活化维生素D3治疗可降低砷介导皮肤癌的风险

根据最近的估计，来自50个国家的1.4亿多人经常通过饮用水接触砷。暴露水平明显超过世界卫生组织规定的指导值(10 μg/L)。从饮用水中长期接触砷会导致包括皮肤癌在内的多种癌症，这是一个既定事实。

不幸的是，关于调节砷介导的癌变的潜在生物学机制的数据普遍缺乏。此外，迄今为止，预防和治疗砷介导的癌变的方法仍然难以捉摸。

涩浦技术研究所(SIT)和名古屋大学的研究人员最近已经能够确定抑制癌变的潜在生物学机制。通过体外研究，研究小组已经能够证明骨化三醇或激活的维生素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，即皮肤的最外层。这是一个科学确定的事实，某些信号分子-激酶蛋白(例如，MEK或“AKT”)控制各种生物过程的命运-与肿瘤发展密切相关。

领导研究团队的SIT生物科学与工程系分子与细胞毒理学单位的Ichiro Yajima教授说:“我们对人类非致瘤性HaCaT皮肤角质形成细胞的体外研究表明，骨化三醇，也被称为活化维生素D3或1,25-二羟基维生素D3，抑制砷介导的锚定独立生长，下调几个信号通路的癌症相关激活，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处理之间的关系，研究人员使用电感耦合等离子体-质量分光光度计测量了用骨化三醇处理的HaCaT细胞中的砷水平。HaCaT细胞是长寿命的、自发永生的人表皮角质形成细胞。

非常有趣的是，在用砷培养的HaCaT细胞中，当这些细胞被增加剂量的骨化三醇处理时，砷水平显著降低。他们的研究结果发表在《科学》杂志上美国癌症研究杂志．

Masashi Kato博士是日本名古屋大学职业与环境健康系的教授，也是这项研究的合作者，他补充说:“骨化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细胞对砷的吸收，这些基因是通过砷暴露而改变的。砷暴露显著增加了维生素D受体的表达，而骨化三醇对受体的表达没有影响。”

然后，研究人员试图了解骨化三醇是否对除皮肤角质形成细胞外的砷诱导的细胞肿瘤发生有抑制作用。为此，他们使用名为“Beas-2b”的人类正常肺上皮细胞系进行了锚定独立生长试验。

这些实验的结果同样令人震惊:用骨化三醇处理的砷介导的不依赖锚定的Beas-2b细胞的生长被抑制了21.4-70.0%，这表明骨化三醇抑制砷诱导的肿瘤发生的潜力并不局限于角化细胞。

Yajima教授说:“这些结果表明，骨化三醇不仅在角化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能抑制。此外，骨化三醇处理显著改变了参与砷吸收的水通道蛋白基因的表达模式，砷诱导致癌的关键步骤。因此，我们认为活化维生素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。”

环境毒素，如砷，在很大程度上促进了癌症等危及生命的疾病的发展。然而，饮用砷污染的水可能需要数年甚至数十年的时间才能导致癌症。目前的研究清楚地表明，骨化三醇可以作为一种测试化合物，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方面的安全性和有效性。

提前服用维生素D3砷-污染地区可以降低5年或10年后患癌症的风险，并帮助人们长期保持健康。这对于全球数百万被迫靠受污染的水生存的人来说无疑是个好消息。