Role of electrophilic/redox active quinoids in estrogen carcinogenesis

亲电/氧化还原活性醌类化合物在雌激素致癌作用中的作用

基本信息

  • 批准号:
    8072619
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 28.26万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2007-08-31 至 2013-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): There is a clear association between excessive exposure to estrogens and the development of cancer in hormone sensitive tissues (breast, endometrium). The central hypothesis of this project is that the formation of electrophilic/redox active quinoids is an important mechanism of carcinogenesis for estrogens. o-Quinones are known metabolites of estrogens. Our data strongly suggests that estrogen receptors (ERs) play a major role in estrogen o-quinone-induced DNA damage. Selective alkylation of ERs by the o- quinones generates a highly redox active "Trojan horse" which selectively targets estrogen sensitive genes. The specific aims are: 1. What is the role of ERs in catechol estrogen induced DNA damage? We will first investigate modification of purified ERs by estrogen o-quinones with MALDI-TOF and LC-MS-MS experiments. The influence of o-quinone/catechol binding/alkylation of ER on binding to the ERE or on oxidative DNA strand cleavage of ERE oligonucleotide sequences will be studied by gel shift assays. A possible estrogenic effect or functional perturbations between ER and ERE will be examined by ERE-luciferase assays in ER positive MCF-7 cells. Finally, we will conduct chromatin immuno-precipitation assays with ER antibodies in breast cancer cells treated with estrogen o-quinones to analyze DNA damage of estrogen sensitive genes compared to the whole genomic DNA. The isolated estrogen sensitive genes will be investigated for oxidative/alkylation by LC-MS-MS or for point mutation by amplification with PCR and subsequent DNA sequencing. 2. What are the protein targets of catechol estrogens? Selectivity for ERs, ER coregulators, histone 3 and/or redox sensitive detoxification enzymes? We plan to employ novel COATag (covert oxidized activated tag) methodology (i.e., estrogens or catechol metabolites linked to biotin) and the "click chemistry" or modified Staudinger ligation approaches to examine potential protein covalent modification in rat mammary subcellular fractions and MCF-7 cells. The targeted proteins will be isolated using avidin affinity chromatography, separated by 2D electrophoresis, digested, and analyzed by MALDI-TOF and LC-MS-MS. 3. What is the role of ERs in cellular transformation and induction of DNA damage in vivo? Transformation studies will be performed in MCF-10A cells that are either ER negative, ERa, or ER¿ positive. The transformed clones will be implanted into athymic nude mice to investigate their ability to induce tumor formation. The role of ERs on catechol estrogen-induced DNA damage will be assessed in the mouse mammary organ culture (MMOC) model and in vivo using wild type and ER knockout mice. These data will be correlated with the DNA damage experiments described in Aim 1 and the protein targets identified in Aim 2 in order to give an overall picture of the involvement of ERs in estrogen carcinogenesis.
描述(由申请人提供):过度暴露于雌激素与激素敏感组织(乳腺、子宫内膜)中癌症的发生之间存在明显的关联。该项目的中心假设是亲电/氧化还原活性醌类化合物的形成是一种化学反应。雌激素致癌的重要机制。我们的数据强烈表明,雌激素受体 (ER) 在雌激素邻醌诱导的 DNA 损伤中发挥着重要作用。邻醌对 ER 进行选择性烷基化,产生高度氧化还原活性的“特洛伊木马”,其选择性地针对雌激素敏感基因。具体目标是: 1. ER 在儿茶酚雌激素诱导的 DNA 损伤中的作用是什么?雌激素邻醌纯化 ER 的 MALDI-TOF 和 LC-MS-MS 实验 邻醌/儿茶酚结合/烷基化对 ER 结合的影响。最后,我们将通过凝胶位移测定来研究ERE或ERE寡核苷酸序列的氧化DNA链裂解,通过ER阳性MCF-7细胞中的ERE荧光素酶测定来检查ER和ERE之间可能的雌激素效应或功能扰动。将使用雌激素邻醌处理的乳腺癌细胞中的 ER 抗体进行染色质免疫沉淀测定,以分析雌激素敏感基因的 DNA 损伤与分离的整个基因组 DNA 的比较。将通过 LC-MS-MS 来研究雌激素敏感基因的氧化/烷基化,或通过 PCR 扩增和随后的 DNA 测序来研究点突变。 2. 儿茶酚雌激素的蛋白质靶标是什么? /或氧化还原敏感的解毒酶?我们计划采用新型 COATag(隐蔽氧化激活标签)方法(即雌激素或儿茶酚代谢物)生物素)和“点击化学”或改良的施陶丁格连接方法来检查大鼠乳腺亚细胞部分和 MCF-7 细胞中潜在的蛋白质共价修饰,将使用亲和素亲和层析分离目标蛋白质,通过 2D 电泳分离、消化和分析。通过 MALDI-TOF 和 LC-MS-MS 3. ER 在细胞转化和体内 DNA 损伤诱导中的作用是什么? ER 阴性、ERa 或 ER¿ 的 MCF-10A 细胞转化的克隆将被植入无胸腺裸鼠中,以研究它们诱导肿瘤形成的能力。将在小鼠乳腺器官培养(MMOC)模型和体内使用野生动物来评估ER对儿茶酚雌激素诱导的DNA损伤的作用。这些数据将与目标 1 中描述的 DNA 损伤实验和目标 2 中确定的蛋白质靶标相关联,以便全面了解 ER 参与雌激素致癌作用的情况。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Estrogen Receptor {alpha} Enhances the Rate of Oxidative DNA Damage by Targeting an Equine Estrogen Catechol Metabolite to the Nucleus.
雌激素受体 {alpha} 通过将马雌激素儿茶酚代谢物靶向细胞核来提高氧化 DNA 损伤的速率。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009-03-27
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wang, Zhican;Wijewickrama, Gihani T;Peng, Kuan;Dietz, Birgit M;Yuan, Long;van Breemen, Richard B;Bolton, Judy L;Thatcher, Gregory R J
  • 通讯作者:
    Thatcher, Gregory R J
Redox cycling of catechol estrogens generating apurinic/apyrimidinic sites and 8-oxo-deoxyguanosine via reactive oxygen species differentiates equine and human estrogens.
儿茶酚雌激素的氧化还原循环通过活性氧产生无嘌呤/无嘧啶位点和 8-氧代-脱氧鸟苷,从而区分马和人类雌激素。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010-08-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Wang, Zhican;Chandrasena, Esala R;Yuan, Yang;Peng, Kuan;van Breemen, Richard B;Thatcher, Gregory R J;Bolton, Judy L
  • 通讯作者:
    Bolton, Judy L
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