據說一些癌症的病發與維生素D的缺乏有關,那麼維生素D抗腫瘤的原理是什麼呢?
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根據實驗觀察,維生素D在體內的含量,確實與癌症的發病率有明顯的反比關係。但維生素D的抗癌作用,並不像補充營養那麼簡單,至於養生專家提出的解決方案,就更無法避免謀利之嫌。維生素D可以通過多種方式實現抗癌,但是其具體的攝入方式還有待於研究。
下面從分子和細胞的水平來分析一下維生素D的抗癌機制。臨床前研究發現,維生素D體內活性形式1α,25(OH)2D及維生素D類似物發揮抗腫瘤作用主要通過維生素D受體介導的信號通路,包括抑制腫瘤細胞增殖、促進調亡及抑制血管生成等。到目前為止已發現上百種直接或間接影響細胞周期、增殖、分化和凋亡的基因含有維生素D受體反應元件(VDRE),此外許多基因雖然不包含VDREs,但依然受到1α,25(OH)2D的轉錄調控。
維生素D抗腫瘤相關分子機制
首先,1α,25(OH)2D具有抗增殖與促分化作用。1α,25(OH)2D介導的抗增殖作用主要是通過調控腫瘤細胞的細胞周期進行的,抑制 G0/G1期向S期轉化,可能涉及的作用靶點包括調控細胞周期蛋白、細胞周期蛋白依賴性激酶 (cyclin-dependent kinase, CDK)和CDK抑製劑(CKIs) 等。用1α,25(OH)2D 對人乳腺癌MCF7細胞進行處理後,細胞內p21和p27表達同時增加,而細胞周期蛋白D1 (cyclin D1, CCND1)、CCND3、CCNA1和CCNE1的表達水平受到顯著的抑制,由此抑制了CDK的活性和Rb的磷酸化。1α,25(OH)2D還通過調節細胞增殖相關的抑癌基因FOXO和細胞周期抑制蛋白RBL2(Rb-like protein p130)和RBBP6 (Rb-binding protein 6)等影響細胞增殖。1α,25(OH)2D 還能通過調節β- 聯蛋白(β-catenin)、c-Jun氨基末端激酶 (c-Jun N-terminal kinase, JNK)、磷脂醯肌醇-3-激酶 (phosphatidyl inositol 3-kinase, PI3K)、核因子 -κB (nuclear factor-κB, NF-κB)等相關信號通路,以及多種轉錄因子,等促進腫瘤細胞的分化。
其次,維生素D通過調控促凋亡蛋白BAX、BAK、 BAD和(或)抗凋亡蛋白BCL2、BCL-XL的平衡誘導細胞凋亡,進而抑制細胞存活和生長,同時也可以通過直接激活caspase,上調MEKK-1等方式引起細胞凋亡。1α,25(OH)2D通過多種途徑誘導細胞凋亡,1α,25(OH)2D對腫瘤細胞的增殖抑制已在體外和體內實驗中得到驗證,但其主要的作用機理仍有待進一步的研究和探討。
再次,1α,25(OH)2D3能降低多種惡性腫瘤細胞的侵襲和轉移能力,該機制在前列腺癌和肺癌的小鼠模型中已經得到證明。1α,25(OH)2D3抑制腫瘤侵襲轉移主要通過抑制血管生成並調控多種參與侵襲轉移的關鍵分子的表達來實現。維生素D還可降低細胞外基質蛋白tenascin-C(肌腱蛋白C)的表達,該蛋白具有促進腫瘤細胞生長、侵襲和血管生成的作用。
此外,近來研究還發現1α,25(OH)2D3能通過干擾腫瘤細胞的其他生物學過程抑制腫瘤的生長。例如,1α,25(OH)2D3能誘導腫瘤細胞的自噬。1α,25(OH)2D3 還參與到細胞的抗氧化和DNA損傷修復過程。
最後,維生素D對腫瘤的影響除了對腫瘤細胞本身的直接作用,同樣關鍵的還有對腫瘤微環境的作用。例如,血管生成是腫瘤生長和轉移過程中的關鍵步驟之一,1α,25(OH)2D3能直接抑制主動脈或腫瘤起源的血管內皮細胞的增殖,並阻斷血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)誘導的內皮細胞的分支和延伸。
由於要從內部機理上來回答維生素D的抗癌機制,所以不得不從化學的層面上來解釋,這樣也許會給理解帶來一些難度,但這也是為了答案的準確性才這麼做的。
以上內容節選自《維生素D與癌症:研究現狀和展望》
目前,人體中已知的維生素D基因受體高達2776個,遍佈於人體各個臟器、細胞,如:肝臟、腎臟、小腸、表皮細胞、免疫細胞、胰島細胞、癌細胞等等。維生素D抗癌的基本原理,簡單來說是通過其與受體VDR結合,改變基因轉錄速度,一直腫瘤細胞增值和誘導分化。
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