryk med nedregulering af receptor-ekspression ses på 224 mg total isoflavoner per dag dosisniveau mens der ikke var nogen observeret effekt på AR udtryk [22 ].

den nuværende dobbelt-blindet, randomiseret, placebo-kontrolleret forsøg designet til mere fuldt ud at undersøge effektiviteten af ​​det samlede soja isoflavon forbrug i en større kohorte af mænd ved at overvåge serum hormon niveauer, total kolesterol, og PSA . Derudover har vi vurderet virkningerne på tumor og tilstødende normal prostata væv med gen-arrays til regulering af celle-cyklus kontrol og apoptose hos mænd med lokaliseret prostatacancer.

Resultater

Study Detaljer

Eighty-syv personer blev screenet for undersøgelsen; 1 valgte ikke at deltage (figur 1). Tyve-tre emner ikke fuldføre tredje besøg, fordi deres operation eller strålebehandling behandling dato indtruffet før det sidste besøg var planlagt. Fifty-seks af patienterne undergik prostatektomi [placebo (n = 27), soja isoflavone (n = 29)]. Otteogtyve patienter valgt strålebehandling ved undersøgelsens afslutning [placebo (n = 16), soja isoflavone (n = 12)] og 2 forsøgspersoner valgte aktiv overvågning [placebo (n = 1), soja isoflavone (n = 1)]. Alle 86 forsøgspersoner afsluttet 2 uger af undersøgelsen med god overensstemmelse, og 63 forsøgspersoner afsluttet hele studiet. Af de 86 deltagere, 74 urinprøver fra 2-ugers tidspunkt var analyserbar for urin phytoestrogen metabolitter (daidzein, genistein, glyctein, O-desmethylangolensin, dihydrodaidzein, og equol). Deltagerne var enige om at undgå kosten soja indtag og ikke at tage nogen nye kosttilskud. Men to deltagere i placebogruppen viste høje koncentrationer af urin phytoestrogen metabolitter, hvilket tyder på de forbrugende soja fra andre kilder. Alle deltagere analyseret i interventionsgruppen syntes at være i overensstemmelse, og 29% (10/35) blev klassificeret som equol producenter ved at bestemme, om deres log 10 (equol: daidzein). Forholdet var større end -1,75 [23]

Salg

bivirkninger

Alle bivirkninger var grad 1 (mild). I isoflavon arm blev 4 begivenheder registreret: 2 mave og 2 generelt. I placebo-armen, blev 9 begivenheder registreret: 6 mave og 3 generelt. Ingen patient stoppede behandlingen på grund af bivirkninger.

Baselinekarakteristika

Baseline antropometri, demografi, klinisk fase, og fysisk aktivitet afveg ikke mellem grupperne (tabel 1). Der var ingen forskel i baseline serum hormon, kolesterol, og PSA koncentrationer mellem grupperne (tabel 2).

Serum Markers

Ingen signifikante modulationer af serum total testosteron, frit testosteron, total østrogen, østradiol, prostata specifikt antigen, eller total kolesterol blev observeret i isoflavonholdige behandlede gruppe i forhold til mænd, der fik placebo (tabel 2).

væv Markers

Cell cyklus gen ekspression.

Tolv gener i involveret i cellecyklus blev nedreguleret i soja-behandlede malignt prostatavæv sammenlignet med placebo behandlede malignt væv, henholdsvis (figur 2). Cellecyklus genarray demonstrerede nedregulering af celledelingscyklussen 27 (CDC27), der er involveret i protein-protein interaktioner og timingen af ​​mitose; apoptotisk peptidase aktiverende faktor 1 (APAF1), der er involveret i initiering apoptose; cyclin B2 (CCNB2), der er involveret i transformerende vækstfaktor beta-medieret cyklus celle kontrol; cyclin G1 (CCNG1) og cyclin G2 (CCNG2), aktiveres af tumor protein p53; cyclin C (CCNC), der er involveret i phosphorylering af RNA-polymerase II; ubiquitin-lignende modifier aktiverende enzym 1 (UBE1), der er involveret i mærkning cellulære proteiner til nedbrydning; Cullin 2 (CUL2) og Cullin 3 (CUL3); E2F transskription faktor 4 (E2F4); checkpoint kinase 2 (CHEK2) genekspression; og ataksi telangiectasia muteret (ATM), en vigtig cellecyklus checkpoint.

Figuren viser forholdet af genet til GAPDH.

Apoptose genekspression.

ni gener i involveret i apoptose blev nedreguleret i soja-behandlede malignt prostatavæv sammenlignet med placebo behandlede malignt væv, henholdsvis (figur 3). Den apoptosegenet arrayet demonstrerede nedregulering af CD40, der er involveret i en række forskellige immune og inflammatoriske reaktioner; B-celle non-Hodgkin lymfom-2 (Bcl-2); baculovirale IAP gentagelse indeholdende 1, 2, og 6 (BIRC1 /NAIP, BIRC2, BIRC6), der er involveret i at blokere apoptose; BCL2-associeret X protein (BAX); TRAF familiemedlem-associeret NFKB aktivator (TANK); Hus1, og caspase 7 (CASP7) genekspression.

Figuren viser forholdet mellem genet til GAPDH.

Diskussion

På trods af data fra vores pilot undersøgelse [22], vi ikke observere væsentlige ændringer i PSA eller hormon koncentrationer i denne større fase II klinisk forsøg. Vores tidligere undersøgelse rapporteret et fald i PSA, testosteron og østrogen i 13 patienter indtager samme isoflavon supplement ved forskellige doseringer. Selvom tillægget formulering var identisk i begge undersøgelser, kan forskellene i resultatet skyldes den større prøve størrelse og den brede variation af PSA og serum hormoner i den foreliggende undersøgelse. Vores eksplorativ analyse i den aktuelle undersøgelse antyder, at indtaget af soja isoflavoner kan ændre genekspression i prostatavæv.

Vores resultater for serum hormoner er i overensstemmelse med tidligere undersøgelser. En meta-analyse af 32 undersøgelser offentliggjort i 2010 af Hamilton-Reeves et al. rapporterede, at forbruget af sojaprodukter ikke er forbundet med betydelige virkninger på cirkulerende testosteron eller frit testosteron hos mænd [24]. Nylige publikationer siden meta-analyse har ikke vist signifikante effekter af indtagelse af isoflavoner på testosteron [18], [25], [26]. Data for blodkoncentrationer af østrogen er tilgængelige for fjorten studier, der består af fem randomiserede kontrollerede forsøg [11], [27] – [30]. Kun én undersøgelse rapporteret en signifikant stigning i blod estradiol-koncentrationer fra baseline med 40 mg /d af isoflavoner, men ikke 60 eller 80 mg /d af isoflavon tilskud, og statistisk sammenligning med placebogruppen blev ikke offentliggjort [29]. Sammenfattende betyder samlede indtag isoflavon ikke ud til at påvirke cirkulerende kønshormoner ved indtag sammenlignes med kostindtagelse i asiatiske lande som den administrerede dosis i nærværende undersøgelse.

Vores resultater vedrørende total kolesterol er i modsætning til en meta analyse, som viser et fald på total kolesterol med sojaisoflavoner når de indtages i sojaprodukter [21]. Teorien om, at komponenter fra sojaprotein selv lavere kolesterol kunne forklare, hvorfor isoflavoner kun ikke ville fremkalde den samme effekt. Men viste et fald på 4% i total kolesterol hos patienter med prostatacancer, der forbruges 30 mg syntetisk genistein sammenlignet med placebo [18], en nylig rapport. Den sandsynlige forklaring på disse modstridende resultater i forhold til vores undersøgelse skyldes tillægget formulering givet i dette forsøg. Den soja isoflavon supplement stammer fra soja kim, der giver en blanding af soja isoflavoner, som er højere i daidzein end genistein. Desuden har vi ikke stratificere vores randomisering baseret på før behandling værdier af total kolesterol, selvom vi omfatte baseline værdi som kovariat i den statistiske model.

isoflavon kosttilskud ved doser svarende til denne undersøgelse har generelt vist ingen effekt på sænkning PSA koncentrationer hos mænd med lokaliseret prostatacancer. Resultaterne for serum PSA er i overensstemmelse med nogle [19], [20], [28], [31], men ikke alle rapporter [16], [17], [32] – [34]. Total PSA reduceret med 4%, når en isoflavon-rigt supplement blev givet som led i en intensiv kost og livsstil intervention i prostata cancer patienter, der tyder på mere dramatiske ændringer i kostindtag end tilføje isoflavoner kan være behov for at ændre PSA hos mænd med lokaliseret prostatakræft [16]. Det er muligt, at en længere indgreb eller opfølgning kan have haft en betydelig hæmmende effekt af isoflavoner på PSA, kun 2 sager fra uge 5 og 4 tilfælde fra uge 6 (ud af 42 sager fra isoflavon behandlingsgruppe) var tilgængelige for PSA testning.

Så vidt vi ved, denne undersøgelse var en af ​​de første til at sammenligne virkningerne af total sojaisoflavoner forbrug på genekspression i prostata væv opnået fra en human interventionsstudie. Der er imidlertid flere begrænsninger af vores undersøgelse, herunder mangel på lagdeling af resultater baseret på Gleason score, patologisk stadium, eller PSA. Dette kan påvirke virkningen af ​​soja især på apoptotiske veje. Desuden blev analyseret kun et meget lille antal af vævsprøver, således at resultaterne skal valideres med en større prøve. På grund af den multiple foci af kræft, gen-array-forskelle fra prøverne mellem grupper kan ikke repræsentere genekspression i vævet som helhed. Igen kan den lille prøvestørrelse har ført til prøveudtagning skævhed; Men vi evalueret både tumor og normalt væv og ville forudsige, at effekten af ​​sojaisoflavoner virkning ville være ensartet over hele vævet.

Konklusioner

Indtag af sojaisoflavoner synes sikkert med kun milde bivirkninger rapporteret og ingen effekt på serum hormoner. Yderligere evaluering af den rolle sojaisoflavoner inducere apoptose og cellecykluskontrol er berettiget i den forebyggende og terapeutiske indstilling.

Materialer og metoder

Etik Statement

KUH Institutional review Board: personmotiver Udvalg og Kansas City Vamc Institutional review Board godkendte forsøgsprotokollen. Alle patienter underskrev et informeret samtykke, inden at studere indskrivning. Protokollen for dette forsøg og støtte CONSORT tjekliste er tilgængelige som underbyggende oplysninger; se Tjekliste S1 og protokol S1.

Patienter

Mellem april 2006 og maj 2009 blev 86 mænd med lokaliseret prostatacancer rekrutteret fra University of Kansas Hospital (KUH) Urologi Clinic og Kansas City Veterans Affairs Medical center (Vamc). Patienter med klinisk stadie T1 eller T2 prostatakræft (udnytte amerikansk fælles udvalg om kræft kriterier), og blev anset kirurgiske kandidater var berettiget til undersøgelsen. Patienter i samtidig kemoterapi, stråling eller neoadjuverende hormonbehandling blev udelukket fra undersøgelsen. Patienter, der forbruges sojaprodukter inden for 90 dage forud for tilmeldingen blev også udelukket, og forudgående indtag soja blev bestemt ved baseline ved hjælp af validerede sojaprodukter spørgeskema [35]. Patienter med en kendt historie om soja allergi eller intolerance blev også udelukket. I løbet af undersøgelsen, patienter enige om at undgå kosten soja indtag og ikke at tage nogen nye vitamin kosttilskud eller naturlægemidler.

Study Design

Et dobbelt-blindet, randomiseret, placebokontrolleret parallel retssag blev gennemført, hvor fik 86 mænd med en histologisk diagnose af prostatakræft, der var planlagt til at gennemgå prostatektomi enten soja isoflavone kapsler (Flav-ein, 3 B’S Ltd, Lenexa, KS) eller matchende placebo kapsler. Patienterne blev sekventielt randomiseret til en af ​​de to arme. Random permuteret blok randomisering blev anvendt til at holde de tildelinger afbalanceret på forskellige punkter i løbet af patientens tilmelding. Den statistiker genererede koder og en kopi af dem til apotekere. Apoteket distribueret kosttilskud til patienterne. Den blinde blev opretholdt af farmaceuten og statistiker indtil afslutningen af ​​undersøgelsen. De 42 patienter randomiseret til sojaisoflavoner modtaget kapsler bidrager 51 mg total isoflavon aglykonringe ækvivalenter /d med en gennemsnitlig fordeling af isoflavoner på 55% daidzein, 30% glycitein, og 15% genistein, som analyseres af NP Analytical Laboratories i St. Louis, MO. De 44 patienter, der fik placebo tilskud forbruges 0,06 mg total isoflavoner aglykonringe ækvivalenter /d. Begge grupper forbruges kapslerne i opdelte doser to gange dagligt. Patienterne tog deres sidste dosis af tillægget natten før indlæggelsen til kirurgi. Kapslerne blev købt i løs vægt for at minimere variation i isoflavonindhold, som kan forekomme fra batch til batch. Patienterne blev instrueret til at forbruge deres sædvanlige kost, og udelukke sojaprodukter for at minimere isoflavon forbruget fra andre kilder. For at vurdere overholdelsen ved 2-ugers tidspunkt blev den urin koncentration af seks isoflavonoider [genistein, daidzein, glycitein, equol, DHD og ODMA] målt på University of Minnesota ved hjælp af en højtryks væskekromatografi-tandem massespektrometri (LC MS /MS) metode modificeret fra offentliggjorte metode [36]. Data blev normaliseret ved tilpasning med kreatinin udskillelse og urin kreatinin blev analyseret af Kansas City VA Medical Center ved hjælp af en kinetisk alkalisk picrat metode (Abbott 8200, Abbott., Abbott Park, IL).

Serum Indsamling og analyse

Fasting blod blev opsamlet i morgen på 0, 2 uger, og dagen før den planlagte kirurgi eller helbredende behandling. Sidste gang punkt varieres ved emne baseret på den planlagte dato for operation. Behandling blev aldrig forsinket at opfylde kravene undersøgelse. Serum blev separeret og sendt til Quest Diagnostics (Lenexa, KS) til analyse. Serumprøver blev analyseret for totalt testosteron ved væskekromatografi med tandem-massespektrometri, frit testosteron ved ligevægtsdialyse, total østrogen ved radioimmunoassay, østradiol og prostataspecifikt antigen (PSA) ved chemiluminescens immunoassay, og totalt cholesterol ved enzymatisk assay.

tissue Collection og analyse

på tidspunktet for kirurgi og mens stadig i operativsystemet suite, urologiske kirurg opnåede kerne prøver af både det tilstødende normale prostata og tumorvæv fra hver prostata prøve. Kort fortalt blev prostata sektioneret og tumoren identificeres på grundlag af palpation, visualisering og kendt placeringen af ​​kræft. Disse kerner blev derefter placeret umiddelbart i flydende nitrogen og overført til laboratoriet til forarbejdning. I laboratoriet blev der opnået en tynd (5 um) frossen sektion af kernen og H 0,05 blev betragtet som statistisk signifikant. Alle analyser blev udført ved hjælp af SAS-version 9.3 TS Level T1M0 (SAS Institute, Inc., Cary, NC).

Støtte oplysninger

Tjekliste S1.

CONSORT Tjekliste

doi:. 10,1371 /journal.pone.0068331.s001

(DOC)

protokol S1.

forsøgsprotokol

doi:. 10,1371 /journal.pone.0068331.s002

(DOC)

Tak

Forfatterne vil gerne takke Sara Spencer, Christopher Bairl og Neela Saxena for hjælp til klinik besøg, indtastning af data, og gen-array-analyser.