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前列腺癌在我国的发病率相比欧美国家较低,但是近年来,随着人口老龄化和饮食结构的改变,其发病率和死亡率正在逐步上升,现已成为仅次于膀胱癌的最常见的泌尿性肿瘤。虾青素是具有强效抗氧化性的类胡萝卜素,其具有许多重要的生物学功能。虾青素对癌细胞的增殖、凋亡和转移过程有抑制作用,这些已被很多研究所证实,但虾青素对前列腺癌细胞和移植瘤模型的研究甚少,并且其作用机制依然不明。本文首先探讨了虾青素对铜离子诱导内源性损伤RWPE-1和PC-3细胞的影响,主要研究其对两细胞存活率、凋亡率、ROS和MDA积累、MMP水平及抗氧化酶系统的影响。研究结果表明虾青素对铜离子损伤的RWPE-1有促进增殖作用,能够保护RWPE-1和PC-3细胞免受铜离子引起的内源性ROS积累,线粒体膜电位的下降和MDA水平的上升;SOD、CAT和GSH-Px构成了细胞的抗氧化酶系统,铜离子显著降低了三大酶的活性,虾青素能够RWPE-1中三大抗氧化酶SOD、CAT和GSH-Px的活性,但无法抑制PC-3中CAT和GSH-Px的下降。构建了外源过氧化氢诱导PC-3细胞氧化应激模型,探索虾青素对氧化应激调控的通路研究。结果表明过氧化氢显著提高PC-3细胞中ROS水平,虾青素处理降低细胞内ROS积累,与浓度呈负相关;虾青素能够抑制过氧化氢引起的Bc1-2/Bax比率下降及caspase 3的激活,从而降低细胞凋亡率;进一步研究发现虾青素能够激活Nrf2,使其脱离Keap1并转入细胞核内与ARE元件结合,促进HO-1的表达,虾青素诱导的HO-1上调,又受上游ERK和PI3K/Akt通路的调控;虾青素提高过氧化氢应激的细胞存活率是通过MAPK途径中的ERK通路,而不是JNK和p38通路。比较了良性前列腺增生和前列腺癌患者在前列腺液和前列腺穿刺组织中菌群结构和菌种数量的差异。结果表明前列腺液样品中,Bacteroidetes,Alphaproteobacteria,Firmicutes,Lachnospiraceae,Propionicimonas,Sphingomonas和Ochrobactrum在前列腺癌中数量更高,而穿刺样品中Sphingomonas在前列腺癌中的表达更高,结合前列腺液中的结果,表明Sphingomonas在前列腺癌发生发展中起着非常重要的作用。此外,进一步研究了患有高血压病症的前列腺癌和良性前列腺增生患者的前列腺菌群,结果发现良性前列腺增生中,高血压患者的Sphingomonas较无高血压患者的数量更多,而在前列腺癌中却无明显差异。建立了PC-3细胞裸鼠皮下移植瘤模型,并进行虾青素灌胃干预实验。31天干预实验中,高虾青素组肿瘤质量较模型组明显减轻,抑瘤率达39.7%,并显著减少PCNA和Ki67蛋白表达水平,促进caspase 3的激活及TUNEL阳性细胞的上升,低虾青素组与模型组相比,在肿瘤体积、质量、PCNA及Ki67蛋白表达和cleaved caspase 3及TUNEL结果上都没有明显差异;对裸鼠粪便肠道菌群做PCR-DGGE后发现,高虾青素组在Lactobacillus,Lachntospiraceae和Bacteroidales上丰度较高;此外,高虾青素处理的肿瘤中miR-375和miR-487b的表达相比模型组明显升高,表明两者可能在肿瘤生长过程中作用于一些抑癌基因起到抑制肿瘤的作用。