Years of research in University of Illinois scientist John Erdman's laboratory have demonstrated that lycopene, the bioactive red pigment found in tomatoes, reduces growth of prostate tumors in a variety of animal models. Until now, though, he did not have a way to trace lycopene's metabolism in the human body.
"Our team has learned to grow tomato plants in suspension culture that produce lycopene molecules with a heavier molecular weight. With this tool, we can trace lycopene's absorption, biodistribution, and metabolism in the body of healthy adults. In the future, we will be able to conduct such studies in men who have prostate cancer and gain important information about this plant component's anti-cancer activity," said John W. Erdman Jr., a U of I emeritus professor of nutrition.
The U of I team began developing the tomato cultures that would yield heavier, traceable carbon molecules about 10 years ago. Erdman, doctoral student Nancy Engelmann, and "plant gurus" Randy Rogers and Mary Ann Lila first learned to optimize the production of lycopene in tomato cell cultures. They then grew the best lycopene producers with non-radioactive carbon-13 sugars, allowing carbon-13 to be incorporated into the lycopene molecules. Because most carbon in nature is carbon-12, the lycopene containing heavier carbon atoms is easy to follow in the body.
Soon after the carbon-13 technology was established, Engelmann, now Moran, took a postdoctoral research position at Ohio State University in the lab of medical oncologist Steven K. Clinton, and scientists at Illinois and Ohio State initiated human trials.
In this first study, the team followed lycopene activity in the blood of eight persons by feeding them lycopene labeled with the non-radioactive carbon-13. The researchers then drew blood hourly for 10 hours after dosing and followed with additional blood draws 1, 3, and 28 days later.
"The results provide novel information about absorption efficiency and how quickly lycopene is lost from the body. We determined its half-life in the body and now understand that the structural changes occur after the lycopene is absorbed," Erdman explained.
"Most tomato lycopene that we eat exists as the all-trans isomer, a rigid and straight form, but in the bodies of regular tomato consumers, most lycopene exists as cis isomers, which tend to be bent and flexible. Because cis-lycopene is the form most often found in the body, some investigators think it may be the form responsible for disease risk reduction," Moran explained.
"We wanted to understand why there is more cis-lycopene in the body, and by mathematically modeling our patients' blood carbon-13 lycopene concentration data, we found that it is likely due to a conversion of all-trans to cis lycopene, which occurs soon after we absorb lycopene from our food," she added.
The plant biofactories that produce the heavier, traceable lycopene are now being used to produce heavier versions of other bioactive food components. In another trial, phytoene, a second carbon-13 labeled tomato bioactive molecule, has been produced and tested in four human subjects.
"Our most recent project involves producing a heavy carbon version of lutein, found in green leafy vegetables and egg yolks. Lutein is known to be important for eye and brain health. In this case, we began with carrot suspension cultures and have already produced small quantities of 'heavy-labeled' lutein for animal trials," Rogers said.
Right now, though, the Illinois-Ohio State team is excited about the new information the lycopene study has yielded. "In the future, these new techniques could help us to better understand how lycopene reduces prostate cancer risk and severity. We will be able to develop evidence-based dietary recommendations for prostate cancer prevention," Erdman said.
This new journal article represents the most thorough study of lycopene metabolism that has been done to date, he added.
Story Source:
The above post is reprinted from materials provided by University of Illinois College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences. The original item was written by Phyllis Picklesimer. Note: Materials may be edited for content and length.
ปีในมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ของห้องทดลองของนักวิทยาศาสตร์จอห์นเอิร์ดเมิน การวิจัยได้แสดงว่า ไลโคปีน เป็นสารรงควัตถุสีแดง พบมากในมะเขือเทศ ช่วยลดการเจริญเติบโตของมะเร็งต่อมลูกหมากในรูปแบบสัตว์ จนถึงตอนนี้ แม้ว่าเขาไม่ได้มีวิธีการติดตามการเผาผลาญของไลโคปีนในร่างกายมนุษย์" ทีมของเราได้เรียนรู้ที่จะเติบโตพืชมะเขือเทศระบบวัฒนธรรมที่ผลิตไลโคปีนโมเลกุลกับโมเลกุลหนักหนัก ด้วยเครื่องมือนี้เราสามารถติดตามและการดูดซึม ไลโคปีน เป็น biodistribution และการเผาผลาญอาหารในร่างกายของผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดี ในอนาคต เราอาจจะศึกษา เช่น ในผู้ชายที่มีมะเร็งต่อมลูกหมากและได้รับข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับส่วนประกอบของพืชต้านมะเร็ง - กิจกรรม กล่าวว่า จอห์น ดับเบิลยู เอิร์ดเมินจูเนียร์ ยู ฉันศาสตราจารย์ด้านโภชนาการU ของทีมเริ่มพัฒนามะเขือเทศวัฒนธรรมที่ทำให้หนักกว่า คาร์บอนโมเลกุลสูง ประมาณ 10 ปีที่แล้ว เอิร์ดเมิน นักศึกษาปริญญาเอก แนนซี่ เองเกิลเมิ่น และ " gurus " พืชและแรนดี้โรเจอร์สแมรี่แอนไลล่าแรกเรียนรู้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตของไลโคปีนในมะเขือเทศเซลล์วัฒนธรรม จากนั้นพวกเขาเติบโตผู้ผลิต Lycopene ที่ดีที่สุดปลอดสารกัมมันตรังสี carbon-13 น้ำตาล ให้ carbon-13 จะรวมอยู่ในไลโคปีนโมเลกุล เพราะคาร์บอนมากที่สุดในธรรมชาติ คือ carbon-12 , ไลโคปีนที่มีน้ําหนักอะตอมของคาร์บอนเป็นเรื่องง่ายที่จะปฏิบัติตาม ในร่างกายหลังจาก carbon-13 เทคโนโลยีก่อตั้งขึ้นเองเกิลเมิ่น ตอนนี้ส่วนใหญ่ก็เกี่ยวกับการศึกษาวิจัยตำแหน่งที่รัฐโอไฮโอมหาวิทยาลัยในแล็บของแพทย์เนื้องอก Steven K . คลินตัน และนักวิทยาศาสตร์ที่อิลลินอยส์โอไฮโอและรัฐเริ่มการทดลองกับมนุษย์ในการศึกษาแรกนี้ ทีมกิจกรรม ตาม ไลโคปีนในเลือดของแปดคน โดยการให้อาหารที่มีไลโคพีนป้ายปลอดสารกัมมันตรังสี carbon-13 . นักวิจัยแล้ววาดเลือดชั่วโมง 10 ชั่วโมงหลังฉีด และตามด้วยเลือดเพิ่มเหลือ 1 , 3 , และ 28 วัน" ผลลัพธ์ที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพการดูดซึมใหม่และวิธีการที่รวดเร็วไลโคปีนจะหายไปจากร่างกาย เราพบครึ่งชีวิตของมันในร่างกาย ตอนนี้เข้าใจแล้วว่า การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเกิดขึ้นหลังจากไลโคปีนดูดซึม " เอิร์ดเมินอธิบาย" ส่วนใหญ่มะเขือเทศไลโคปีน ที่เรารับประทานอยู่ทุกทรานส์ไอโซเมอร์ แบบแข็งและตรง แต่ในร่างปกติมะเขือเทศผู้บริโภค , ไลโคปีนมากที่สุดมีอยู่เป็น CIS ไอโซเมอร์ ซึ่งมีแนวโน้มจะงอและยืดหยุ่น เพราะไลโคปีน CIS เป็นรูปแบบที่พบบ่อยที่สุดในร่างกาย มีนักวิจัยคิดว่ามันอาจเป็นรูปแบบความรับผิดชอบเพื่อลดความเสี่ยงโรค " โมแรนอธิบาย" เราต้องการที่จะเข้าใจว่าทำไมมีมากกว่า CIS ไลโคปีนในร่างกาย และ ทางคณิตศาสตร์การจำลองผู้ป่วยเลือด carbon-13 ไลโคปีนความเข้มข้นของข้อมูล เราพบว่า มันน่าจะเกิดจากการแปลงทั้งหมดของทรานส์ให้ไลโคปีน CIS ซึ่งเกิดขึ้นหลังจากที่เราดูดซึมไลโคปีนจากอาหารของเรา " เธอกล่าวโรงงานที่ผลิต biofactories หนัก , ไลโคปีนสูงตอนนี้ถูกใช้ในการผลิตรุ่นที่หนักกว่าของส่วนประกอบอาหารและสารอื่น ๆ ในการทดลองอีก 2 ป้ายไฟโทอีน , carbon-13 มะเขือเทศโมเลกุลสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพได้ถูกผลิต และทดสอบในคน 4 คน" โครงการล่าสุดของเราที่เกี่ยวข้องกับการผลิต รุ่น คาร์บอนหนักของลูทีน พบในผักใบเขียว ไข่แดง ลูทีน เป็นที่รู้จักกันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับตาและสุขภาพสมอง ในกรณีนี้ เราเริ่มด้วยแครอท ช่วงล่าง วัฒนธรรม และได้ผลิตขนาดเล็กปริมาณหนักของ ' ข้อความ ' ลูทีน สำหรับการทดลองในสัตว์ " ร็อดเจอร์ส กล่าวตอนนี้ , แม้ว่า , Illinois รัฐโอไฮโอทีมกำลังตื่นเต้นกับข้อมูลใหม่ที่ได้จากไลโคปีน " ในอนาคต เทคนิคใหม่เหล่านี้อาจช่วยให้เราเข้าใจมากขึ้นว่าไลโคพีนช่วยลดความเสี่ยงมะเร็งต่อมลูกหมากและความรุนแรง เราจะสามารถพัฒนาตามแนวทางในการป้องกันมะเร็งต่อมลูกหมาก " เ ์ดแมนกล่าวบทความวารสารใหม่นี้แสดงถึงการศึกษาอย่างละเอียดที่สุดของไลโคปีนการเผาผลาญที่เกิดวันที่เขาเพิ่มเรื่อง : แหล่งที่มาบทความข้างต้นเป็นพิมพ์จากวัสดุโดยมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์วิทยาลัยเกษตร ผู้บริโภค และวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม รายการต้นฉบับถูกเขียนโดยฟิลลิส picklesimer . หมายเหตุ : วัสดุอาจจะแก้ไขเนื้อหาและความยาว
การแปล กรุณารอสักครู่..
