HEPG2細胞のアニリン誘導体からのフリーラジカル生成：キャプチャ型効果の可能性

生体異物代謝は、化学物質や薬物の毒性に重要な役割を果たすと考えられているタンパク質ラジカルの生成を誘発する可能性があります。したがって、生細胞に高分子フリーラジカル形成を誘導できる化学構造を特定することが重要です。この研究では、4つの構造的に関連する環境化学物質、アニリン、ニトロソベンゼン、N、n-ジメチルアニリン、およびN、n-ジメチル-4-ニトロソアニリン（DMNA）の能力を評価し、肝腫細胞株肝臓のフリーラジカルと細胞損傷を誘導しました。細胞毒性は乳酸デヒドロゲナーゼアッセイを使用して評価され、位相造影顕微鏡を使用して形態学的変化が観察されました。タンパク質フリーラジカルは、セル内の西部実験と共焦点顕微鏡を使用して免疫スピントラッピングによって検出され、フリーラジカル生成の細胞内局所を決定しました。DMNAは、フリーラジカル生成、乳酸デヒドロゲナーゼ放出、およびHepG2細胞の形態学的変化を誘導しましたが、アニリン、ニトロソベンゼン、N、N-ジメチルアニリンはそうではありませんでした。共焦点顕微鏡検査により、DMNAは主にサイトゾルでフリーラジカル生成を誘導したことが示されました。N-アセチルシステインおよび2,2'-ジピリジルによるHEPG2細胞のプレインキュベーションは、DMNAとのその後のインキュベーションでフリーラジカル生成を著しく予防しましたが、アポシニンおよびジメチル硫酸化とのプレインキュベーションには効果がありませんでした。これらの結果は、DMNAがDMNA毒性に重要な役割を果たす可能性のあるタンパク質ラジカルを生成できる反応性フリーラジカルに代謝されることを示唆しています。キャプチャティブ効果、電子放出ジメチルアミン置換基の結合作用、および電子吸引性ニトロソ置換基は、熱力学的に安定化されたラジカルにつながり、DMNAによるタンパク質ラジカルの増強を促進することを提案します。

Xenobiotic metabolism can induce the generation of protein radicals, which are believed to play an important role in the toxicity of chemicals and drugs. It is therefore important to identify chemical structures capable of inducing macromolecular free radical formation in living cells. In this study, we evaluated the ability of four structurally related environmental chemicals, aniline, nitrosobenzene, N,N-dimethylaniline, and N,N-dimethyl-4-nitrosoaniline (DMNA), to induce free radicals and cellular damage in the hepatoma cell line HepG2. Cytotoxicity was assessed using lactate dehydrogenase assays, and morphological changes were observed using phase contrast microscopy. Protein free radicals were detected by immuno-spin trapping using in-cell western experiments and confocal microscopy to determine the subcellular locale of free radical generation. DMNA induced free radical generation, lactate dehydrogenase release, and morphological changes in HepG2 cells, whereas aniline, nitrosobenzene, N,N-dimethylaniline did not. Confocal microscopy showed that DMNA induced free radical generation mainly in the cytosol. Preincubation of HepG2 cells with N-acetylcysteine and 2,2'-dipyridyl significantly prevented free radical generation on subsequent incubation with DMNA, whereas preincubation with apocynin and dimethyl sulfoxide had no effect. These results suggest that DMNA is metabolized to reactive free radicals capable of generating protein radicals which may play a critical role in DMNA toxicity. We propose that the captodative effect, the combined action of the electron-releasing dimethylamine substituent, and the electron-withdrawing nitroso substituent, leads to a thermodynamically stabilized radical, facilitating enhanced protein radical formation by DMNA.