基于肠道菌群调控下莱菔硫烷抑制膀胱癌作用研究

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1、博士学位论文基于肠道菌群调控下莱菔硫烷抑制膀胱癌作用研究ASTUDYABOUTTHEINHIBITRORYEFFECTOFSULFORAPHANEONBLADDERCANCERBASEDONGUTMICROBIOTA何灿霞哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TS252.5学校代码：10213国际图书分类号：664.6密级：公开工学博士学位论文基于肠道菌群调控下莱菔硫烷抑制膀胱癌作用研究博士研究生：何灿霞导师：单毓娟教授申请学位：工学博士学科：化学工程与技术所在单位：化学与化工学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cla

2、ssifiedIndex:TS252.5U.D.C:664.6DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringASTUDYABOUTTHEINHIBITRORYEFFECTOFSULFORAPHANEONBLADDERCANCERBASEDONGUTMICROBIOTACandidate：CanxiaHeSupervisor：Prof.YujuanShanAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringSpeciality：ChemicalEngineeringa

3、ndTechnologyAffiliation：SchoolofChemistryandChemicalEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要多种癌症患者体内均存在特征性肠道菌群紊乱；肠道菌群对机体的影响不仅局限在胃肠道系统，可波及胃肠道以外的远端器官。膀胱癌作为泌尿系统肿瘤，是否也存在肠道菌群紊乱的现象目前尚未见报道。莱菔硫烷（Sulforaphane，SFN）是以前体物萝卜苷形式存在于十字花

4、科蔬菜中的一种异硫氰酸酸盐类（isothiocyanates，ITCs）植物化学物，其前体物在体内的水解受肠道内微生物影响。本课题组前期研究指出SFN可以经多个信号通路抑制膀胱癌的发生、发展及转移。此外，SFN还具有抑制炎症、保护胃肠道粘膜、抑制细菌增殖等功能。在SFN发挥其抑制膀胱癌的作用中是否有肠道菌群的参与，以及二者之间可能存在的联系，这些问题尚未见报道。本文以膀胱癌患者和N-丁基-N（4-羟丁基）亚硝基胺（N-butyl-N-(4-hydroxybutyl）-nitrosamine，BBN)诱导的小鼠原位膀胱癌模型为研究对象，探究肠道菌

5、群在膀胱癌发生过程中可能的作用；并以SFN为干预因素，探究在SFN抑制膀胱癌中对肠道菌群-粘膜屏障的影响。从哈尔滨医科大学附属第一医院严格筛选膀胱癌患者（n=26）和正常人对照组(n=16)，食物频率法问卷调查结果显示患者组水果摄入量明显低于对照组，具有统计学差异（P<0.05）。采用高通量测序及Real-timePCR分析对粪便肠道菌群分析发现，膀胱癌患者中的总细菌（Domainbacteria）、梭菌XI（ClostridiumclusterXI）以及普氏菌（Bacteroides-Prevotellagroup）数量明显减少（P<0.05

6、）。膀胱癌患者粪便中丁酸含量明显低于正常对照（P<0.05）。Pearson相关性分析发现，丁酸含量与水果摄入量成正相关（r=0.61，P<0.01）。膀胱癌患者血清中D-乳酸和脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）含量明显高于正常对照组（P<0.05），提示肠道粘膜受损，肠道通透性异常增高。经饮水中添加BBN12周，成功构建小鼠原位膀胱癌模型，膀胱病理学检查表明膀胱癌诱导率为100%，病理分型表明70%小鼠膀胱为属于非浸润性（pTa期），20%侵及固有层（pT1期），10%侵及肌肉层（pT2期）；变性梯度凝胶电泳结果表明膀胱癌

7、小鼠的肠道菌群构成发生明显改变，主成分分析表明膀胱癌模型组与正常对照组的菌群组成分布明显分离；血清学分析显示，炎性因子白介素-6（interleukin，IL）和IL-22以及分泌型IgA(SecretoryImmunoglobulinA，SIgA)水平升高。膀胱癌模型组可见结肠和盲肠组织结构的损伤，紧密连接蛋白基因（zo-1、claudin-1、occludin）表达下降；肠道粘膜的通透性明显增加，表现为血清中D-乳酸和脂多糖含量明显高于正常对照组（P<0.05）。I哈尔滨工业大学工学博士学位论文以SFN经口灌胃（剂量分别为2.5mg/kg,

8、5mg/kg,10mg/kg）24周，结果表明：高剂量SFN(10mg/kg)可以明显提高膀胱癌小鼠的存活率（高剂量组存活率为83.33%，膀胱癌模型