Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các tác động sinh học khác nhau của tổn thương DNA CPD và 6-4PP do UV gây ra đối với sự kích hoạt apoptosis và ngừng chu kỳ tế bào
Tóm tắt
Tổn thương gây ra bởi tia UV có thể kích hoạt quá trình apoptosis hoặc kích hoạt cơ chế sửa chữa DNA. Tổn thương DNA nhỏ được cho là có thể ngăn chặn chu kỳ tế bào để cho phép sửa chữa hiệu quả, trong khi tổn thương nghiêm trọng hơn có thể kích thích một chương trình apoptotic. Trong hai loại tổn thương DNA chủ yếu do tia UV gây ra, đã có báo cáo rằng việc sửa chữa CPD, nhưng không phải 6-4PP, thì có thể ngăn chặn đột biến. Để kiểm tra liệu hai dạng tổn thương DNA do UV gây ra có thể tạo ra những tác động sinh học khác nhau hay không, các tế bào thiếu NER chứa CPD photolyase hoặc 6-4PP photolyase đã được tiếp xúc với tia UV và được kiểm tra về sự thay đổi trong chu kỳ tế bào và apoptosis. Thêm vào đó, pTpT, một mô phỏng phân tử của CPD đã được thử nghiệm trong ống nghiệm và trong cơ thể để kiểm tra khả năng gây chết tế bào và sự thay đổi chu kỳ tế bào. Các tế bào XPA thiếu NER đã được chuyển gen ổn định với CPD-photolyase hoặc 6-4PP photolyase nhằm sửa chữa cụ thể chỉ CPD hoặc chỉ 6-4PP. Sau khi tiếp xúc với 300 J/m2 tia UVB, ánh sáng tái kích hoạt quang học (PR, UVA 60 kJ/m2) đã được cung cấp để kích hoạt photolyase và sửa chữa DNA. Apoptosis đã được theo dõi sau 24 giờ bằng phân tích tế bào dòng chảy về hàm lượng DNA, sử dụng nhuộm sub-G1 để chỉ định tế bào apoptotic. Để xác nhận các tác động quan sát được với tổn thương CPD, mô phỏng phân tử của CPD, pTpT, cũng đã được thử nghiệm trong ống nghiệm và trong cơ thể về tác dụng của nó đối với chu kỳ tế bào và apoptosis. Việc sửa chữa cụ thể các tổn thương 6-4PP sau khi tiếp xúc với tia UVB đã dẫn đến sự giảm đáng kể apoptosis. Những phát hiện này gợi ý rằng các tổn thương 6-4PP có thể là yếu tố chính gây ra apoptosis do UVB. Việc sửa chữa các tổn thương CPD (mặc dù chúng có sự phong phú tương đối trong tế bào bị tổn thương do UV) không có tác động nhiều đến việc kích hoạt apoptosis. Hỗ trợ cho những phát hiện này, mô phỏng phân tử của CPD (dinucleotide pTpT) có thể mô phỏng các tác động của UVB đối với việc ngừng chu kỳ tế bào, nhưng không thể gây ra apoptosis. Phản ứng chính của tế bào đối với tổn thương 6-4PP do UV gây ra là kích hoạt một chương trình apoptosis trong khi phản ứng của tế bào đối với các tổn thương CPD dường như chủ yếu liên quan đến việc ngừng chu kỳ tế bào. Những phát hiện này gợi ý rằng CPD và 6-4PP có thể gây ra các tác động sinh học khác nhau trong tế bào bị tổn thương do UV.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
American Cancer Society. [http://wwwcancerorg/docroot/PED/content/ped_7_1_What_You_Need_To_Know_About_Skin_Cancerasp?sitearea=PED].
Lippke JA, Gordon LK, Brash DE, Haseltine WA: Distribution of UV light-induced damage in a defined sequence of human DNA: detection of alkaline-sensitive lesions at pyrimidine nucleoside-cytidine sequences. Proc Natl Acad Sci U S A. 1981, 78: 3388-3392.
Mitchell DL, Nairn RS: The biology of the (6-4) photoproduct. Photochem Photobiol. 1989, 49: 805-819.
Ananthaswamy HN, Loughlin SM, Cox P, Evans RL, Ullrich SE, Kripke ML: Sunlight and skin cancer: inhibition of p53 mutations in UV-irradiated mouse skin by sunscreens. Nat Med. 1997, 3: 510-514.
Soehnge H, Ouhtit A, Ananthaswamy ON: Mechanisms of induction of skin cancer by UV radiation. Front Biosci. 1997, 2: D538-D551.
Ananthaswamy HN: Ultraviolet light as a carcinogen. In Chemical Carcinogens and Anticarcinogens Volume 12. Edited by: Bowden GTFSM. Oxford, Pergamon; 1997:pp. 255-279.
el-Deiry WS, Tokino T, Velculescu VE, Levy DB, Parsons R, Trent JM, Lin D, Mercer WE, Kinzler KW, Vogelstein B: WAF1, a potential mediator of p53 tumor suppression. Cell. 1993, 75: 817-825.
Hermeking H, Lengauer C, Polyak K, He TC, Zhang L, Thiagalingam S, Kinzler KW, Vogelstein B: 14-3-3 sigma is a p53-regulated inhibitor of G2/M progression. Mol Cell. 1997, 1: 3-11.
Hill LL, Ouhtit A, Loughlin SM, Kripke ML, Ananthaswamy HN, Owen-Schaub LB: Fas ligand: a sensor for DNA damage critical in skin cancer etiology. Science. 1999, 285: 898-900.
You YH, Lee DH, Yoon JH, Nakajima S, Yasui A, Pfeifer GP: Cyclobutane pyrimidine dimers are responsible for the vast majority of mutations induced by UVB irradiation in mammalian cells. J Biol Chem. 2001, 276: 44688-44694.
Meador JA, Walter RB, Mitchell DL: Induction, distribution and repair of UV photodamage in the platyfish, Xiphophorus signum. Photochem Photobiol. 2000, 72: 260-266.
Bissonauth V, Drouin R, Mitchell DL, Rhainds M, Claveau J, Rouabhia M: The efficacy of a broad-spectrum sunscreen to protect engineered human skin from tissue and DNA damage induced by solar ultraviolet exposure. Clin Cancer Res. 2000, 6: 4128-4135.
Schul W, Jans J, Rijksen YM, Klemann KH, Eker AP, de Wit J, Nikaido O, Nakajima S, Yasui A, Hoeijmakers JH, van der Horst GT: Enhanced repair of cyclobutane pyrimidine dimers and improved UV resistance in photolyase transgenic mice. Embo J. 2002, 21: 4719-4729.
Chigancas V, Miyaji EN, Muotri AR, de Fatima Jacysyn J, Amarante-Mendes GP, Yasui A, Menck CF: Photorepair prevents ultraviolet-induced apoptosis in human cells expressing the marsupial photolyase gene. Cancer Res. 2000, 60: 2458-2463.
Yasui A, McCready SJ: Alternative repair pathways for UV-induced DNA damage. Bioessays. 1998, 20: 291-297.
Yasui AAPME: DNA Photolyase. DNA Damage and Repair. Edited by: Hoekstra JANMF. 1998, Totowa, NJ, Humana Press Inc, 2: 9-32.
Nakajima S, Lan L, Kanno S, Takao M, Yamamoto K, Eker AP, Yasui A: UV light-induced DNA damage and tolerance for the survival of nucleotide excision repair-deficient human cells. J Biol Chem. 2004, 279: 46674-46677.
Mitchell DL, Byrom M, Chiarello S, Lowery MG: Effects of chronic exposure to ultraviolet B radiation on DNA repair in the dermis and epidermis of the hairless mouse. J Invest Dermatol. 2001, 116: 209-215.
Chigancas V, Batista LF, Brumatti G, Amarante-Mendes GP, Yasui A, Menck CF: Photorepair of RNA polymerase arrest and apoptosis after ultraviolet irradiation in normal and XPB deficient rodent cells. Cell Death Differ. 2002, 9: 1099-1107.
Maeda T, Eller MS, Hedayati M, Grossman L, Gilchrest BA: Enhanced repair of benzo(a)pyrene-induced DNA damage in human cells treated with thymidine dinucleotides. Mutat Res. 1999, 433: 137-145.
Eller MS, Gilchrest BA: Tanning as part of the eukaryotic SOS response. Pigment Cell Res. 2000, 13 Suppl 8: 94-97.
Pedeux R, Al-Irani N, Marteau C, Pellicier F, Branche R, Ozturk M, Franchi J, Dore JF: Thymidine dinucleotides induce S phase cell cycle arrest in addition to increased melanogenesis in human melanocytes. J Invest Dermatol. 1998, 111: 472-477.
Ouhtit A, Gorny A, Muller HK, Hill LL, Owen-Schaub L, Ananthaswamy HN: Loss of Fas-ligand expression in mouse keratinocytes during UV carcinogenesis. Am J Pathol. 2000, 157: 1975-1981.
Hill LL, Shreedhar VK, Kripke ML, Owen-Schaub LB: A critical role for Fas ligand in the active suppression of systemic immune responses by ultraviolet radiation. J Exp Med. 1999, 189: 1285-1294.
Kasibhatla S, Brunner T, Genestier L, Echeverri F, Mahboubi A, Green DR: DNA damaging agents induce expression of Fas ligand and subsequent apoptosis in T lymphocytes via the activation of NF-kappa B and AP-1. Mol Cell. 1998, 1: 543-551.
The pre-publication history for this paper can be accessed here:http://www.biomedcentral.com/1471-2407/5/135/prepub