Øget rektal celleproliferation efter alkoholmisbrug | Tarm

Diskussion

Vores resultater viser for første gang, at kraftigt kronisk alkoholforbrug, uanset hvilken type alkoholholdig drikke der indtages, resulterer i signifikant øget rektal slimhinde regenerering. Denne signifikante forskel i celleregenerering blev vist med tre forskellige proliferationsmarkører. Kvantitativ analyse med PCNA-farvning gav også information om mønsteret for denne alkoholassocierede rektale hyperproliferation. En vigtig determinant for at karakterisere betydningen af kryptcellehyperproliferation er omfanget af udvidelse af kryptens PC. Under normale forhold repræsenterer den nedre tredjedel af krypten pcen, efterfulgt af det funktionelle rum, hvor celledeling reduceres kraftigt, og celler generelt differentieres, før de når tyktarmslumen. Udvidelse af pcen uden kryptahyperplasi, som i dette tilfælde, er typisk for reparativ cellevækst efter toksisk beskadigelse af slimhinden og ligner proliferative ændringer i endetarmen hos kronisk alkoholfodrede forsøgsdyr.12-14 En reduceret overlevelsestid for kryptceller forhindrer sandsynligvis hyperplasi, da kronisk ethanolforbrug naturligvis fører til toksisk celleskade og derfor til sekundær kompenserende hyperproliferation.13 Udvidelse af pcen er også forbundet med en øget risiko for kolorektal cancer og kan repræsentere en forudsigende markør for øget risiko for kolorektal cancer, som vist i forsøgsdyr1617 såvel som hos mennesker.1819

Ud over den kvantitative PCNA-undersøgelse undersøgte vi en anden gruppe af alkoholiske patienter og kontroller. Hos disse emner farvede vi rektale biopsiprøver til Ki67 og histon H3. Ki67 er et nukleart ikke-histonprotein, der udtrykkes i cyklingceller næsten gennem hele cellecyklussen undtagen tidligt G-1. Derfor karakteriserer den tilnærmelsesvis vækstfraktionen af vævet under evaluering, 23 dog på et noget lavere niveau. Pålidelig farvning af S-fase celler kan udføres med in situ hybridisering for histon H3.24 Både proliferationsmarkører Ki67 og histon H3 viste markant øget farvning i rektale krypter hos patienter sammenlignet med kontroller. Dette var forbundet med udvidelse af den proliferative zone mod tyktarmslumen. Procentdelen af H3-positive celler viste sig at være naturligt lavere sammenlignet med Ki67. Derfor bekræftede vi øget rektal slimhindecelleproliferation med tre forskellige metoder hos personer med stærkt drikke. Da snapfrosne vævsprøver gav de samme resultater for Ki67 og histon H3 som PCNA-studiet med formalinfikserede væv, kan fikseringsgenstande udelukkes.

I eksperimentelle studier var en signifikant sammenhæng mellem kryptcelleproduktionshastigheder og slimhinde Acetaldehydkoncentrationer blev rapporteret i rektal slimhinde hos kronisk ethanolforbrugende dyr. 214 Acetaldehyd fundet i kolorektal slimhinde og også i tyktarmens lumen produceres overvejende af fækale bakterier. 122526 Disse bakterier er i stand til at metabolisere ethanol (som findes i tyktarmslumen i lignende koncentrationer som i blod) til acetaldehyd. På grund af det store antal tilstedeværende bakterier er det ikke overraskende, at acetaldehydkoncentrationer i tyktarmen er de højeste, der findes i kroppen, beregnet pr. Gram væv27, og det er veletableret, at acetaldehyd hurtigt binder til protein28 og endda til DNA, 29 hvilket resulterer i cellebeskadigelse.30 Faktisk er det funktionelle rum i rektal krypter mindre, og cellernes levetid i det funktionelle rum er reduceret, hvilket indikerer ødelæggelse af slimhindeceller, når alkohol tilføres rotter kronisk.13 Desuden blev rektalbiopsier afsløret ændret histologi med inflammatoriske infiltrater.31 Denne histologiske egenskab vender tilbage til normal efter tre ugers afholdenhed.31Også hyperplastiske og hyperproliferative ændringer kunne induceres i den øvre mave-tarmkanal hos forsøgsdyr efter oral administration af acetaldehyd.15 Udover det faktum, at acetaldehyd kan produceres af fæcesbakterier er slimhindealkoholdehydrogenase også c kan generere acetaldehyd.32 Hvis acetaldehyd ikke metaboliseres tilstrækkeligt yderligere til acetat af acetaldehyddehydrogenase (ALDH), kan det ophobes, og dets toksiske virkninger kan forværres. Faktisk rapporterede en nylig undersøgelse af Yokoyama et al en øget risiko for endetarmskræft hos personer, der har en mutant ALDH-2, der ikke er i stand til at fjerne acetaldehyd i tilstrækkelig grad, hvilket er et andet vigtigt fund, der fokuserer på kræftfremkaldende eller tumorfremmende virkning af acetaldehyd hos mennesker. 33

En anden mulig mekanisme til øget celleproliferation hos stærke drikkere kunne være selve tilbagetrækningen af alkohol, da rektalbiopsier blev taget under indlæggelse og afholdenhed.Store mængder alkohol kan hæmme celleproliferation, i det mindste i leveren, 34 mens moderat alkoholforbrug resulterer i hepatisk hyperproliferation.35

Vi kunne ikke finde nogen effekt af kronisk alkoholforbrug på ekspression af p53, hvilket ikke er overraskende, da overekspression af p53 er en sen begivenhed i carcinogenese, der ofte observeres i neoplastiske polypper. Derudover påvirkede alkohol ikke ekspressionen af Rb1. Der var svag aktivitet i nogle få basalceller, men ingen forskel mellem de to grupper. Det skal dog understreges, at funktionen af Rb1 afhænger af dens phosphorylering, og dette kan ikke belyses ved den anvendte metode.

bcl-2-protooncogenet er involveret i reguleringen af programmeret celledød, hvor den modsætter sig induktion af apoptose.36 I normale kolorektale krypter er kun nogle få celler ved bunden af krypterne bcl-2 positive, hvilket kan repræsentere formodede stamceller.37 Da alkoholindtagelse fører til slimhindehypergeneration og udvidelse af pcen af rektale krypter uden ændringer i protooncogen udtryk synes kronisk ethanolforbrug at påvirke tidlige hændelser i rektal tumorigenese. Forekomsten af slimhindehypergeneration er faktisk sådan en tidlig begivenhed ifølge Fearon og Vogelstein.38Folsyremangel kan imidlertid være en yderligere faktor i en situation, hvor slimhindehyperproliferation opstår.3940 I virkeligheden synes der at være en sammenhæng mellem højt alkoholindtag, folatmangel og øget risiko for kolorektal cancer.4142 Senest blev der påvist lave folatniveauer i rektal slimhinde hos rotter efter kronisk alkoholindtagelse.43 På grund af det øgede folatbehov for cytosinmethylering og thymidinsyntese under hyperproliferative forhold kan sådan folatmangel være en yderligere relevant faktor i alkoholassocieret rektal carcinogenese. Faktisk er DNA-hypomethylering for nylig blevet rapporteret i rottekolon efter kronisk alkoholforbrug.44Derudover kan acetaldehyd selv være ansvarlig for lokal folatmangel, da acetaldehyd i koncentrationer til stede i tyktarmen ødelægger folat.45

To evaluere epitelial differentiering, immunfarvet vi for forskellige cytokeratiner. De kolorektale kryptaceller fra patienter såvel som kontroller udviste det sædvanlige cytokeratinekspressionsmønster med positiv farvning for cytokeratiner 8 og 19 og ingen immunreaktivitet for cytokeratiner 4 og 13, hvor sidstnævnte normalt udtrykkes i squamous epithelia. > Afslutningsvis demonstrerede vi her for første gang øget slimhindecelleproliferation med udvidelse af pcen i rektale krypter hos patienter med kronisk alkoholmisbrug. Dette er en tilstand forbundet med en øget risiko for endetarmskræft.