芝浦工业大学最新消息：活化的维生素D3治疗可以降低砷介导的皮肤癌的风险

全球数百万人经常饮用受砷污染的水。接触砷以前与包括皮肤癌在内的各种癌症的发展有关。关于调节砷介导的癌发生的潜在分子机制的研究仍然很少。来自日本的研究人员通过体外研究证明了骨化三醇或活化的维生素D3如何抑制某些类型的皮肤细胞（称为“角质形成细胞”）中砷介导的致癌作用

根据最近的估计，来自50个国家的1.4亿人经常通过饮用水接触砷。暴露水平显着超过世界卫生组织规定的指导值（10μg/L）。已经确定的事实是，饮用水中的慢性砷暴露会导致多种癌症，包括皮肤癌。不幸的是，关于调节砷介导的癌发生的潜在生物学机制的数据普遍缺乏。此外，到目前为止，预防和治疗砷介导的致癌作用的方法仍然难以捉摸。

Shibaura理工学院（SIT）和名古屋大学的研究人员最近能够确定致癌作用抑制的潜在生物学机制。通过体外研究，研究小组已经能够证明骨化三醇或活化的维生素D3如何抑制某些类型的皮肤细胞（称为“角质形成细胞”）中砷介导的致癌作用。这些细胞主要存在于表皮中，即皮肤的最外层。科学确定的事实是，控制各种生物过程命运的某些信号分子-激酶蛋白（例如MEK或“AKT”）与肿瘤的发展密切相关。

领导研究小组的SIT生物科学与工程系分子与细胞毒理学系的Yajima教授说，“我们在人类非致瘤性HaCaT皮肤角质形成细胞中的体外研究表明，骨化三醇（也称为活化维生素D3或1,25-二羟基维生素D3）抑制砷介导的锚定非依赖性生长，同时下调癌症相关的几种信号通路的激活，包括MEK，ERK1/2和AKT，以及细胞周期的活性。”

为了阐明砷摄取与骨化三醇治疗之间的关系，研究人员使用电感耦合等离子体质谱仪测量了用骨化三醇处理的HaCaT细胞中的砷水平-长寿命，自发永生化的人表皮角质形成细胞。非常有趣的是，当用增加剂量的骨化三醇处理这些细胞时，用砷培养的HaCaT细胞中的砷水平显着降低。他们的研究结果发表在美国癌症研究杂志上。

Masashi Kato博士是日本名古屋大学职业与环境卫生系教授，也是该研究的合作者，他补充道，“钙三醇通过调节水通道蛋白基因（AQP7、9和10）的表达，显著抑制了HaCaT细胞中的砷摄取，而水通道蛋白被砷暴露修饰。砷暴露显著增加维生素D受体的表达，而骨化三醇对受体的表达没有影响。”

研究人员随后试图了解骨化三醇是否对皮肤角质形成细胞以外的细胞中砷诱导的肿瘤发生具有抑制作用。为此，他们使用称为“Beas-2b”的人正常肺上皮细胞系进行了锚定非依赖性生长测定。这些测定的结果同样令人惊讶：用钙三醇处理的砷介导的Beas-2b细胞的锚定非依赖性生长被抑制了21.4-70.0%，表明骨化三醇抑制砷诱导的肿瘤发生的潜力不限于角质形成细胞。

Yajima muses教授认为， “这些结果表明，骨化三醇不仅在角质形成细胞中抑制砷诱导的肿瘤发生，而且在包括肺上皮细胞在内的其他靶细胞中也抑制砷诱导的肿瘤发生。此外，参与砷摄取的水通道蛋白基因的表达模式是砷诱导癌变的关键步骤，因此，我们认为活化的维生素D3或骨化三醇可能有助于预防和治疗砷介导的疾病，包括癌症。”

砷等环境毒素对癌症等威胁生命的疾病的发展起着重要作用。然而，饮用受砷污染的水可能需要数年甚至数十年才能使癌症发展。

目前的研究清楚地表明，骨化三醇可用作测试化合物，用于验证活化维生素D3和/或其类似物在预防或治疗砷引发的癌症中的安全性和有效性。在砷污染地区事先服用维生素D3可以降低5年或10年后癌症发展的风险，并帮助人们长期保持良好的健康状况。对于全世界数百万被迫在污水中生存的人来说，这当然是个好消息。

参考资料：《Activated vitamin D3 treatment may reduce the risk of arsenic-mediated skin cancer》

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