発癌における内因性活性酸素によるDNA損傷の役割

内源性活性氧引起的 DNA 损伤在癌变中的作用

• 批准号: 11138260
• 负责人: 美野輪 治
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11138260/
• 关键词: 活性酸素; MutM; MMH; OGG1; 8-OH-G; ジーンターゲテイング; ゲノムDNA

[目的]活性酸素は、好気的代謝を行う細胞内で種々の代謝経路を経て生じるが、高反応性で毒性が強く、特に、細胞のゲノムDNAに対して変異原性を示すため、高等脊椎動物における発癌の重要な要因の一つと信じられている。しかしながら、活性酸素が生体中で実際に癌を引き起こす事を直接示す実験は、ほとんど知られていない。ゲノムの安定性を脅かす変異原性要因は多様であり、それによって生じるDNA損傷も多様であるので、こうしたDNA損傷に対処する修復系も必然的に多岐にわたる。ゲノムDNAを変異から守るためには、活性酸素によるDNA傷害を修復する酵素の存在が知られている。MMH(MutM homolog)/OGG1は、活性酸素による主要なDNA損傷である8-oxo-guanine(8-OH-G)特異的に認識し修復する酵素であり、塩基除去修復を行うグループに属する。そこで、このMMHの遺伝子が欠損したマウスにおいて、活性酸素による損傷の増大と発癌性の亢進が観察されれば、癌抑制遺伝子に対する生体中での変異導入の経路を初めて直接示すモデルとなる事が期待される。[方法]標的遺伝子組換え法により、Mmh欠損マウスを得た。諸臓器によりgenomic DNAを抽出し、Electro-chemical detectorにより溶出patternを検出するHPLCを用いて、8-OH-dGの定量を行った。[結果]これらのマウスにおけるゲノムDNA中の8-OH-Gの蓄積について検討したところ、9週齢のホモ接合で野性型に比べ体明瞭な8-OH-Gの上昇が認められた。一方、ヘテロ接合体は、野性型とほぼ同じ値を示し、上昇は認められなかった。これらの結果は、マウスの生体中でgenomic DNAが、常時、内因性の酸化的傷害要因にさらされており、Mmhが実際に酸化的塩基傷害の主要産物である8-OH-Gを修復する酵素である事を示している。

目的：活性氧通过细胞内的各种代谢途径发生，这些途径进行有氧代谢，但具有高度反应性和毒性，并且对细胞的基因组DNA尤其是诱变，使其相信它是高脊椎动物中癌变的重要因素之一。但是，鲜为人知的直接表明活性氧实际上会导致生物中的癌症。由于威胁基因组稳定性的诱变因素是多种多样的，并且由此产生的DNA损伤也是多种多样的，因此处理此类DNA损伤的维修系统不可避免地多样化。为了保护基因组DNA免受突变的影响，已知的酶的存在是修复由活性氧引起的DNA损伤的酶。 MMH（MUTM同源物）/OGG1是一种酶，它专门识别和维修8-氧气瓜氨酸（8-OH-G），这是由活性氧引起的主要DNA损伤，属于执行碱基切除修复的组。因此，如果在缺乏MMH基因的小鼠中观察到因活性氧和致癌性增加而增加的损害，则可以预期，这将是一种模型，该模型将直接证明活生物体中诱变的途径对癌症抑制基因。 [方法]通过靶向的遗传重组获得MMH缺陷小鼠。从各种器官中提取基因组DNA，并使用HPLC定量8-OH-DG，该HPLC使用电化学检测器检测洗脱模式。 [结果]当我们研究了这些小鼠基因组DNA中8-OH-G的积累时，我们发现在9周龄时，与野生型相比，观察到8-OH-G的明显增加。另一方面，杂合子显示出与野生型几乎相同的值，并且未观察到升高。这些结果表明，基因组DNA不断暴露于小鼠内源性氧化损伤因子，MMH确实是一种修复8-OH-G的酶，这是氧化碱基损伤的主要产物。