子牛胸腺DNAのカテコールエストロゲンによって誘導されるアルデヒドDNA病変

この研究の主な目的は、エストロゲンキノノイドによって生成された活性酸素種がゲノムDNAにおけるアルデヒドDNA病変（ADL）の形成の主な源であるという仮説を調べることです。17beta-Estradiol（E2）のキノノイド代謝産物によって誘導されるADL。4-ヒドロキシエストラジオール（4-OH-E2）、2-ヒドロキシエストラジオール（2-OH-E2）、エストロゲン-3,4-キノン（E2-3,4-Q）、エストロゲン-2,3-キノン（E2-2-2-2,3-キノン、3-Q）は、生理学的条件下で子牛胸腺DNA（CT-DNA）で調査されました。修飾された塩基の自発的な脱尿酸除系除去と、DNA分子のデオキシリボース部分への酸化的損傷に起因するアルデヒド塩基および糖病変に起因する虐待部位は、アルデヒド反応性プローブによって測定され、106のADLの数として推定されました。ヌクレオチド。NADPH（100マイクロM）とCu（II）（20ミクロM）を添加すると、4-OH-E2および2-OH-E2のナノモルレベル（100 nM）がADLの数の約10倍の増加を誘導しました。コントロールオーバー（P <0.001）。並行して、4-OH-E2および2-OH-E2（100 nM）とCu（II）およびNADPHに曝露したDNAで8-オキソグアニンの増加が検出されました。さらなる調査では、エストロゲンカテコールとCu（II）およびNADPHによって誘導されたADLが、過酸化水素とCu（I）の形成に因果関係があることが示されました。E2-2,3-QとE2-3,4-Qの両方が、高濃度（1 mM）でのCT-DNAのコントロール上のADLの数（P <0.05）の2倍の増加を誘導しました。中性熱加水分解も反応媒体の低いイオン強度も、E2-3,4-Q修飾CT-DNAのADLの数のさらなる増加を誘発しませんでした。逆に、Cu（II）とNADPHを含めると、E2-3,4-QとE2-2,3-Q（1マイクロM）の両方がDNA単一鎖切断の平行形成と、約20倍の増加を誘導しました。制御上のADLの数（p <0.001）。データはまた、Cu（II）とNADPHの存在を持つエストロゲンキノンによって誘導されたADLが、それぞれCT-DNAに69％および78％の腐った存在性ADLを含むことを実証しました。さらに、ADL切断アッセイの結果は、エストロゲンキノンとCT-DNAのNADPHによって誘導されるADLが主にT7エキソヌクレアーゼ排出可能（50％）およびエキソヌクレアーゼIII-エキサイズ可能（20％）ADLであることを示しています。無傷のADLおよびその他のADLは、それぞれ5％と25％を占めました。これらの結果は、CT-DNAでエストロゲンキノンによって誘導されるADLが、不安定なエストロゲンキノンDNA付加物の脱尿/剥離ではなく、酸化イベントに由来することを示唆しています。全体として、我々の結果は、エストロゲンキノン-DNA付加物の剥離がゲノムDNAにおけるADLの形成の主要な供給源であるという考えとは異なります。DNA付加物および酸化塩基に加えて、エストロゲンキノノイド媒介酸化ストレスによって誘導されるADLは、エストロゲン誘発発がん性の発がん性に役割を果たす可能性があると仮定します。

The primary purpose of this research is to examine the hypothesis that reactive oxygen species generated by estrogen quinonoids are the main source for the formation of aldehydic DNA lesions (ADL) in genomic DNA. ADL induced by quinonoid metabolites of 17beta-estradiol (E2), e.g. 4-hydroxyestradiol (4-OH-E2), 2-hydroxyestradiol (2-OH-E2), estrogen-3,4-quinones (E2-3,4-Q) and estrogen- 2,3-quinone (E2-2,3-Q), were investigated in calf thymus DNA (CT-DNA) under physiological conditions. The abasic sites resulting from the spontaneous depurination-depyrimidination of the modified bases and the aldehydic base and sugar lesions resulting from the oxidative damage to deoxyribose moieties in the DNA molecules were measured by an aldehyde reactive probe and were estimated as the number of ADL per 106 nucleotides. With the addition of NADPH (100 micro M) and Cu(II) (20 micro M), nanomolar levels (100 nM) of 4-OH-E2 and 2-OH-E2 induced approximately 10-fold increases in the number of ADL over control (P<0.001). In parallel, increases in 8-oxoguanine were detected in DNA exposed to 4-OH-E2 and 2-OH-E2 (100 nM) plus Cu(II) and NADPH. Further investigation indicated that the ADL induced by estrogen catechols plus Cu(II) and NADPH were causally involved in the formation of hydrogen peroxide and Cu(I). Both E2-2,3-Q and E2-3,4-Q alone induced a 2-fold increase in the number of ADL over control (P<0.05) in CT-DNA at high concentrations (1 mM). Neither neutral thermal hydrolysis nor lower ionic strength of the reaction medium induced further increases in the number of ADL in E2-3,4-Q-modified CT-DNA. Conversely, with the inclusion of Cu(II) and NADPH, both E2-3,4-Q and E2-2,3-Q (1 micro M) induced parallel formation of DNA single strand breaks and approximately 20-fold increases in the number of ADL over control (P < 0.001). The data also demonstrated that the ADL induced by estrogen quinones with and without the presence of Cu(II) and NADPH contain 69 and 78% putrescine-excisable ADL in CT-DNA, respectively. Additionally, results of the ADL cleavage assay indicate that the ADL induced by estrogen quinones plus Cu(II) and NADPH in CT-DNA were predominantly T7 exonuclease-excisable (50%) and exonuclease III- excisable (20%) ADL, whereas the intact ADL, and other ADL accounted for 5 and 25%, respectively. These results suggest that the ADL induced by estrogen quinones in CT-DNA are derived from oxidative events rather than depurination/depyrimidination of labile estrogen quinone-DNA adducts. Overall, our results are at variance with the idea that depurination of estrogen quinone-DNA adducts is the major source for the formation of ADL in genomic DNA. We hypothesize that in addition to DNA adducts and oxidized bases, the ADL induced by estrogen quinonoid-mediated oxidative stress may play a role in estrogen-induced carcinogenicity.