Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Chất chuyển hóa thứ cấp của Brassicales, 1-methoxy-3-indolylmethyl glucosinolate, cũng như sản phẩm phân hủy của nó, 1-methoxy-3-indolylmethyl alcohol, tạo ra các adduct DNA trong chuột, nhưng ở các mô và tế bào khác nhau
Tóm tắt
1-Methoxy-3-indolylmethyl (1-MIM) glucosinolate, một chất chuyển hóa thứ cấp của các loài Brassicales, và sản phẩm phân hủy của nó là 1-MIM alcohol đều có khả năng gây đột biến trong các tế bào nuôi cấy sau khi được kích hoạt bởi β-thioglucosidase của thực vật và sulfatase của người, tương ứng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã cho chuột ăn các hợp chất này để nghiên cứu thời gian tác dụng, sự phụ thuộc liều lượng, phân phối mô và phân bố tế bào của các adduct DNA 1-MIM đã hình thành. Chúng tôi đã sử dụng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao phân tách đồng vị và khối phổ khối kế tandem để định lượng các adduct và đã tạo ra phản ứng kháng thể cho phân bố sinh hóa học của chúng. Cả hai hợp chất đều tạo ra các adduct giống nhau, N2-(1-MIM)-2'-deoxyguanosine và N6-(1-MIM)-2'-deoxyadenosine, theo tỷ lệ khoảng 3.3:1. 1-MIM glucosinolate chủ yếu tạo thành các adduct này ở đại tràng, với độ dốc từ lòng ruột đến cơ sở, có thể do sự kích hoạt của thioglucosidase từ vi khuẩn đường ruột. 1-MIM alcohol tạo ra mức độ adduct cao hơn so với glucosinolate. Không giống như sau khi điều trị bằng glucosinolate, các tế bào enterocyte ở lòng và cơ sở đều bị ảnh hưởng tương tự ở manh tràng, và gan cùng dạ dày là các mô mục tiêu quan trọng khác. Mức độ adduct tối đa đạt được 8 giờ sau khi cho cả hai hợp chất vào cơ thể. Các adduct DNA trong gan tồn tại trong suốt thời gian theo dõi (48 giờ), trong khi đó các adduct ở đại tràng giảm nhanh chóng do chu trình tái sinh tế bào, như đã xác nhận bằng phương pháp hóa mô miễn dịch. Sự hình thành adduct trong gan tập trung vào các tế bào gan periportal với việc suy giảm đồng thời glycogen, kích hoạt p53 và induction p21. Sự hình thành adduct ở manh tràng liên quan đến apoptosis mạnh mẽ, kích hoạt p53 và induction p21, đặc biệt là sau khi điều trị bằng 1-MIM alcohol. Cần tiếp tục nghiên cứu xem liệu có những tác động tương tự diễn ra ở người sau khi tiêu thụ các loài Brassicales hay không.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Alison MR, Lin W-R (2011) Hepatocyte turnover and regeneration: virtually a virtuoso performance. Hepatology 53:1393–1396
Alnouti Y, Klaassen CD (2006) Tissue distribution and ontogeny of sulfotransferase enzymes in mice. Toxicol Sci 93:242–255
Baasanjav-Gerber C, Monien BH, Mewis I, Schreiner M, Barillari J, Iori R, Glatt H (2011) Identification of glucosinolate congeners able to form DNA adducts and to induce mutations upon activation by myrosinase. Mol Nutr Food Res 55:783–792
Bheemreddy RM, Jeffery EH (2007) The metabolic fate of purified glucoraphanin in F344 rats. J Agric Food Chem 55:2861–2866
Blanchard RL, Freimuth RR, Buck J, Weinshilboum RM, Coughtrie MH (2004) A proposed nomenclature system for the cytosolic sulfotransferase (SULT) superfamily. Pharmacogenetics 14:199–211
Dobbernack G, Meinl W, Schade N, Florian S, Wend K, Voigt I, Himmelbauer H, Gross M, Liehr T, Glatt H (2011) Altered tissue distribution of 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine-DNA adducts in mice transgenic for human sulfotransferases 1A1 and 1A2. Carcinogenesis 32:1734–1740
Elfoul L, Rabot S, Khelifa N, Quinsac A, Duguay A, Rimbault A (2001) Formation of allyl isothiocyanate from sinigrin in the digestive tract of rats monoassociated with a human colonic strain of Bacteroides thetaiotaomicron. FEMS Microbiol Lett 197:99–103
Enders N, Seidel A, Monnerjahn S, Glatt H (1993) Synthesis of 11 benzylic sulfate esters, their bacterial mutagenicity and its modulation by chloride, bromide and acetate anions. Polycycl Aromat Compds 3:887s–894s
Getahun SM, Chung FL (1999) Conversion of glucosinolates to isothiocyanates in humans after ingestion of cooked watercress. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 8:447–451
Glatt H (2000) Sulfotransferases in the bioactivation of xenobiotics. Chem-Biol Interact 129:141–170
Glatt H, Henschler R, Phillips DH, Blake JW, Steinberg P, Seidel A, Oesch F (1990) Sulfotransferase-mediated chlorination of 1-hydroxymethylpyrene to a mutagen capable of penetrating indicator cells. Environ Health Perspect 88:43–48
Glatt H, Boeing H, Engelke CEH, Kuhlow A, Ma L, Pabel U, Pomplun D, Teubner W, Meinl W (2001) Human cytosolic sulphotransferases: genetics, characteristics, toxicological aspects. Mutat Res 482:27–40
Glatt H, Baasanjav-Gerber C, Schumacher F, Monien BH, Schreiner M, Frank H, Seidel A, Engst W (2011) 1-Methoxy-3-indolylmethyl glucosinolate, a potent genotoxicant in bacterial and mammalian cells: mechanisms of bioactivation. Chem-Biol Interact 192:81–86
Gupta RC (1993) 32P-postlabelling analysis of bulky aromatic adducts. IARC Sci Publ 124:11–23
Hanley AB, Parsley KR, Lewis JA, Fenwick GR (1990) Chemistry of indole glucosinolates: intermediacy of indol-3-ylmethyl isothiocyanates in the enzymic hydrolysis of indole glucosinolates. J Chem Soc Perkin Trans 1:2273–2276
Holst B, Williamson G (2004) A critical review of the bioavailability of glucosinolates and related compounds. Nat Prod Rep 21:425–447
Kassie F, Knasmüller S (2000) Genotoxic effects of allyl isothiocyanate (AITC) and phenethyl isothiocyanate (PEITC). Chem-Biol Interact 127:163–180
Kassie F, Pool-Zobel B, Parzefall W, Knasmüller S (1999) Genotoxic effects of benzyl isothiocyanate, a natural chemopreventive agent. Mutagenesis 14:595–603
Krul C, Humblot C, Philippe C, Vermeulen M, van Nuenen M, Havenaar R, Rabot S (2002) Metabolism of sinigrin (2-propenyl glucosinolate) by the human colonic microflora in a dynamic in vitro large-intestinal model. Carcinogenesis 23:1009–1016
Lai RH, Miller MJ, Jeffery E (2010) Glucoraphanin hydrolysis by microbiota in the rat cecum results in sulforaphane absorption. Food Funct 1:161–166
Landsiedel R, Engst W, Scholtyssek M, Seidel A, Glatt H (1996) Benzylic sulphuric acid esters react with diverse functional groups and often form secondary reactive species. Polycycl Aromat Compds 11:341–348
Mewis I, Appel HM, Hom A, Raina R, Schultz JC (2005) Major signaling pathways modulate Arabidopsis glucosinolate accumulation and response to both phloem-feeding and chewing insects. Plant Physiol 138:1149–1162
Mewis I, Schreiner M, Nguyen CN, Krumbein A, Ulrichs C, Lohse M, Zrenner R (2012) UV-B irradiation changes specifically the secondary metabolite profile in broccoli sprouts: induced signaling overlaps with defense response to biotic stressors. Plant Cell Physiol 53:1546–1560
Poirier MC, Santella R, Weinstein IB, Grunberger D, Yuspa SH (1980) Quantitation of benzo[a]pyrene-deoxyguanosine adducts by radioimmunoassay. Cancer Res 40:412–416
Ruvinsky A, Marshall Graves JA (2005) Mammalian genomics. CABI Publishing, Wallingford
Schumacher F, Engst W, Monien BH, Florian S, Schnapper A, Steinhauser L, Albert K, Frank H, Seidel A, Glatt H (2012) Detection of DNA adducts originating from 1-methoxy-3-indolylmethyl glucosinolate using isotope-dilution UPLC-ESI-MS/MS. Anal Chem 84:6256–6262
Schumacher F, Herrmann K, Florian S, Engst W, Glatt H (2013) Optimized enzymatic hydrolysis of DNA for LC-MS/MS analyses of adducts of 1-methoxy-3-indolylmethyl glucosinolate and methyleugenol. Anal Biochem 434:4–11
Steinbrecher A, Linseisen J (2009) Dietary intake of individual glucosinolates in participants of the EPIC-Heidelberg cohort study. Ann Nutr Metab 54:87–96
Verkerk R, Schreiner M, Krumbein A, Ciska E, Holst B, Rowland I, De Schrijver R, Hansen M, Gerhäuser C, Mithen R, Dekker M (2009) Glucosinolates in Brassica vegetables: the influence of the food supply chain on intake, bioavailability and human health. Mol Nutr Food Res 53:S219–S265
Wiesner M, Hanschen FS, Schreiner M, Glatt H, Zrenner R (2013a) Induced production of 1-methoxy-indol-3-ylmethyl glucosinolate by jasmonic acid and methyl jasmonate in sprouts and leaves of pak choi (Brassica rapa ssp. chinensis). Int J Mol Sci 14:14996–15016
Wiesner M, Zrenner R, Krumbein A, Glatt H, Schreiner M (2013b) Genotypic variation of the glucosinolate profile in pak choi (Brassica rapa ssp. chinensis). J Agric Food Chem 61:1943–1953