Abstract
Formål
Vi beskriver effektene av soya isoflavone forbruk på prostataspesifikt antigen (PSA), hormonnivåer, totalkolesterol, og apoptose hos menn med prostatakreft.
metodikk /hovedfunnene
Vi gjennomførte en dobbel-blindet, randomisert, placebokontrollert studie for å undersøke effekten av soya isoflavone kapsler (80 mg /d av totalt isoflavoner, 51 mg /d aglucon enheter ) på serum og vev biomarkører i pasienter med lokalisert prostatakreft. Åtti-seks menn ble randomisert til behandling med isoflavoner (n = 42) eller placebo (n = 44) i opp til seks uker før planlagt prostatektomi. Vi utførte microarray analyse ved hjelp av en målrettet cellesyklus regulering og apoptose genet chip (GEArrayTM). Endringer i serum total testosteron, fritt testosteron, total østrogen, østradiol, PSA, og totalt kolesterol ble analysert ved start, midtpunkt, og ved tidspunktet for radikal prostatektomi. I denne foreløpige analysen, 12 gener som er involvert i cellesykluskontroll og 9 gener involvert i apoptose ble nedregulert i behandling tumorvev versus placebo kontroll. Endringer i serum total testosteron, fritt testosteron, total østrogen, østradiol, PSA, og total kolesterol i isoflavon-behandlede gruppen sammenlignet med menn som fikk placebo var ikke statistisk signifikant.
Konklusjon /Betydning
disse dataene antyder at kortsiktige inntak av soya isoflavoner ikke påvirker serumhormonnivået, totalkolesterol, eller PSA
Trial Registrering
ClinicalTrials.gov NCT00255125
Citation.: Hamilton-Reeves JM, Banerjee S, Banerjee SK, Holzbeierlein JM, Thrasher JB, Kambhampati S, et al. (2013) Short-Term Soy Isoflavone Intervensjon i pasienter med lokalisert prostatakreft: En randomisert, dobbeltblind, placebokontrollert studie. PLoS ONE 8 (7): e68331. doi: 10,1371 /journal.pone.0068331
Redaktør: Fazlul H. Sarkar, Wayne State University School of Medicine, USA
mottatt: 5. desember, 2012; Godkjent: 28 mai 2013; Publisert: 12.07.2013
Dette er en åpen-tilgang artikkelen, fri for all opphavsrett, og kan bli fritt reproduseres, distribueres, overføres, endres, bygd på, eller brukes av alle for ethvert lovlig formål. Arbeidet er gjort tilgjengelig under Creative Commons CC0 public domain engasjement
Finansiering:. Den «soya isoflavoner i Prostate Cancer Study» ble støttet av VA Merit anmeldelse tilskudd (PV, SB, SKB) og University of Kansas Cancer Center Pilot Grant program (JHR). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Prostatakreft er den vanligste ikke-kutant kreft i amerikanske menn [1]. Epidemiologiske studier forbinder soya matforbruket i asiatiske populasjoner med en nedgang i prostata kreftrisiko [2], [3], selv om plasma genistein konsentrasjonen ikke har vært forbundet med prostata kreftrisiko ved diett eksponeringer typiske vestlige populasjoner [2] – [4] . Sirkulasjons soyaisoflavoner konsentrasjoner i japanske menn er minst 10 ganger høyere enn amerikansk [5], [6] og europeiske menn [4]. En typisk soya rike japanske dietten består av 25-100 mg soya isoflavoner /dag, mens en typisk amerikansk kosthold inneholder ca 2-3 mg soya isoflavoner /dag [7]. Migrasjon studier av asiatiske menn tyder på at deres prostata kreft forekomsten øker i direkte forhold til lengden på tidsbruk bosatt i USA [8], [9]. Likeledes har prostatakreft forekomst og dødelighet økte i asiatiske land samtidig med vestliggjøring av deres kosthold [10].
Komponentene i soya diett tenkt å undertrykke kreft er soya isoflavoner daidzein, genistein, og glycitein. Soya isoflavoner binder seg til østrogen reseptorer og utøve hormonelle effekter. De to viktigste isoflavoner i soyabønner er genistein og daidzein. Daidzein omdannes til equol i tarmen hos enkelte individer. Isoflavoner akkumuleres i prostatakjertelen [10] og er vist å modulere endogene hormoner som er relevant for prostata kreft [11], [12]. Soya isoflavoner også utøve nonhormonal effekter å undertrykke kreft gjennom trasé som er rettet mot cellesyklus og apoptose som G2 /M arrest og p21 uttrykk
in vitro
i androgen uavhengige PC3 prostatakreftceller [13]. Soyaisoflavoner indusert hemming av celleproliferasjon og induksjon av apoptose er delvis mediert gjennom regulering av Akt /FOXO3a /GSK-3beta /AR signale nettverk [14].
kortsiktige soyaisoflavoner inngrep hos pasienter med prostatakreft har gitt blandede resultater. I en ikke-randomisert, ikke-blind studie av 38 pasienter (20 med klinisk signifikant prostatakreft og 18 kontroller), et daglig inntak på 160 mg /d av isoflavoner avledet fra rødkløver i omtrent 20 dager til radikal prostatektomi ført til betydelig høyere apoptose av tumorceller [15]. Hos menn med prostatakreft, soya eller isoflavone forbruk har betydelig redusert bety total serum PSA sammenlignet med kontroller [16] – [18], selv om flere studier har ikke vist statistisk signifikant effekt på PSA hos denne pasientgruppen [15], [19], [20]. Den kolesterolsenkende effekten av soya mat er primært tenkt for å være mediert gjennom soyaprotein [21]; selv nylig, en genistein-bare intervensjon hos pasienter med lokalisert prostatakreft betydelig redusert totalkolesterol og denne endringen var statistisk signifikant sammenlignet med placebo [18].
Vi har allerede publisert data fra en pilotstudie utført av vår laboratorium i en kohort av 13 pasienter med prostatakreft (uten forutgående behandling) som ble behandlet med soyaisoflavoner supplement inneholder 112 mg totalt isoflavoner (n = 4), 168 mg totalt isoflavoner (n = 3), eller 224 mg totalt isoflavoner ( n = 4). Disse pilotdata viste en reduksjon i PSA, testosteron og østrogen, og en variabel effekt på ERα ekspresjon med nedregulering av reseptorekspresjon sees på 224 mg total isoflavoner per dag dosenivå mens det var ingen observert effekt på AR uttrykk [22 ].
den nåværende dobbeltblind, randomisert, placebokontrollert studie ble utformet for å mer fullstendig undersøke effektiviteten av total soyaisoflavoner forbruket i en større kohort av menn ved å overvåke serumhormonnivåer, totalkolesterol, og Ptil . I tillegg har vi evaluert effekten på svulsten og tilstøtende normalt prostatavevet med genet arrays for regulering av cellesykluskontroll og apoptose hos menn med prostatakreft.
Resultater
Studier Detaljer
åtti-sju personer ble screenet for studiet; 1 valgte å ikke delta (figur 1). Tjuetre fagene ikke fullføre tredje besøk fordi deres operasjon eller strålebehandling behandling dato skjedde før den siste besøket var planlagt. Femti-seks av pasientene gjennomgikk prostatektomi [placebo (n = 27), soyaisoflavoner (n = 29)]. Tjueåtte emner valgt strålebehandling ved studiestart slutten [placebo (n = 16), soyaisoflavoner (n = 12)] og 2 pasienter valgte aktiv overvåking [placebo (n = 1), soyaisoflavoner (n = 1)]. Alle 86 fag fullført 2 uker av studien med god compliance, og 63 fag fullførte studien. Av de 86 deltakerne, 74 urinprøver fra to ukers tidspunkt var analyzable for urin phytoestrogen metabolitter (daidzein, genistein, glyctein, O-desmethylangolensin, dihydrodaidzein, og equol). Deltakerne ble enige om å unngå kost soya inntak og ikke til å ta noen nye tilskudd. Men to deltakere i placebogruppen viste høye konsentrasjoner av urin phytoestrogen metabolitter, noe som tyder på at de var forbruk soya fra andre kilder. Alle deltakerne analysert i intervensjonsgruppen syntes å være i samsvar, og 29% (10/35) ble klassifisert som equol produsenter ved å bestemme om deres log 10 (equol: daidzein). Forholdet var større enn -1,75 [23]
bivirkninger
Alle bivirkningene var Grade 1 (mild). I isoflavone arm, ble 4 hendelser registrert: 2 gastrointestinal og to generelt. I placebogruppen ble 9 arrangementer registrert: 6 gastrointestinal og tre generelt. Ingen pasienter avsluttet behandlingen på grunn av bivirkninger.
baseline
Baseline anthropometrics, demografi, klinisk stadium, og fysisk aktivitet var ikke forskjellig mellom gruppene (tabell 1). Det var ingen forskjeller i baseline serum hormon, konsentrasjoner kolesterol, og PSA mellom gruppene (tabell 2).
Serum Markers
Ingen signifikante modulasjoner av serum total testosteron, fritt testosteron, total østrogen, østradiol, prostata spesifikt antigen, eller total kolesterol ble observert i isoflavon-behandlede gruppen i forhold til menn som fikk placebo (tabell 2).
Tissue Markører
Cellesyklus syklus~~POS=HEADCOMP genet uttrykket.
tolv gener i involvert i cellesyklusen ble nedregulert i soya-behandlede ondartet prostatavevet sammenlignet med placebobehandlede ondartet vev, henholdsvis (fig 2). Cellesyklus-genet matrise demonstrert nedregulering av celledeling syklus 27 (CDC27), som er involvert i protein-protein interaksjoner og timing av mitose; apoptotisk peptidase aktiverende faktor 1 (APAF1), som er involvert i å initiere apoptose; cyclin B2 (CCNB2), som er involvert i transformerende vekstfaktor beta-mediert cellesykluskontroll; cyclin G1 (CCNG1) og cyklin G2 (CCNG2), aktiveres av tumorprotein p53; cyclin C (CCNC), er involvert i fosforylering av RNA polymerase II; ubiquitin-like modifier aktivere enzymet 1 (UBE1), er involvert i merking cellulære proteiner for degradering; Cullin 2 (CUL2) og Cullin 3 (CUL3); E2F transkripsjonsfaktor 4 (E2F4); sjekkpunkt kinase 2 (CHEK2) genekspresjon; og ataksi telangiectasia mutert (ATM), en viktig cellesyklus sjekkpunkt.
Figuren viser forholdet mellom genet til GAPDH.
apoptose genuttrykk.
ni gener i involvert i apoptose ble nedregulert i soya-behandlet ondartet prostatavevet sammenlignet med placebo behandlet ondartet vev, henholdsvis (figur 3). Den apoptose-genet matrisen vist nedregulering av CD40, som er involvert i en rekke immun- og inflammatoriske responser; B-celle non-Hodgkin lymfom-2 (BCL-2); baculoviral IAP gjenta inneholder 1, 2 og 6 (BIRC1 /NAIP, BIRC2, BIRC6), er involvert i blokkering apoptose; BCL2-assosiert X protein (BAX); TRAF familiemedlem-forbundet NFkB aktivator (TANK); HUS1, og caspase 7 (CASP7) genuttrykk.
Figuren viser forholdet mellom genet til GAPDH.
Diskusjoner
Til tross for data fra vår pilot etterforskning [22], vi ikke observere betydelige endringer i PSA eller hormonkonsentrasjoner i dette større fase II klinisk studie. Vår tidligere studie rapporterte en reduksjon i PSA, testosteron og østrogen hos 13 pasienter forbruker samme isoflavone supplement i ulike doser. Selv om supplement formuleringen var identisk i begge studier, kan forskjellene i resultatet være på grunn av den større utvalg og den brede variasjon av PSA og serum hormoner i den foreliggende undersøkelse. Vår utforskende analyse i denne studien tyder på at inntak av soya isoflavoner kan endre genuttrykk i prostatavevet.
Våre resultater for serum hormoner er i samsvar med tidligere studier. En meta-analyse av 32 studier publisert i 2010 av Hamilton-Reeves et al. rapportert at inntak av soya matvarer ikke er assosiert med signifikant effekt på sirkulerende testosteron eller fritt testosteron hos menn [24]. Nyere publikasjoner siden meta-analysen har ikke vist signifikante effekter av inntak av isoflavoner på testosteron [18], [25], [26]. Data for blodkonsentrasjoner av østrogen er tilgjengelige for fjorten studier, som består av fem randomiserte kontrollerte studier [11], [27] – [30]. Kun én studie rapporterte en betydelig økning i blod østradiolkonsentrasjoner fra baseline med 40 mg /d av isoflavoner, men ikke 60 eller 80 mg /d av isoflavone tilskudd, og statistisk sammenlignet med placebogruppen ble ikke publisert [29]. Oppsummert betyr total isoflavon inntak ikke ut til å påvirke sirkulerende kjønnshormoner ved inntak sammenlignes med inntak i asiatiske land som administrerte dose i denne studien.
Våre funn om total kolesterol er i motsetning til en meta- analysen viser en nedgang på total kolesterol med soya isoflavoner når forbrukes i soya matvarer [21]. Teorien om at komponenter fra soyaprotein i seg selv lavere kolesterol kan forklare hvorfor isoflavoner bare ikke ville lokke fram den samme effekten. Men en fersk rapport viste et 4% reduksjon i total kolesterol hos pasienter med prostatakreft som forbrukes 30 mg syntetisk genistein sammenlignet med placebo [18]. Den sannsynlige forklaringen på disse kontrasterende resultater i forhold til vår studie er på grunn av supplement formuleringen gitt i denne rettssaken. Den soyaisoflavoner supplement ble avledet fra soyaspirer som gir en blanding av soya isoflavoner som er høyere i daidzein enn genistein. Videre har vi ikke stratify vår randomisering basert på de verdier før behandling av totalkolesterol, selv om vi inkluderer grunnverdi som en kovariat i den statistiske modellen.
isoflavon supplementations i doser tilsvarende denne studien har generelt vist ingen effekt på å redusere PSA-konsentrasjoner hos menn med prostatakreft. Resultatene for serum PSA er i samsvar med noen [19], [20], [28], [31], men ikke alle rapporter [16], [17], [32] – [34]. Totalt PSA redusert med 4% når en isoflavone-rik supplement ble gitt som en del av en intensiv kosthold og livsstilsintervensjon i prostatakreftpasienter som antyder mer dramatiske endringer i inntak enn å legge isoflavoner kan være nødvendig å endre PSA hos menn med prostatakreft [16]. Det er mulig at en lengre intervensjon eller oppfølging kan ha gitt en signifikant hemmende effekt av isoflavoner på PSA, bare to saker fra uke 5 og 4 tilfeller fra uke 6 (av 42 saker fra isoflavone behandlingsgruppen) var tilgjengelig for PSA testing.
Så vidt vi vet, denne studien var en av de første til å sammenligne effekten av total soya isoflavoner forbruk på genuttrykk i prostata vev hentet fra en menneskelig intervensjonsstudie. Det er imidlertid flere begrensninger i vår studie inkludert mangel på lagdeling av resultater basert på Gleason score, patologisk stadium, eller PSA. Dette kan påvirke effekten av soya spesielt på apoptotiske reaksjonsveier. I tillegg ble bare et meget lite antall av vevsprøver analysert, og dermed resultatene må valideres med en større prøve. Videre, gitt multiplum foci av kreft, er genet matrisen forskjellene fra prøvene mellom grupper kan ikke representere genekspresjonen i vevet som en helhet. Igjen, kan den lille utvalgsstørrelse har ført til prøvetaking skjevhet; Men vi evaluert både svulsten og normalt vev og ville forutsi at effekten av soya isoflavoner effekten vil være tilsvarende i hele vev.
Konklusjoner
Inntak av soya isoflavoner synes trygg med bare milde bivirkninger rapportert, og ingen effekt på serumhormoner. Videre evaluering av den rollen av soya isoflavoner i indusere apoptose og cellesykluskontroll er hjemlet i forebyggende og terapeutisk setting.
Materialer og metoder
Etikk erklæringen
KUH Institutional Review Board: bilder av mennesker komiteen og Kansas City Vamc Institutional Review Board godkjent studieprotokollen. Alle pasienter inngikk et informert samtykke før studere innmelding. Protokollen for denne rettssaken og støtte CONSORT sjekkliste er tilgjengelig som tilleggsinformasjon; se Sjekkliste S1 og protokoll S1.
Pasienter
Mellom april 2006 og mai 2009, 86 menn med prostatakreft ble rekruttert fra University of Kansas Hospital (KUH) Urologi Clinic og Kansas City Veterans Affairs Medical Center (Vamc). Pasienter med klinisk stadium T1 eller T2 prostatakreft (utnytte amerikanske Joint Committee on Cancer kriterier) og ble ansett som kirurgiske kandidater var kvalifisert for studiet. Pasienter på samtidig kjemoterapi, stråling eller neoadjuvant hormonbehandling ble ekskludert fra studien. Pasienter som forbrukes soya matvarer innen 90 dager før innmelding ble også ekskludert, og før soya inntak ble bestemt ved baseline ved hjelp av validerte soya matvarer spørreskjema [35]. Pasienter med en kjent historie med soya allergi eller intoleranse ble også ekskludert. I løpet av studien, pasienter ble enige om å unngå kost soya inntak og ikke til å ta noen nye vitamin suppleringer eller naturmidler.
Studiedesign
En dobbeltblind, randomisert, placebokontrollert parallell studie ble utført, hvor 86 menn med en histologisk diagnose av prostatakreft som var planlagt å gjennomgå prostatektomi fikk enten soyaisoflavoner kapsler (Flav-ein, 3 B’S Ltd, Lenexa, KS) eller tilsvarende placebo kapsler. Pasientene ble randomisert sekvensielt inn i en av de to armene. Random permuted blokk randomisering ble brukt til å holde bevilgningene balanserte på ulike tidspunkt i løpet av pasienten påmelding. Statistikeren genererte koder og gitt en kopi av dem til farmasøyter. Apoteket fordelt tilskudd til pasientene. Den blinde ble opprettholdt av apoteket og statistiker til slutten av studien. De 42 pasientene som ble randomisert til soya isoflavoner fikk kapsler bidrar 51 mg totale isoflavon aglycone ekvivalenter /d med en gjennomsnittlig fordeling av isoflavoner av 55% daidzein, 30% glycitein, og 15% genistein som analyseres ved NP Analytiske Laboratories i St. Louis, MO. De 44 pasientene som fikk placebo kosttilskudd forbrukes 0,06 mg total isoflavoner aglycone ekvivalenter /d. Begge gruppene fortært kapslene i doser to ganger daglig. Pasientene tok sin siste dose av supplement natten før opptak for kirurgi. Kapslene ble kjøpt i bulk for å minimere variasjoner i isoflavon innhold som kan oppstå fra sats til sats. Forsøkspersonene ble instruert til å forbruke sine vante dietter, og for å utelukke soyaprodukter for å minimere isoflavone forbruk fra andre kilder. Å vurdere samsvar på to-ukers tidspunkt, ble urinkonsentrasjonen av seks isoflavonoids [genistein, daidzein, glycitein, equol, DHD og ODMA] målt ved University of Minnesota med høytrykks væskekromatografi-tandem massespektrometri (LC MS /MS) -metoden modifisert fra publisert metode [36]. Data ble normalisert ved å justere med kreatinin i urinen og urin kreatinin ble analysert av Kansas City VA Medical Center ved hjelp av en kinetisk alkalisk Picratet metode (Abbott 8200, Abbot Laboratories., Abbott Park, IL).
Serum Innsamling og analyse
Fasting blod ble samlet i morgen på 0, 2 uker, og dagen før den planlagte operasjonen eller kurativ behandling. Den siste gangen punktet varieres etter emne basert på den planlagte datoen for kirurgi. Behandlingen ble aldri utsatt for å møte de arbeidskrav. Serum ble separert og sendt til Quest Diagnostics (Lenexa, KS) for analyse. Serumprøver ble analysert for total testosteron ved væskekromatografi med tandem massespektrometri, fritt testosteron ved likevektsdialyse, total østrogen ved radioimmunoanalyse, estradiol og prostataspesifikt antigen (PSA) ved kjemiluminescens immunoassay, og total kolesterol ved enzymatisk assay.
tissue Collection og analyse
Ved tidspunktet for kirurgi og mens de fortsatt i operasjonssalen, den urologisk kirurgen oppnådde kjerneprøver av begge de tilstøtende normal prostata og tumorvev fra hver prostata prøven. I korte trekk, ble prostata seksjonert og svulsten identifisert basert på palpasjon, visualisering og kjent plasseringen av kreft. Disse kjernene ble så plassert umiddelbart i flytende nitrogen og overført til laboratoriet for behandling. I laboratoriet ble det oppnådd en tynn (5 um) fryse seksjon av kjernen og H 0,05 ble ansett som statistisk signifikant. Alle analyser ble utført ved hjelp av SAS versjon 9.3 TS nivå T1M0 (SAS Institute, Inc., Cary, NC).
Hjelpemiddel Informasjon
Sjekkliste S1.
CONSORT Sjekkliste
doi:. 10,1371 /journal.pone.0068331.s001 plakater (DOC)
Protocol S1.
Trial Protocol
doi:. 10,1371 /journal.pone.0068331.s002 plakater (DOC)
Takk
Forfatterne ønsker å takke Sara Spencer, Christopher Bairl og Neela Saxena for å få hjelp med legebesøk, dataregistrering, og genet array-analyser.
