DNA氧化损伤及其修复基因OGG1和MTH1的研究进展

过量的自由基特别是活性氧自由基(ROS),可以攻击包括DNA、蛋白质等所有生物分子,产生多种不同氧化产物,对机体造成各种不良后果.DNA对活性氧特别敏感,ROS能引起DNA的多种类型损伤,可形成种类繁多的具有致DNA突变作用的碱基氧化产物,其中鸟嘌呤8位碳原子的氧化最常见,其氧化产物8-羟基鸟嘌呤被视为DNA氧化损伤的生物标志物.机体具有多种途径修复DNA氧化损伤,对于这种DNA损伤修复的主要代表酶有MutT同源酶即8-羟基鸟嘌呤核苷酸(MTH1)和8-羟基鸟嘌呤DNA糖苷酶(OGG1),MTH1能够分解核苷酸池中的8-羟基鸟嘌呤,可以减少8-oxodGTP结合到DNA上,而OGG1则是能切除DNA中被氧化的碱基.本文将阐述氧化损伤的种类、危害及其修复的途径,着重于氧化损伤修复中的主要修复基因OGG1和MTH1的结构功能、表达与疾病关系的研究进行综述.     

DNA氧化损伤模型的构建

目的探索Fenton反应(Fe2+H2O2→Fe3++     

甲型H1N1流感病毒致宿主细胞脱氧核糖核酸氧化损伤的研究

目的:通过检测DNA损伤标志物8-氧鸟嘌呤脱氧核苷(8-oxo-dG)在甲型H1N1型流感病毒感染MDCK细胞中的表达,初步探讨甲型H1N1型流感病毒诱导细胞凋亡的脱氧核糖核酸(DNA)损伤机制.方法:MDCK细胞培养后.甲型H1N1流感病毒感染继续培养0h、1h、3h、6h、12h、24h、48h,细胞爬片免疫组织化学方法检测各时间点DNA损伤标志物8-oxo-dG的表达.结果:甲型H1N1流感病毒感染后各时间点实验组MDCK细胞8-oxo-dC的表达均显著高于相应的正常对照组(P<0.05),病毒感染各组间两两比较发现各组间差异显著.结论:甲型H1N1流感病毒感染能造成宿主细胞DNA氧化损伤.     

hOGG1低表达肿瘤细胞对阿霉素的敏感性研究

目的 研究8-羟基鸟嘌呤DNA 糖苷酶1基因(hOGG1)低表达细胞对阿霉素的敏感性,为化疗增敏提供实验依据.方法 用不同剂量的阿霉素处理肺腺癌A549细胞和通过稳定转染hOGG1核酶而获得的hOGG1低表达的A549-R细胞,用MTT法测定两种细胞的存活率;体外微核试验及单细胞凝胶电泳检测两种细胞微核率及DNA损伤与修复的差异;流式细胞术检测周期分布、凋亡率和细胞增殖指数.结果 A549-R细胞阿霉素半数抑制浓度(IC50)低于A549细胞 (P＜0.05);阿霉素可诱导两种细胞的微核率增高,而在相同阿霉素剂量作用下A549-R细胞微核率较A549细胞更高(P＜0.05);单细胞凝胶电泳结果显示阿霉素作用下两种细胞均有不同程度DNA损伤,A549-R细胞的拖尾率和DNA迁移长度大于A549细胞(P＜0.05);与A549细胞比较,A549-R细胞更不易修复.流式细胞术检测显示:阿霉素处理使两种细胞都表现为G0/G1期细胞阻滞,细胞凋亡随阿霉素浓度增加而增加,细胞增殖指数随阿霉素浓度增加而降低,这些变化均以A549-R细胞更为明显.结论 hOGG1低表达使细胞DNA修复能力降低,从而使细胞对阿霉素的敏感性增强.     

还原型谷胱甘肽对高糖致大鼠腹膜间皮细胞8-羟基脱氧鸟苷及其修复酶8-羟基鸟嘌呤-DNA糖苷酶表达的影响

目的观察还原型谷胱甘肽(GSH)对高糖致大鼠腹膜间皮细胞8-羟基脱氧鸟苷(8-OHd G)及其修复酶8-羟基鸟嘌呤-DNA糖苷酶(r OGG1)表达的影响,探讨其对高糖所致腹膜间皮细胞DNA氧化损伤的保护作用。方法将60只健康雄性SD大鼠按随机数字法分成3组:对照组(n=20,A组):每天1次腹腔注射生理盐水25 ml;模型组(n=20,B组):每天1次腹腔注射4.25%葡萄糖腹透液25 ml+每周1次腹腔注射乳酸红霉素6.25万IU;治疗组(n=20,C组):每天1次腹腔注射4.25%葡萄糖腹透液25 ml+GSH溶液150 mg/(kg·d)+每周1次腹腔注射乳酸红霉素6.25万IU。8周后分别处死每组各20只大鼠,取腹膜组织分别行HE及Masson染色病理学检查、酶联免疫吸附法(ELISA)测定壁层腹膜间皮细胞8-OHd G水平、实时荧光定量PCR检测壁层腹膜间皮细胞r OGG1的表达。结果 1与A组比较,B组腹膜间皮细胞8-OHd G表达上调(0.8843±0.0068,5.0733±2.0068,P<0.05),C组8-OHd G表达低于B组(5.0733±2.0068,1.6867±0.4867,P<0.05);2与A组比较,B组腹膜间皮细胞r OGG1表达减少(0.7576±0.0701,0.2226±0.0565,P<0.05),C组r OGG1表达增高(0.7576±0.0701,1.4793±0.3895,P<0.05);3与A组比较,HE染色时B组和C组可见腹膜间皮细胞变为圆形、柱形,间皮细胞肥大脱落,间皮下结缔组织明显增厚,可见血管生成以及纤维素样物质沉积,还可见成纤维细胞及单核巨噬细胞浸润,在B组表现尤为明显;4与A组比较,Masson染色显示腹膜组织有胶原沉积,B组比C组改变更明显。结论高糖致大鼠腹膜间皮细胞DNA氧化性损伤标记物8-OHd G表达增高,GSH可能通过上调DNA修复酶OGG1m RNA表达,对大鼠腹膜间皮细胞DNA具有保护和修复作用。     

鱼藤酮致线粒体氧化损伤的作用和机制

鱼藤酮是线粒体呼吸链上复合体I的经典抑制剂之一。大量的研究表明当鱼藤酮作用于活体的动物或细胞 时,可导致线粒体功能紊乱、ROS生成增加,蛋白质、脂质、核酸遭受氧化损伤。以线粒体与ROS的生成、鱼藤酮促 线粒体ROS生成机制、鱼藤酮促DNA损伤机制为中心,阐述鱼藤酮致线粒体氧化损伤的相关作用和机制;同时探讨 鱼藤酮作用下线粒体DNA(mtDNA)的损伤及其可能存在的mtDNA突变。     

肉类烧烤等烹调师DNA氧化损伤监测研究

目的　研究不同种类烹调操作厨师外周血淋巴细胞DNA氧化损伤的作用。　方法　采用高效液相色谱系统结合电化学测定分析法对不同种类烹调操作厨师外周血淋巴细胞DNA中 8-OHdG的含量进行分析。　结果　①外周血淋巴细胞DNA中的 8-OHdG水平显示 ,肉类烧烤师和煎炸烹调师分别为 ( 2 3 7± 10 3 )和 ( 19 2± 8 5 ) ,明显高于其他粤菜师的 ( 12 6± 5 2 ) (P <0 0 5 ) ;而其他粤菜师与一般服务员的 ( 11 5± 3 6)无显著差异 (P >0 0 5 ) ;②肉类烧烤师外周血淋巴细胞DNA中的 8-OHdG水平与其工龄有关 :③同岗位厨师DNA氧化损伤的效应个体差异较大。　结论　肉类烧烤师和煎炸烹调师的DNA氧化损伤水平高于一般人群 ,肉类烧烤师的DNA氧化与其工龄有关     

不同方法检测微囊藻毒素-LR致DNA氧化损伤

目的 观察微囊藻毒素-LR(MCLR)对人肝癌细胞HepG2的DNA氧化损伤效应.方法 应用高效液相色谱-电化学法(HPLC-ECD)和免疫酶染色法检测8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)水平.结果 用HPLC-ECD法分析,低、中剂量组8-OHdG水平显略有增高趋势,高剂量组(100μmol/L)8-OHdG水平显著高于空白对照组;用免疫酶染色法分析,各剂量组8-OHdG染色强度明显高于空白对照组,处理剂量与8-OHdG水平之间呈现剂量-反应关系.结论 MCLR引起人肝癌细胞DNA氧化损伤,HPLC-ECD法与免疫酶染色法所测损伤的趋势一致.免疫酶染色法能够更灵敏地检测DNA氧化损伤,可应用于人类疾病研究与环境监测.     

缺血性脑卒中患者外周血单个核细胞DNA氧化损伤及修复

目的检测缺血性脑卒中患者急性期和恢复期外周血单个核细胞的DNA氧化损伤及修复情况,与健康者进行比较,以判断缺血性脑卒中患者DNA氧化损伤水平的变化以及DNA氧化损伤水平与病程的关系。方法急性缺血性脑卒中患者36例,于发病3 d内抽取空腹静脉血10 mL进行8-羟基-2’-脱氧鸟嘌呤核苷(8-OhdG)、神经特异性烯醇化酶(NSE)及单个核细胞的彗星率及彗尾DNA百分比的检测,于病程18～21 d抽血2 mL再检测单个核细胞的彗星率及彗尾DNA百分比。同时选取医院门诊体检人群中与研究对象年龄、性别相匹配的健康者20例作为对照。10 mL空腹静脉血中,5 mL分离外周血单个核细胞,提取DNA,将DNA酶解,高效液相色谱—电化学检测方法检测8-OhdG;3 mL双抗体夹心放射免疫法检测血清中NSE;2 mL分离外周血单个核细胞,应用碱性单细胞凝胶电泳的方法检测单个核细胞的彗星率及彗尾DNA百分比,同时对缺血性脑卒中患者的神经功能缺损评分进行比较。结果缺血性脑卒中患者急性期外周血单个核细胞的8-OhdG和NSE含量均较对照组明显升高(P＜0．01),急性期患者外周血单个核细胞彗星率为90．13%±2．22%,彗尾DNA百分比为60．71%±4．18%。较恢复期患者的细胞彗星率60．89%±2．98%、彗尾DNA百分比39．20%±3．61%明显增高(P＜0．01);恢复期患者神经功能缺损评分较急性期患者明显下降(P＜0．01)。对照组血液中单个核细胞彗星率为6．4%±1．61%,彗尾DNA百分比3．37%±0．63%,较缺血性脑卒中患者明显减少(P＜0．01)。结论缺血性脑卒中患者急性期和恢复期外周血单个核细胞存在DNA氧化损伤。     

hOGG1基因多态性与肿瘤遗传易感性

活性氧(reactive oxygen species,ROS)攻击蛋白质、脂类和DNA,对细胞造成直接损伤,其中对DNA的损伤作用包括链的断裂和碱基修饰,对鸟嘌呤的氧化作用产生8-羟基鸟嘌呤(8-hydroxygualline,oh8Gua)。人类8-羟基鸟嘌呤糖苷酶1(human 8-oxoguanine DNA glycosylase 1,hOGGl)是去除DNA中oh8Gua的重要酶。研究表明,hOGG1基因具有单核苷酸多态性的特征,基因突变可能影响hOGG1的酶活性,导致DNA修复缺陷。因此,hOGG1基因多态性可能影响机体发生肿瘤的危险性。     

Oxidative Damage to Lung Tissue and Peripheral Blood in Endotracheal PM2.5-treated Rats

Objective To investigate the oxidative damage to lung tissue and peripherial blood in PM2.5-treated rats. Methods PM2.5 samples were collected using an auto-sampling instrument in summer and winter. Treated samples were endotracheally instilled into rats. Activity of reduced glutathione peroxidase （GSH-Px） and concentration of malondialdehyde （MDA） were used as oxidative damage biomarkers of lung tissue and peripheral blood detected with the biochemical method. DNA migration length （μm） and rate of tail were used as DNA damage biomarkers of lung tissue and peripheral blood detected with the biochemical method. Results The activity of GSH-Px and the concentration of MDA in lung tissue significantly decreased after exposure to PM2.5 for 7-14 days. In peripheral blood, the concentration of MDA decreased, but the activity of GSH-Px increased 7 and 14 days after experiments. The two indicators had a dose-effect relation and similar changing tendency in lung tissue and peripheral blood. The DNA migration length （μm） and rate of tail in lung tissue and peripheral blood significantly increased 7 and 14 days after exposure to PM2.5. The two indicators had a dose-effect relation and similar changing tendency in lung tissue and peripheral blood. Conclusion PM2.5 has a definite oxidative effect on lung tissue and peripheral blood. The activity of GSH-Px and the concentration of MDA are valuable biomarkers of oxidative lung tissue damage induced by PM2.5. The DNA migration length （μm） and rate of tail are simple and valuable biomarkers of PM2 5-induced DNA damage in lung tissues and peripheral blood. The degree of DNA damage in peripheral blood can predict the degree of DNA damage in lung tissue.     

线粒体氧化损伤在衰老发生机制中的作用

线粒体在生产腺苷三磷酸的同时也产生活性氧自由基,个体氧自由基的积累,造成线粒体结构功能生物大分子的氧化损伤,线粒体功能受损出现氧化磷酸化障碍,细胞因能量供应不足丧失动力引发衰老。而mtDNA特殊的结构使其易被攻击,积累大量的突变,最终加速衰老的发生发展。mtDNA突变呈增龄性积累,表明线粒体DNA突变与衰老及衰老有关的衰退性疾病有关。     

Bleomycin诱导肺癌病人染色体损伤修复能力研究

目的 :探讨DNA损伤修复能力与肺癌易感性关系。方法 :病例 -对照研究、Hsu提出的DNA损伤修复水平的识别系统。结果 :病例 -对照组间细胞染色体平均断裂数 (b c)分别为 0 .72± 0 .3 2 ;0 .41± 0 .2 7。有高度显著性统计学差异 (P <0 .0 1)。b c >0 .8,病例组为 64 % ,是对照组的 2 .8倍 ,OR值 5 .67( 2 .63～ 14 .62 ) ;b c >1.0 ,病例组为 42 % ,是对照组的 3 .2倍 ,OR值 6.71( 2 .3 3～ 19.81)。结论 :DNA修复能力缺陷和 或染色体的损伤敏感性是肺癌易感性成因之一。     

长期吸烟对大鼠肺组织结构的影响

目的研究长期吸入性烟尘对大鼠肺组织显微和超微结构的影响。方法健康雄性Wistar大鼠72只,体重250～300g,建立大鼠吸烟模型,分别在第1,2,3,4,5,6个月末随机抽取吸烟组和正常对照组各6只,取肺组织,进行常规石蜡包埋、切片,行HE染色,光镜下观察吸烟对肺组织显微的影响;取部分肺组织切成约1mm^3小块,戊二醛固定,进行常规超薄切片,醋酸双铀染色,透射电子显微镜下观察吸烟对肺泡间质和上皮细胞超微结构的变化。结果吸烟组大鼠不同程度存在细支气管壁明显增厚,伴有淋巴细胞、中性粒细胞及巨噬细胞等炎性细胞浸润,管壁黏液性腺泡及杯状细胞增生,单层纤毛柱状上皮破损、脱落。肺泡间隔充血,肺泡腔中巨噬细胞增多。可见肺气肿形成,肺泡腔不规则扩大,肺泡间隔破裂,有的肺泡融合成肺大泡,且以吸烟6月组最为明显。电镜下可见：随着吸烟月份增加,细胞界限不清,Ⅰ型肺泡细胞肿胀,微绒毛减少,线粒体有空泡变、嵴断裂,高尔基复合体变大;Ⅱ型肺泡细胞板层颗粒有脱落,颗粒呈空泡变,核周隙局部增宽,到5个月时变化最为明显。结论①成功建立大鼠吸烟模型;②吸烟能导致肺组织炎症反应;③肺泡腔不规则扩大,肺泡间隔破裂,有的肺泡融合成肺大泡,出现肺气肿症状。④随着吸烟时间延长,肺组织损害加重。     

硒对大鼠肝细胞DNA损伤的体内体外研究

应用单细胞凝胶电泳研究了一定剂量的亚硒酸钠对离体和在体大鼠肝细胞 DNA损伤的作用。结果表明 :在2 .185、 4.375、 8.75 0、 17.5 0 0、 35 .0 0 0 μmol/ L 的剂量条件下 ,除 2 .185 μmol/ L 的剂量外 ,其余剂量的亚硒酸钠均可引起离体大鼠肝细胞 DNA损伤。 5、 10、 2 0 μmol/ kg的亚硒酸钠也可引起在体大鼠肝细胞 DNA损伤。亚硒酸钠引起的离体和在体大鼠肝细胞 DNA损伤均存在明显的剂量 -反应关系。研究结果提示 ,一定剂量的亚硒酸钠能引起离体和在体大鼠肝细胞 DNA损伤     

Bcl—2蛋白在肺癌组织中的表达

探讨凋亡相关基因Bcl- 2在肺癌发生发展中的作用 .采用鼠抗人Bcl- 2蛋白单克隆抗体 ,应用免疫组化方法检测 113例肺癌组织中抗凋亡基因Bcl- 2的表达情况 .结果 :113例肺癌Bcl - 2阳性率为 2 4 8%( 2 8/113 ) ,其中鳞癌 2 4 5 % ( 12 /4 9) ,腺癌 2 4 4 % ( 11/4 5 ) ,腺鳞癌 16 7% ( 1/6) ,大细胞癌 14 3 % ( 1/7) ,小细胞癌 5 0 0 % ( 3 /6) .小细胞肺癌阳性率明显高于非小细胞肺癌 (P <0 0 5 ) ,而鳞癌及腺癌之间无显著性差异(P >0 0 5 ) .Bcl- 2表达与病人的年龄、性别、淋巴结转移及组织的分化程度无关 (P >0 0 5 ) .结论 :肺癌组织中存在Bcl- 2蛋白的过表达 ,它参与调控肺癌的发生、发展过程 .     

多壁碳纳米管对小鼠肝和肺细胞蛋白质氧化损伤作用研究

目的 探索多壁碳纳米管对机体蛋白质的氧化损伤作用.方法 将20只老鼠随机分成4组,3个染尘组,1个对照组,用腹腔注射法进行1次性染尘,3个染尘组分别注入0.1、0.2、0.4 mg/ml的多壁碳纳米管(粒径20～40nm)颗粒悬浮液1ml.对照组注入等体积的生理盐水,染毒5天后测定肝脏和肺组织中的蛋白质羰基含量,比较不同浓度的多壁碳纳米管对肝和肺部蛋白质的氧化损伤作用.结果 不同浓度的碳纳米管染尘组小鼠与对照组相比较,肝脏组织蛋白质羰基含量在0.2mg/ml和0.4mg/ml染毒条件下都有显著性差异(P＜0.05).肺组织羰基含量在0.4mg/ml染毒条件下有极显著差异(P＜0.01).在其他浓度条件下都没有统计学意义(P＞0.05).结论 多壁碳纳米管对小鼠肝脏和肺部组织有一定的氧化损伤毒性作用.     

DNA氧化损伤在肺癌发生中的作用

目的:为探明DNA氧化损伤在人群肺癌发生中的作用及其分子机制而进行本研究。方法:使用针对DNA经受氧化损伤标志物8-羟基-脱氧鸟苷(8-OH-dG)的鼠抗人单克隆抗体,通过免疫学方法检测150例肺癌、120例癌旁肺组织、40例肺良性病变和40例正常肺组织中DNA氧化损伤标志的含量;同时检测相应肺组织中P53、C-MYC、K-RAS、BCL-2、hTERT等癌变相关基因的表达,分析DNA氧化损伤与上述癌变相关基因表达的关系;并在B(a)P-7,8二醇-9,10环氧化物(BPDE)和NiS诱导的体外人气管上皮细胞癌变模型上检测癌变过程中DNA氧化损伤的变化。结果:肺癌组织、癌旁肺组织、肺良性病变和正常肺组织氧化损伤标志物8-OH-dG的阳性率分别为92.7％(139/150)、17.5％(21/120)、10.0％(4/40)和5.0％(2/40),肺癌的氧化损伤高于其他肺组织(P<0.01)。按性别、年龄、细胞类型和吸烟史分层,未见其与DNA氧化损伤之间的关联。分析DNA氧化损伤与癌变相关基因的关系,发现肺癌组织K-RAS、BCL-2基因的过度表达与DNA氧化损伤的含量高有关,而P53、C-MYC和hTERT基因表达与DNA氧化损伤无关联。在体外用BPDE和NiS作用于人气管上皮细胞系诱导其转化和癌变过程中,DNA氧化损伤标志8-OH-dG出现于细胞转化之前,其量与细胞癌变进程相一致。结论:DNA氧化损伤在肺癌变的过