Вплив дієти та харчування на ознаки раку
Карен Л Чен
1 Відділ харчових наук, Університет Іллінойсу, США
Пол Юнг
2 Департамент харчових наук та харчування людей, Університет Іллінойсу, США
Ейлем Кулкойлуоглу-Котул
2 Департамент харчових наук та харчування людей, Університет Іллінойсу, США
Карлі Лігуорі
2 Департамент харчових наук та харчування людей, Університет Іллінойсу, США
Ян Лумібао
1 Відділ харчових наук, Університет Іллінойсу, США
Кендіс Мажевський
2 Департамент харчових наук та харчування людей, Університет Іллінойсу, США
Кетрін Ранард
1 Відділ харчових наук, Університет Іллінойсу, США
Джо Л. Роулз, III
1 Відділ харчових наук, Університет Іллінойсу, США
Янлінг Ван
2 Департамент харчових наук та харчування людей, Університет Іллінойсу, США
Луїза Сюе
1 Відділ харчових наук, Університет Іллінойсу, США
Зейнеп Мадак-Ердоган
1 Відділ харчових наук, Університет Іллінойсу, США
2 Департамент харчових наук та харчування людей, Університет Іллінойсу, США
Анотація
Дієта та харчування - це, безперечно, два фактори, які мають великий вплив на профілактику, прогресування та лікування різних видів раку. У цьому огляді ми обговоримо, як біоактивні речовини з раціону та харчового стану впливають на кожну з ознак раку. Ми представимо останні дослідження та обговоримо використання дієти та харчування як засобу для профілактики та лікування раку.
Вступ
Ракові клітини використовують велику кількість шляхів та механізмів для посилення проліферації та метастазування. Намагаючись класифікувати та визначити фенотип раку, в найзагальнішому розумінні, «Відмітні ознаки раку» були створені в 2000 р. [1], потім переглянуті в 2011 р. І з тих пір стали цінним інструментом у дослідженнях раку [2]. Відмітними рисами є підтримка проліферативної сигналізації, ухилення від пригнічувачів росту, підвищена геномна нестабільність і мутації, що забезпечує реплікативне безсмертя, перепрограмування енергетичного обміну, протистояння загибелі клітин, ухилення від імунного руйнування, посилення пухлинного запалення, активацію інвазії та метастазування та індукування ангіогенезу. Лише 5-10% ракових захворювань обумовлені спадковими мутаціями. 90-95% ракових захворювань зумовлені факторами навколишнього середовища, які здебільшого визначаються способом життя [3]. Дієта та харчування є рушієм майже 40% усіх видів раку. Біоактивні речовини з дієти або сигнальних шляхів, що активуються за допомогою харчового статусу пацієнтів, впливають на одну або кілька ознак раку. У цій оглядовій статті ми представимо нещодавні дослідження ролі дієти, харчування та біоактивних речовин щодо різних ознак раку та обговоримо використання біоактивних речовин з дієти та харчування як частину стратегії запобігання та лікування раку.
Стійке розповсюдження сигналів
Стійке проліферативне передавання сигналів є ознакою раку, яка «є, мабуть, найбільш фундаментальною ознакою ракових клітин» [2]. Пухлинні клітини виявляють підвищену чутливість до факторів росту, що може збільшити проліферацію ракових клітин і знехтувати контролем, який в іншому випадку жорстко регулює клітинний цикл. Дієта є основним фактором, що впливає на рівень фактора росту, а також на інші аспекти, пов'язані з проліферацією клітин, і може впливати на появу та розвиток раку різними способами. Левін та ін. [4] пов’язує низьке споживання білка із зниженим рівнем IGF-1 та зниженням смертності від раку серед людей, що старіють [4]. IGF-1 відіграє важливу роль у проліферативному передаванні сигналів у нормальних здорових клітинах. Однак у контексті раку IGF-1 не тільки сприяє зростанню пухлини через шляхи, що стимулюють проліферацію клітин, але також інгібують апоптоз і шляхи зупинки клітинного циклу.
Недостатній рівень кальцію та вітаміну D також пов’язаний із придушенням новоутворених колоноцитів [5]. Показано, що флавоноїди, такі як апігенін та лютеолін, які присутні в таких продуктах, як чай з петрушки, селери та ромашки, посилюють пригнічення росту клітин підшлункової залози in vitro [6]. Експерименти з екстрактом з високопоживної та багатої фенолами листя солодкої картоплі продемонстрували, що вона може затримувати клітини PC-3 in vitro у фазі G1, одночасно викликаючи апоптоз, інактивуючи Bcl2 та регулюючи BAX. Крім того, екстракт із зелені солодкої картоплі пригнічував ріст пухлинних клітин приблизно на 69% у оголених мишей, тоді як нормальні швидко проліферуючі клітини тварини, такі як епітеліальні клітини, здавалося, не постраждали [7]. Є дані, що молекули, звані швайнфуртинами, що містяться в певних листках рослин, можуть впливати на PI3K-Akt, ключовий сигнальний шлях, що сприяє росту нових клітин [8].
Ухилення від пригнічувачів росту
Ухилення від пригнічувачів росту - одна з ознак раку, яка була характерна під час багатоетапного розвитку пухлин людини. Існує кілька десятків супресорів пухлини, що обмежують ріст і проліферацію клітин, серед яких Rb (білок ретинобластоми) та p53 є двома основними супресорами пухлини. Вони функціонують, зупиняючи клітинний цикл і пригнічуючи проліферацію клітин. У нормальних клітинах у відповідь на сигнали проліферації E2F, фактор транскрипції, активує поділ клітин, активуючи експресію генів, важливих для переходу G1-S. Коли сигналів проліферації немає, E2F інактивується, зв’язуючись із вільним білком Rb, тому клітини затримуються у фазі G1. Однак у ракових клітинах Rb може бути інактивований фосфорилюванням комплексу Cyclin/Cdk (циклінозалежна кіназа), в результаті чого виділяється вільний E2F, який активує неконтрольований клітинний поділ. p53 - інший головний супресор пухлини. білок p53 регулює експресію p21 і p27. p21 та p27 діють як інгібітори цикліну/Cdk, що, у свою чергу, перешкоджає фосфорилюванню Rb та зупиняє клітинний цикл у фазі G1. У пухлинних клітинах супресори пухлини, такі як Rb і p53, інактивуються за допомогою мутації, фосфорилювання або епігенетики.