To better understand the potential function of carotenoids in the chemoprevention of cancers, mechanistic understanding of carotenoid action on genetic and epigenetic signaling pathways is critically needed for human studies. The use of appropriate animal models is the most justifiable approach to resolve mechanistic issues regarding protective effects of carotenoids at specific organs and tissue sites. While the initial impetus for studying the benefits of carotenoids in cancer prevention was their antioxidant capacity and pro-vitamin A activity, significant advances have been made in the understanding of the action of carotenoids with regards to other mechanisms. This review will focus on two common carotenoids, provitamin A carotenoid β-cryptoxanthin and non-provitamin A carotenoid lycopene, as promising chemopreventive agents or chemotherapeutic compounds against cancer development and progression. We reviewed animal studies demonstrating that β-cryptoxanthin and lycopene effectively prevent the development or progression of various cancers and the potential mechanisms involved. We highlight recent research that the biological functions of β-cryptoxanthin and lycopene are mediated, partially via their oxidative metabolites, through their effects on key molecular targeting events, such as NF-κB signaling pathway, RAR/PPARs signaling, SIRT1 signaling pathway, and p53 tumor suppressor pathways. The molecular targets by β-cryptoxanthin and lycopene, offer new opportunities to further our understanding of common and distinct mechanisms that involve carotenoids in cancer prevention.

This article is part of a Special Issue entitled Carotenoids recent advances in cell and molecular biology edited by Johannes von Lintig and Loredana Quadro.

为了更好地了解类胡萝卜素在癌症化学预防中的潜在功能，人类研究迫切需要对类胡萝卜素对遗传和表观遗传信号通路的作用机制进行理解。使用适当的动物模型是解决有关类胡萝卜素在特定器官和组织部位的保护作用的机械问题的最合理方法。虽然研究类胡萝卜素在癌症预防中的益处的最初动力是它们的抗氧化能力和维生素 A 原活性，但在理解类胡萝卜素在其他机制方面的作用方面已经取得了重大进展。本综述将重点关注两种常见的类胡萝卜素，维生素 A 原类胡萝卜素 β-隐黄质和非维生素 A 类胡萝卜素番茄红素，作为有前途的化学预防剂或化学治疗化合物，可以对抗癌症的发展和进展。我们回顾了动物研究，证明 β-隐黄质和番茄红素可有效预防各种癌症的发展或进展以及所涉及的潜在机制。我们强调了最近的研究，即 β-隐黄质和番茄红素的生物学功能部分通过它们的氧化代谢物介导，通过它们对关键分子靶向事件的影响，例如 NF-κB 信号通路、RAR/PPARs 信号通路、SIRT1 信号通路和p53 肿瘤抑制通路。β-隐黄质和番茄红素的分子靶点为我们进一步了解涉及类胡​​萝卜素预防癌症的常见和独特机制提供了新的机会。我们回顾了动物研究，证明 β-隐黄质和番茄红素可有效预防各种癌症的发展或进展以及所涉及的潜在机制。我们强调了最近的研究，即 β-隐黄质和番茄红素的生物学功能部分通过它们的氧化代谢物介导，通过它们对关键分子靶向事件的影响，例如 NF-κB 信号通路、RAR/PPARs 信号通路、SIRT1 信号通路和p53 肿瘤抑制通路。β-隐黄质和番茄红素的分子靶点为我们进一步了解类胡萝卜素预防癌症的常见和独特机制提供了新的机会。我们回顾了动物研究，证明 β-隐黄质和番茄红素可有效预防各种癌症的发展或进展以及所涉及的潜在机制。我们强调了最近的研究，即 β-隐黄质和番茄红素的生物学功能部分通过它们的氧化代谢物介导，通过它们对关键分子靶向事件的影响，例如 NF-κB 信号通路、RAR/PPARs 信号通路、SIRT1 信号通路和p53 肿瘤抑制通路。β-隐黄质和番茄红素的分子靶点为我们进一步了解涉及类胡​​萝卜素预防癌症的常见和独特机制提供了新的机会。

本文是由 Johannes von Lintig 和 Loredana Quadro 编辑的题为类胡萝卜素在细胞和分子生物学方面的最新进展特刊的一部分。