生酮饮食对结肠炎相关结直肠癌小鼠糖酵解关键酶的影响

摘要

目的 探讨生酮饮食对结肠炎相关结直肠癌（CAC）小鼠糖酵解关键酶表达的影响。方法 将30只C57BL/6雄性小鼠随机分为空白组、模型组和生酮饮食组，每组10只。模型组和生酮饮食组采用氧化偶氮甲烷（AOM）/葡聚糖硫酸钠（DSS）法建立CAC模型，空白组腹腔注射等体积生理盐水。生酮饮食组于首个DSS诱导周期结束后给予生酮饲料；空白组和模型组给予标准饲料。实验过程中，监测小鼠体重、疾病活动指数（DAI）、结直肠长度及肿瘤发生情况。采用HE染色观察小鼠结直肠组织形态，免疫组化检测Ki67表达；ELISA法测定血清炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6水平；qPCR和Western blot检测结直肠组织中糖酵解关键酶己糖激酶2(HK2)、磷酸果糖激酶M型（PFKM）、乳酸脱氢酶A(LDHA)、丙酮酸脱氢酶激酶1(PDK1)及丙酮酸激酶M2型（PKM2）的mRNA及蛋白表达。结果 实验过程中，模型组和生酮饮食组小鼠出现便血，体重下降，肉眼可见的结直肠肿瘤，空白组健康，无肿瘤。与空白组相比，模型组和生酮饮食组小鼠的DAI评分均明显增加（P<0.01）。与空白组相比，模型组与生酮饮食组小鼠结直肠长度均缩短（P<0.01）；与模型组相比，生酮饮食组结直肠长度增长（P<0.01）。HE结果显示，空白组小鼠结直肠组织结构清晰；模型组小鼠结直肠肿瘤组织细胞极性丧失，核深染、异型性显著，呈现浸润性腺癌特征；生酮饮食组小鼠结直肠肿瘤组织腺体伴息肉样增生，细胞核深染、拉长，表现为高级别上皮内瘤变。免疫组化结果显示，与空白组相比，模型组与生酮饮食组小鼠结直肠肿瘤组织中Ki67阳性细胞比例明显增加（P<0.01）；与模型组相比，生酮饮食组Ki67阳性细胞比例明显降低（P<0.01）。ELISA检测结果显示，与空白组相比，模型组与生酮饮食组小鼠血清中的TNF-α、IL-1β、 IL-6水平升高（P<0.01）；与模型组相比，生酮饮食组小鼠血清中的TNF-α、 IL-1β、 IL-6水平降低（P<0.01）。qPCR结果显示，与空白组相比，模型组与生酮饮食组小鼠结直肠肿瘤组织中HK2、PFKM、LDHA、PDK1、PKM2 mRNA表达水平升高（P<0.05）；与模型组相比，生酮饮食组小鼠结直肠肿瘤组织中HK2、PFKM、LDHA、PDK1和PKM2 mRNA表达水平明显降低（P<0.05）。Western blot结果显示，与空白组相比，模型组与生酮饮食组小鼠结直肠肿瘤组织中HK2、PFKM、LDHA、PDK1、PKM2蛋白表达水平升高（P<0.05）；与模型组相比，生酮饮食组小鼠结直肠肿瘤组织中HK2、PFKM、LDHA、PDK1、PKM2蛋白表达水平明显降低（P<0.05）。结论 生酮饮食可有效抑制CAC的发生发展，其作用机制可能与缓解肠道炎症反应及调控糖酵解关键酶表达有关。

关键词

生酮饮食 / 结肠炎相关结直肠癌 / 代谢重编程 / 糖酵解关键酶

基金资助

福建省自然科学基金项目（2023J01337）; 福建中医药大学护理学科专项课题（XHL2022004）