Ökad rektal cellproliferation efter alkoholmissbruk | Tarm

Diskussion

Våra resultat visar för första gången att tung kronisk alkoholkonsumtion, oavsett vilken typ av alkoholhaltig dryck som konsumeras, resulterar i signifikant ökad rektal slemhinnoregeneration. Denna signifikanta skillnad i cellregenerering visades med tre olika proliferationsmarkörer. Kvantitativ analys med PCNA-färgning gav också information om mönstret för denna alkoholassocierade rektala hyperproliferation. En viktig bestämningsfaktor för att karakterisera betydelsen av kryptcell hyperproliferation är omfattningen av expansionen av PC: n för kryptan. Under normala förhållanden representerar den nedre tredjedelen av krypten PC, följt av det funktionella facket där celldelning minskas kraftigt och celler generellt skiljer sig innan de når kolonlumen. Expansion av PC utan kryptahyperplasi, som i detta fall, är typiskt för reparativ celltillväxt efter toxisk skada på slemhinnan och liknar proliferativa förändringar i ändtarmen hos kroniskt alkoholmatade försöksdjur. 12-14 En reducerad överlevnadstid för kryptceller förhindrar förmodligen hyperplasi eftersom kronisk etanolkonsumtion uppenbarligen leder till toxisk cellskada och därför till sekundär kompenserande hyperproliferation.13 Expansion av PC: n är också förknippad med en ökad risk för kolorektal cancer och kan representera en prediktiv markör för ökad kolorektal cancerrisk, som visas i försöksdjur1617 såväl som hos människor.1819

Förutom den kvantitativa PCNA-studien undersökte vi en andra grupp av alkoholhaltiga patienter och kontroller. I dessa ämnen färgade vi rektal biopsiprover för Ki67 och histon H3. Ki67 är ett nukleärt icke-histonprotein som uttrycks i cykelceller nästan under hela cellcykeln, utom tidig G-1. Därför karakteriserar den ungefär tillväxtfraktionen av vävnaden som utvärderas, även om den är på en något lägre nivå. Pålitlig färgning av S-fasceller kan utföras med in situ hybridisering för histon H3.24 Både proliferationsmarkörerna Ki67 och histon H3 visade markant ökad färgning i rektala kryptor hos patienter jämfört med kontroller. Detta var associerat med expansion av den proliferativa zonen mot kolonlumen. Procentandelen H3-positiva celler befanns vara naturligt lägre jämfört med Ki67. Därför bekräftade vi ökad proliferation av rektal slemhinneceller med tre olika metoder hos personer med starkt drickande. Eftersom snäppfrysta vävnadsprover gav samma resultat för Ki67 och histon H3 som PCNA-studien med formalinfixerade vävnader, kan fixeringsartefakter uteslutas.

I experimentella studier kan en signifikant korrelation mellan produktionen av kryptceller och slemhinnan Acetaldehydkoncentrationer rapporterades i rektalslemhinnan hos kroniskt etanolkrävande djur. 214 Acetaldehyden som finns i kolorektal slemhinnan och även i tjocktarmens lumen produceras övervägande av fekala bakterier. 122526 Dessa bakterier kan metabolisera etanol (som finns i kolonlumen i liknande koncentrationer som i blod) till acetaldehyd. På grund av det stora antalet närvarande bakterier är det inte förvånande att acetaldehydkoncentrationer i tjocktarmen är de högsta som finns i kroppen när de beräknas per gram vävnad27 och det är välkänt att acetaldehyd binder snabbt till protein28 och till och med till DNA vilket resulterar i cellskada.30 Faktiskt är det funktionella facket i rektala kryptor mindre och cellernas livslängd i det funktionella facket minskar, vilket indikerar förstörelse av slemhinneceller när alkohol matas till råttor kroniskt.13 Vidare avslöjades ändrade rektala biopsier av alkoholister histologi med inflammatoriska infiltrat.31 Denna histologiska egenskap återgår till normal efter tre veckors avhållsamhet.31 Dessutom kan hyperplastiska och hyperproliferativa förändringar induceras i övre mag-tarmkanalen hos försöksdjur efter oral administrering av acetaldehyd.15 Förutom det faktum att acetaldehyd kan produceras av fekala bakterier är slemhinnealkoholdehydrogenas också c kan producera acetaldehyd.32 Om acetaldehyd inte metaboliseras tillräckligt ytterligare till acetat av acetaldehyddehydrogenas (ALDH) kan det ackumuleras och dess toxiska effekter kan förvärras. Faktum är att en nyligen genomförd studie av Yokoyama et al rapporterade en ökad risk för rektal cancer hos individer som har en mutant ALDH-2 som inte kan ta bort acetaldehyd på ett adekvat sätt, vilket är ett annat viktigt resultat med fokus på den cancerframkallande eller tumörfrämjande effekten av acetaldehyd hos människor. 33

En annan möjlig mekanism för ökad cellproliferation hos tunga drickare kan vara alkoholavbrott i sig, eftersom rektala biopsier togs under sjukhusvistelse och avhållsamhet.Höga mängder alkohol kan hämma cellproliferation, åtminstone i levern, 34 medan måttlig alkoholkonsumtion leder till hyperproliferation i levern.35

Vi kunde inte hitta någon effekt av kronisk alkoholkonsumtion på uttryck av p53, vilket inte är överraskande eftersom överuttryck av p53 är en sen händelse vid cancerframkallande ofta observerad i neoplastiska polyper. Dessutom påverkade alkohol inte uttrycket av Rb1. Det fanns svag aktivitet i några få basala celler men ingen skillnad mellan de två grupperna. Det måste dock betonas att funktionen av Rb1 beror på dess fosforylering och detta kan inte belysas med den använda metoden.

bcl-2-protoonkogenen är involverad i regleringen av programmerad celldöd där den motsätter sig induktion av apoptos.36 I normala kolorektala kryptor är bara ett fåtal celler vid kryptornas bas bcl-2-positiva, vilket kan representera förmodade stamceller.37Att alkoholintag leder till slemhinnan hyperregeneration och expansion av PC: n för rektala kryptor utan förändringar i protoonkogen uttryck verkar kronisk etanolkonsumtion påverka tidiga händelser i rektal tumörgenes. Förekomsten av slemhinnoregeneration är verkligen en så tidig händelse, enligt Fearon och Vogelstein.38Folsyrabrist kan dock vara en ytterligare faktor i en situation där slemhinnans hyperproliferation uppträder.3940 I själva verket verkar det finnas en koppling mellan högt alkoholintag, folatbrist och ökad risk för kolorektal cancer.4142 Senast demonstrerades låga folatnivåer i rektal slemhinna hos råttor efter kronisk alkoholintag.43 På grund av det ökade folatbehovet för cytosinmetylering och tymidinsyntes under hyperproliferativa förhållanden kan sådan folatbrist vara ytterligare relevant faktor för alkoholassocierad rektal karcinogenes. Faktum är att DNA-hypometylering nyligen har rapporterats i råttkolon efter kronisk alkoholkonsumtion.44 Dessutom kan acetaldehyd själv vara ansvarig för lokal folatbrist eftersom acetaldehyd i koncentrationer som finns i kolon förstör folat.45

Till utvärdera epitelial differentiering, immunfärgades vi för olika cytokeratiner. Kolorektala kryptaceller hos patienter såväl som kontroller uppvisade det vanliga cytokeratinuttrycksmönstret med positiv färgning för cytokeratiner 8 och 19 och ingen immunreaktivitet för cytokeratiner 4 och 13, varvid den senare uttrycks normalt i skivepitel.46 > Sammanfattningsvis demonstrerade vi här för första gången ökad proliferation av slemhinneceller med expansion av PC: n i rektala kryptor hos patienter med kroniskt alkoholmissbruk. Detta är ett tillstånd associerat med en ökad risk för rektal cancer.