Antigenotoxic姜黄素和香芹酚对对硫磷诱导培养的人外周血淋巴细胞的DNA损伤及其与GSTT1和GSTM1基因多态性的关系

文摘

近年来,有机磷农药的使用已经大量增加,这些化合物表示今天的主要类农药。我们研究antigenotoxic姜黄素的潜力和对对硫磷香芹酚诱导DNA损伤培养外周血淋巴细胞姐妹染色单体交换使用基因毒性的生物标志物。Heparinised新鲜血液从健康个体对待2.5μg / mL的对硫磷浓度姜黄素和香芹酚为了观察姜黄素和香芹酚的antigenotoxic潜力。显著减少在sc的频率存在10μ克/毫升,15μ克/毫升的浓度姜黄素与对硫磷暴露样本。同样香荆芥酚有显著antigenotoxic 2.5的浓度的影响μ和5.0克/毫升μ对对硫磷g / mL。我们还研究了对硫磷GSTT1和GSTM1基因对基因毒性的影响和antigenotoxic姜黄素和香芹酚的潜力。我们没有观察到任何显著的影响GSTT1和GSTM1基因多态性的基因毒性对硫磷antigenotoxic姜黄素和香芹酚的潜力。

1。介绍

农药随处可见污染我们的环境,世界各地的广泛使用。它们包括一个巨大的物质用于杀死的多样性,破坏,或排斥有害的生物。近年来,公众已经提出了农药对人类健康的潜在风险。在我们的研究中,我们研究了姜黄素的保护作用和香芹酚引起的DNA损伤对硫磷在人类外周血培养使用姐妹染色单体交换(sc)作为DNA损伤的生物标志物。对硫磷是最常用的有机磷杀虫剂之一。它已经被用于豆、玉米、高粱、和烟草作物消除绿色的苍蝇,收获bug,和其他昆虫。它阻碍了酶胆碱酯酶,负责水解乙酰胆碱在axon-terminals胆碱(1]。在缺乏活跃的胆碱酯酶,乙酰胆碱是积累,阻碍了正常的神经冲动的传导突触最终导致损失的肌肉协调、痉挛,和死亡2,3]。对硫磷诱导雄性小鼠睾丸损伤的报道(4]。

保健品被定义为任何天然生物活性,给医学或健康的化合物,包括疾病的预防和治疗。姜黄素(diferuloylmethane)、多酚的活性成分是膳食香料姜黄(姜黄),已经消耗了几千年来医学用途(5),有说服力的抗癌特性在大量的人类癌症细胞系/动物致癌作用模型。它作为一种自由基清除剂和抗氧化剂(6抑制脂质过氧化反应和氧化DNA损伤(7]。姜黄素可以显著减少血细胞发生的频率多色红细胞在小鼠暴露于辐射8]。

香芹酚(5-isopropyl-2-methylphenol),在这项研究中,使用monoterpenic苯酚存在于许多家庭唇形科包括的精油牛至属植物,Satureja,Thymbra,胸腺,Coridothymus物种和用于我们的日常生活中,如化妆品成分,安全的食品添加剂在烘焙食品,糖果,饮料,和口香糖。它可以表现出一系列的生物活动,比如抗菌(9)、抗真菌、杀虫(10],止痛剂[11),和抗氧化剂12)活动。在最近的过去,它是显示,香芹酚具有抗增殖特性对非小细胞肺癌细胞A549,慢性粒细胞白血病细胞K562, Hep-2细胞,小鼠黑色素瘤B16转椅细胞,和人类的转移性乳腺癌细胞,MDA-MB231 [13- - - - - -17]。

分子流行病学研究显示,个体的诱变剂敏感性取决于遗传和环境两方面的因素。解毒的遗传差异/激活主机脆弱性的致癌物质发挥着至关重要的作用。谷胱甘肽S-transferases(消费税)是一个最经常研究多态性对外源性物质的代谢。GSTM1和GSTT1基因家族和成员的谷胱甘肽S-transferase大多涉及范围广泛的环境致癌物的解毒,从内部产生的活性氧(ROS)和脂质过氧化反应产品,收益率excretable亲水性代谢物(18]。只有少数研究表明GSTT1和GSTM1基因的遗传多态性的影响对硫磷的基因毒性。我们研究了GSTT1和GSTM1基因多态性对基因毒性的影响对硫磷/ antigenotoxicity姜黄素和香芹酚以在培养外周血淋巴细胞SCE频率在体外条件。

2。材料和方法

2.1。样品收集

5毫升静脉血来自健康的人在两个单独的真空采血管管含有肝素钠和乙二胺四乙酸(EDTA)淋巴细胞钾文化设置和DNA提取,分别。协议是人类伦理委员会正式批准Kurukshetra大学。

2.2。人类淋巴细胞文化

短期内外周血淋巴细胞(PBL)文化设置使用的早期研究技术运算等。19与一些细微的修改。文化成立于复制将(0.4毫升)整个肝素化血液加入5毫升的RPMI 1640培养基(Himedia)包含谷酰胺(1%)、胎牛血清(20%)(Himedia)、青霉素(100 UI /毫升)和链霉素(100μg / mL)解决方案(Himedia)和phytohaemagglutinin(2%)(班加罗尔genei)。文化在37°C和5%孵化有限公司₂为72小时。

2.3。姐妹染色单体交换(SCE)

姐妹染色单体交换(SCE)分析、5-bromo-2-deoxyuridine(σ)添加在最后24小时孵化后的浓度10μ克/毫升的文化。对硫磷(σ)添加文化初浓度从0.5到5μ克/毫升。最大的基因毒性剂量的对硫磷,2.5μg / mL,被选为检查姜黄素的保护作用和香芹酚(σ)。检查antigenotoxic姜黄素的潜力和香芹酚对对硫磷、文化是分开设置的各种组合对硫磷和姜黄素/香荆芥酚。在一个设置,heparinised新鲜血液是2.5处理μ克/毫升的浓度对硫磷10和15μg / mL的姜黄素浓度在2.5和5.0μg / mL香芹酚的浓度增加了2.5μg / mL对硫磷的浓度。综合效应姜黄素和香芹酚对对硫磷也检查。血也接受姜黄素和香芹酚单独检查他们的基因毒性效应。血没有任何诱变剂/姜黄素和香芹酚作为控制当血液在二甲亚砜作为消极的控制。文化是培养72小时37°C和5%的股份有限公司₂。秋水仙碱(σ)添加了45分钟前收获最终浓度为0.2μ克/毫升。细胞被离心收获,然后用低渗的溶液进行处理(0.075氯化钾)和固定在甲醇:乙酸(3:1)。从悬挂固定细胞,幻灯片是由空气干燥方法和沾染了赫斯特33258年吉姆沙染色剂(σ)和4% (Himedia)解决方案后,佩里和沃尔夫的方法。计算每个细胞SCE频率,50中期板进行了分析。

2.4。GSTM1和GSTT1基因分型

从200年基因组DNA提取μL的全血DNA提取工具包(班加罗尔genei)。使用多重PCR检测GSTM1和GSTT1基因的存在与否。内部控制的目的,宪法CYP1A1基因外显子7的一部分也是coamplified。放大反应进行了25μL卷包含50 - 100 ng的基因组DNA为模板,20 pmol /μL的底漆(GenXbio), 200年μ每个核苷酸的M(班加罗尔genei), 1 x和15毫米/ L MgCl PCR缓冲₂(班加罗尔genei)和0.7单位的聚合酶(班加罗尔genei)。与引物PCR是由使用反应混合物GSTM1基因(弗兰克-威廉姆斯5′-GAACTCCCTGAAAAGCTAAAGC-3′和再保险5′-GTTGGGCTCAAATATACGGTGG-3′);GSTT1(弗兰克-威廉姆斯5′-TTCCTTACTGGTCCTCACATCTC-3′,再保险5′-TCACGGGATCATGGCCAGCA-3′);和CYP1A1(弗兰克-威廉姆斯5′-GAACTGCCACTTCAGCTGTCT-3′和再保险5′-CAGCTGCATTTGGAAGTGCTC-3′)收益率312 bp的产品。最初的变性是10分钟在94°C。总共35温度循环使用:94°C, 1分钟30秒59°C, 1分钟72°C。最后一个伸长步骤在72°C扩展到10分钟。2%琼脂糖凝胶的PCR产物进行了分析。

2.5。统计分析

所有治疗都是在重复执行和结果表示为±S.E.学生的以及用于计算使用SPSS 16.0统计意义。

3所示。结果

3.1。预计的结果

我们研究了姜黄素的保护作用和对对硫磷香芹酚诱导培养外周血淋巴细胞的基因毒性。姐妹染色单体交换(sc)检查评估对硫磷和antigenotoxic潜在的基因毒性的姜黄素和香芹酚。频率的增加sc在对硫磷样品比未经处理的样品(图处理1)。对硫磷观察单独对其诱变通过使用不同浓度。在不同浓度的对硫磷,2.5μ克/毫升浓度显示显著增加SCE未经处理的样品相比(表1和图2),这个浓度选择进一步分析antigenotoxic姜黄素和香芹酚的潜力。

Antigenotoxic姜黄素和香芹酚的影响分析了SCE频率减少对硫磷的存在。姜黄素的浓度10和15μg / mL,显著降低了SCE频率相比对硫磷治疗(表2和图3)。同样香荆芥酚浓度2.5和5.0有保护作用μ克/毫升(表3和图4)。姜黄素和香芹酚也分析了在缺乏对硫磷对任何基因毒性效应。这些被观察到的基因毒性。综合效应姜黄素和香芹酚也研究(表4和图5)。发现减少SCE频率更高的姜黄素联合治疗,香芹酚比他们单独治疗。但是,这没有发现显著的减少。

3.2。GSTT1和GSTM1基因的遗传多态性对基因毒性的影响对硫磷和Antigenotoxicity姜黄素和香芹酚

个人对环境的反应不同化学物质将在他们的基因型差异。使用多重PCR检测GSTM1基因的存在与否和GSTT1基因型。发生在体外检测GSTM1和GSTT1基因的存在与否,一个乐队在215年和480年英国石油公司,分别。我们观察到的影响GSTT1和GSTM1基因多态性的基因毒性对硫磷和antigenotoxicity姜黄素、香荆芥酚。发现个人都是null GSTM1和GSTT1基因有更少的基因毒性的对硫磷相比那些要么是零对GSTM1和GSTT1基因或有其中一个(表5)。然而基因毒性并没有发现是重要的。同样发现了姜黄素在人体内更antigenotoxic GSTM1基因和GSTT1 null基因型相比那些GSTM1和GSTT1无效基因型。然而这种antigenotoxic效应并不显著。

我们的研究支持,姜黄素对对硫磷和香芹酚可能的保护作用,而他们的结合治疗没有任何明显的降低频率的sc相比各自的治疗。也观察到没有任何显著影响的GSTT1和GSTM1基因多态性对对硫磷诱导基因毒性和antigenotoxic姜黄素和香芹酚的影响。

4所示。讨论

在本研究中,我们研究了姜黄素的保护作用和香芹酚及其组合对基因毒性造成的损害对硫磷使用姐妹染色单体交换(SCE)作为基因毒性的生物标志物。姐妹染色单体交换(SCE)是一个更敏感的基因毒性效应指标(20.]。我们观察到剂量依赖性增加sc的频率由对硫磷在浓度范围从0.5到5.0μ在2.5 g / mL以最大的损害μ克/毫升。对硫磷报道是不会在我们的研究中也支持的文学。桑德拉et al。21)报道,人类淋巴细胞治疗0到10 ppm对硫磷的浓度显著增加了SCE频率以剂量依赖的方式。然而,在13个ppm,细胞无法区分。甲基对硫磷还发现基因毒性对人体外周血淋巴细胞在体外条件(22]。Rojas-Garcia et al。23]报道的剂量依赖性增加在外围人血淋巴细胞微核对氧磷(对硫磷的活性代谢物)。他们对待周边人血淋巴细胞与1 - 25μ米的对氧磷浓度,发现剂量依赖的DNA损伤。陈等人。24]报道了SCE频率的增加在中国仓鼠国细胞系甲基对硫磷对待。他们对待细胞10、20和40μ克/毫升浓度的甲基对硫磷在28日的时间间隔34和72小时。他们发现甲基对硫磷以剂量依赖的方式增加了SCE频率随着浓度的增加从10到40μ克/毫升。最大的基因毒性损害观察到40μg / mL甲基对硫磷的浓度。

如今,姜黄素似乎有希望作为chemopreventive复合能够逆转,抑制或预防癌症的发展通过抑制特定的分子信号通路参与致癌作用[25- - - - - -28]。众所周知,其抗氧化特性(29日,30.]。其自由基清除的抗氧化性质有助于减少基因毒性损害。香芹酚的抗诱变剂的属性尚未深入研究[31日]。它的抗诱变剂的作用可能是由于它的抗氧化性质(12]。基因毒性的潜力香芹酚被发现很弱在艾姆斯和dna修复测试(32]。

在我们的研究中,我们观察到10和15μg / mL的姜黄素显著降低基因毒性造成的损害对硫磷支持其antigenotoxic财产。我们也观察到,香芹酚对对硫磷有保护性作用浓度的2.5和5.0μg / mL,支持其antigenotoxic活动。姜黄素和香芹酚对对硫磷也进行了分析。姜黄素、香荆芥酚结合减少了sc的频率比对硫磷相比,但结果并不重要各自的治疗。在我们的研究中,一些其他工人也报道了antigenotoxic姜黄素和香芹酚的影响。下在体外条件,据报道,姜黄素减少致染色体断裂的伽马辐射的影响在人类淋巴细胞文化。淋巴细胞使用姜黄素暴露于1和2 Gy (SI单位的辐射吸收剂量)的伽马辐射导致减少sc的频率比未经处理的淋巴细胞(33]。姜黄素的剂量5、10和15μM显示剂量依赖性降低sc /细胞对10μg / mL磺甲硝咪唑的浓度(34]。据报道,香芹酚抑制丝裂霉素C引起的SCE率(35]。Ultee et al。36报道称,香芹酚的抗诱变因素的活动b的仙人掌IFR-NL94-25对对硫磷可能是因为改变膜脂质和离子通道的渗透率,从而抑制对硫磷进入细胞的吸收。

个人有不同的反应环境化学物质由于其不同的基因型。在目前的研究中,我们研究了影响GSTT1和GSTM1基因多态性基因毒性对硫磷和antigenotoxic姜黄素和香芹酚的影响。我们没有发现显著的GSTT1和GSTM1基因多态性对对硫磷的影响诱导基因毒性和antigenotoxicity姜黄素和香芹酚在体外条件。类似于我们的发现Guven et al。37)也报道,GSTM1基因基因型没有影响sc和中科院的诱导在体外软面包卷。缺乏GSTM1基因的基因没有人类淋巴细胞微核的影响归纳BaP文化(38]。Kumar et al。39CYP1A1]报道没有显著关系,GSTT1, GSTM1基因,GSTP1多态性和基因毒性的三氯乙烯在活的有机体内和在体外条件。我们所知,没有研究对姜黄素的antigenotoxic效果和香芹酚对对硫磷人类外周血淋巴细胞在诱导基因毒性在体外条件。我们是第一个报告。我们的研究表明,姜黄素在饮食和香芹酚可能管理预防措施对常见genotoxicants和可能会进一步被用于开发更安全的药物对致癌物的影响。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作被安妮塔·亚达夫博士建议和指导。工作在动物生物技术实验室进行,生物技术学系Kurukshetra大学Kurukshetra(哈里亚纳邦),印度。提供金融支持的形式初级研究员(JRF)的生物技术(印度生物技术部),印度政府授予Neeraj Kumar说先生,完全承认。作者感谢所有献血者的有用的贡献的研究。

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