纳豆是大豆的发酵食品,其中含有多种黄酮糖苷和异黄酮,为雌性激素样化合物,可作为人体激素治疗的代用品。在与雌性激素依赖的癌症预防和治疗中起一定作用,尤其对于预防和治疗前列腺癌、乳腺癌有显着的效果,现就有关纳豆黄酮糖苷和异黄酮预防和治疗前列腺癌、乳腺癌的一些研究进展论述如下。
1 纳豆的异黄酮
美国农业部在1999种食品中异黄酮含量报告指出[4]:l00g纳豆中含大豆黄酮苷元(Daidzein)21.85 mg、金雀异黄酮(Genistein)29.04mg和大豆黄酮(Glycitein)8.17mg,此外含多种但量较少的其他黄酮和异黄酮化合物,总的黄酮与异黄酮类可达67.4mg。其中活性异黄酮比大豆高[5-7],由此可见,纳豆是含黄酮、异黄酮类较多的一种食品。
植物激素广泛分布在各种植物中,在结构上相似与哺乳动物的雌性激素,植物激素可分成三大类。异黄酮类主要集中于大豆及大豆制品和一些豆科植物。木脂素(Lignans)分布在种子、籽粒、浆果、蔬菜、水果及坚果中。香豆素(Coumarin),它发现于花茎甘兰中。虽然这些植物激素的治疗意义还研究得不多,但木脂素在欧美食品中要比异黄酮类的含量多。在美国白种人妇女中每日所食用的食品中所吸收的植物激素估计少于lmg,其中约80%为木脂素,20%为异黄酮,小于0.1%的云香素。
流行病学研究指出:日本人的乳腺癌、前列腺癌和肠癌的发病率远低于西方国家的发病率,日本男士患前列腺癌数量仅为美国男士相应数量的1/4。但在移居美国的日本男士中的前列腺癌数量则显着增加,其原因归结为日本人食用纳豆等大豆制品量多有关,因为大豆制品中植物样激素异黄酮具有一定的抗癌作用。
2 纳豆异黄酮对乳腺癌与前列腺癌的作用
现在认为雌性激素在妇女体内的增加是导致乳腺癌的一个原因。由于用雌性激素治疗绝经综合症而使体内雌性激素含量增加,带来了发生乳腺癌的危险。动物模型和体外的研究证明:虽然植物激素结合雌性激素受体的能力较弱,但可产生抑制雌性激素的作用。植物激素的活性是依赖于其结构和代谢功能,它的浓度与内源雌性激素的活性有关,具有一定的生物学功能[9]。
现在,美国的乳腺癌发病率高于亚洲的4一7倍,而美国人的异黄酮摄人量少于亚洲人摄入量的1%。亚洲人摄人量在20一80mg/日。在最近的研究中,将未发现乳腺癌的妇女随机分成两组,一组服用含异黄酮(40mg/日)食物,另一组服用安慰剂,试验12周,结果发现,食用异黄酮食物组的雌二醇激素及其代谢中间体雌酮(为一种致癌剂)较之对照组明显降低。这项研究证明:摄人异黄酮会影响雌二醇的代谢作用,因此具有减少乳腺癌发生的危险。纳豆异黄酮在其化学结构上与雌二醉激素相似,所以认为,这类化合物是与发生乳腺癌的危险有关系。相关的研究表明:食用高量daidzein和glycitein和总异黄酮的个体发生乳腺癌的危险性仅为食用低异黄酮量个体危险性的一半,所以证明异黄酮可以预防和治疗乳腺癌。Genistein对乳腺庙的半数抑制率(IC50)为10一50μmmol/L。
前列腺癌为最普通一种非皮肤癌。虽然认为在各种年龄的男士都可能患前列腺癌,但大部分发生在50岁以上的男士。根据美国癌症协会统计, 2002年在美国大约有180400新前列腺癌患者,约有31900男士会死亡于这种癌。流行病学研究认为美国男士前列腺癌发病率为世界最高,而日本和中国则较低。其主要原因归结于美国等西方的生活方式、饮食习惯、食物性质与日本和中国等不同以及各种环境因素有主要关系。从临床研究发现,美国的前列腺癌为亚洲的80倍。同时也发现,大豆异黄酮具有延长前列腺癌患者生命和减少发病率作用。
onozawa T,etal 曾报告了用大豆异黄酮混合物对E344大鼠的前列腺和储精囊癌变作用的研究结果。大豆异黄酮是一种酪蛋白激酶抑制剂。它可调控几种细胞的活性,并在细胞增殖和细胞转化中起着重要的作用,同时也能对哺乳动物DNA的拓扑异构酶Ⅱ有抑制作用。该项研究证明:Genistein可抑制一种人前列腺癌细胞(LNCaP)的生长,是由于抑制了DNA合成和诱发细胞调亡的结果,可见Genistein等大豆异黄酮在预防前列腺癌方面具有重要作用。
Mizuki 0,et al.用人前列腺癌细胞系LNCaP实验,细胞培养在RPMI1640(其中加人10%热灭活的小牛血清,100单位青霉素G/ml和looμg链霉素/ml)培养液中,37℃,在5%CO2条件下培养,在45Onm波长,侧细胞营养液OD值,以侧试癌细胞的生长状况,研究结果发现,LNCaP细胞在不同异黄酮和不同浓度条件下.培养3d后,测定存活细胞,Genistein异黄酮表现对LNCaP细胞生长的抑制最为有效,其半数抑制率(IC50)为40 μmmol/L浓度。而Daidzein则表现有很低的抑制LNCaP细胞的生长作用。Genistin和daidzin则更低。当所含异黄酮浓度在75 μmmol/L和150 μmmol/L的Genistin,培养2h和47h,对其LNCap细胞的生长抑制率分别为74.65%和47%(与对照组比)。证明:纳豆异黄酮genistein和daidzein可抑制前列腺癌细胞生长。
3 纳豆异黄酮抑制乳腺癌和前列腺癌的分子生物学机制
前列腺癌细胞的生长依赖于雄性激素,受雄性激素的基因调控,对于人的前列腺体的正常生理功能是极其重要的,这些基因控制前列腺癌的发生和发展。最近的研究已经鉴定出一个新的调控雄性激素基因,称为调控前列腺雄性激素转录子一1(PART-1)。PART- I转录子主要在前列腺中表达,在人前列腺细胞中,转录是受雄性激素调控,因此证明,PART一1转录子可代表一个新的雄性激素依赖的前列腺癌的肿瘤标志。
2003年,Lmyin Yu et al.研究发现雄性激素可诱导PART-I转录子在人前列腺癌细胞中表达,应用纳豆异黄酮genistein可抑制这种表达。在不含雄性激素的培养系统中,这种前列腺癌细胞系表达PART一1量的水平很低,50 μmmol/L。一二氮皋甾酮(DHT)可诱导雄性激索敏感的前列腺癌细胞系LNCaP细胞体外表达PART一1转录子。但在对雄性激素不敏感的其它前列腺癌细胞系的DU145或PC一3细胞中则不能诱导PART- 1的表达。DHT诱导LNCaP细胞表达PAM一1基因是呈剂量依赖关系,在0.1一50 μmmol/L浓度之间,当DHT浓度达到100 μmmol/L时,其诱导PART一1表达量不再增加。
用不同浓度的genistein力口到由10nmol/L DHT诱导的LNCaP细胞中,诱导培养24h,发现:genistein以剂量依赖关系抑制DHT诱导的PART-1基因的表达,其结果列人表1中,从中可见:genistein浓度为100nmol/L时,完全抑制有10nmol/L DHT诱导的LNCaP细胞PART-I基因的表达。实验结果证明:genistein具有显着抑制前列腺癌细胞LNCap细胞生长增殖和其标记基因的表达,这对于治疗和预防前列腺癌提供了实验证明。
平均值±SD;n=3;P<0.0001
另外,纳豆异黄酮对前列腺癌细胞特异抗原(PSA)量的抑制作用,前列腺癌细胞特异抗原(PSA)是一种糖蛋白,它产生子前列腺癌细胞中,是前列腺癌的一种肿瘤标志。当用1.5μmol/L ,15μmol/L genistein与LNCaP细胞共培养24h后,可发现在1.5μmol/L浓度时,癌细胞中的PSA与对照癌细胞中PSA量相当,但在15μmol/L和150Jμmol/L时PSA的量呈剂量依赖关系,其PSA产量与对照比,分别为46%和7%,从而可见,高浓度150μmol/L genistei。显着地抑制痛细胞产生PSA。表明Genistein抑制PSA在细胞中的表达效率和表达量。这种对PSA 的抑制是与genistein抑制细胞内蛋白质合成或者抑制PSA表达的信号传导作用有关系[13,14]。
综合上述的研究结果,食用纳豆及适量的纳豆异黄酮食品,可以有效地预防乳腺癌、前列腺癌和肠癌的发病率。为此提供了理论基础,所以研究与开发纳豆异黄酮功能性产品对于人类的健康具有一定的益处,同时也可为企业创造更很好的社会和经济效益。