培養細胞および動物組織中のDNAの酸化バイオマーカー、8-オキソ-7,8-ジヒドロ-2'-デオキシグアノシンのHPLC測定、
Summary
このプロトコルの目的は、培養細胞または動物組織からのDNAにおけるHPLC-EDによるDNA酸化のマーカー、8-オキソ-7,8-ジヒドロ-2'-デオキシグアノシン（8-オキソdGuo）の検出です。
Abstract
酸化ストレスは、DNAなどの生体高分子の酸化につながる、多くの生理学的および病理学的プロセス、ならびに生体異物代謝に関連しています。そのため、DNAの酸化の効率的な検出は、医学と毒物学などの研究分野、各種のために重要です。酸化的損傷を受けたDNAの一般的なバイオマーカーは、8-オキソ-7,8-ジヒドロ-2'-デオキシグアノシン（8-オキソdGuoあるしばしば誤っと称される8-ヒドロキシ-2'-デオキシグアノシン（8-OH-dGuoまたは8 – オキソ – dGの））。電気化学検出（HPLC-ED）と、高圧液体クロマトグラフィーにより8-オキソdGuo測定するためのいくつかのプロトコルが記載されています。しかし、これらは主に酸化促進剤で処理された精製されたDNAに適用しました。また、原因の研究室間の方法論の違いに、主に分析機器の違いによる、HPLC-EDによる8-オキソdGuoの検出のための公表された方法の採用は、各研究室によって慎重な最適化を必要とします。 Aこのような最適化処理を説明する包括的なプロトコルは、不足しています。ここでは、詳細なプロトコールは、培養細胞または動物組織からのDNAにおいて、HPLC-EDによって8-オキソdGuoの検出のために記載されています。これは、DNA試料の調製を容易かつ迅速に試料調製の間に発生することが望ましくないDNAの酸化を最小にするように最適化することができる方法を示します。このプロトコルは、酸化剤KBrO 3で処理した培養ヒト歯槽腺癌細胞（ すなわち 、A549細胞）における、および多環式芳香族炭化水素ジベンゾ（DEF、P）クリセンに曝露されたマウスの脾臓から8-オキソdGuoを検出する方法を示しています（DBC、旧ジベンゾとして知られている（L）ピレン、DalP）。全体的に、この作品は、HPLC-EDの方法論は容易に生物学的サンプル中の8-オキソdGuoの検出のために最適化することができる方法を示しています。
Introduction
その定常状態レベルの酸化的DNA損傷の頻度の増加に寄与し、多くの病的状態とxenotoxic代謝中に増加させることができる反応性酸素種（ROS）。いくつかの可能な核酸塩基の酸化物の中でも、酸化的DNA損傷を容易に '2の酸化形態の一つである安定したマーカー8-オキソ-7,8-ジヒドロ-2'-デオキシグアノシン（8-オキソdGuo）を用いて測定することができます-deoxyguanosine（dGuo）1。 8-オキソdGuoは最も豊富なDNA損傷2であり、したがって、複数のDNAの酸化生成物3の存在にもかかわらず、DNA酸化のバイオマーカーとして、より詳細に検討されています。ヒトでは、この損傷は8-オキソグアニングリコシラーゼ1（hOGG1）4によって塩基除去修復を経て修復することができます。未修復のままにすると、8-オキソdGuoが塩基対置換変異の形成（ すなわち 、Gは転換をTに）に貢献することができる4。重要なことは、8-オキソdGuoは、確立されたマーカーのFOです開始と発癌2の促進に関連するr個のDNA損傷。したがって、8-オキソdGuoの正確な定量は、酸化的DNA損傷5の有用なバイオマーカーであると望ましいです。
さらに広まっ2デオキシグアノシンの酸化的損傷を受けた形態のための正しい名前に関する文献における混乱と、日常的に酸化的DNA損傷6のバイオマーカーとして測定した化合物（複数可）の正しい名前があります。 8-オキソdGuo（ 図1に示す）の6,8-ジケトおよび6エノール、8-ケト互変異性型は、文献5,7で説明した2つの最も顕著な互変異性体です。 6,8-ジケトフォーム7.4の生理的pHで最も顕著な形態であり、そして最も顕著なDNAの酸化生成物7です。したがって、8-オキソdGuoはなく8-ヒドロキシdGuoこの酸化生成物6のための最も適切な名前です。むしろnucleobより、2 – デオキシグアノシン（dGuo）ことに注意することも重要ですアーゼのグアニン（グア）またはリボグアノシン（郭）が、それぞれ、最も方法6により検出されます。
DNAサンプルの消化i）においてばらつき、試料調製中に発生する可能性がある8-オキソdGuoにdGuoのii）の不定酸化、 およびiii）必要性：8-オキソdGuoの正確な検出および定量化が原因に困難です分析HPLC-ED法8の効果的な検証のため。 III）を部分的にのみを含めることによって対処している間にこのプロトコルでは、封入金属キレート剤とキレート剤処理されたソリューションと特殊なDNA単離試薬によって、我々は完全なDNA消化のための有利な条件を提供することにより、）私を達成することを目的とし、II）ポジティブコントロールは、したがって、本方法は、生物学的試料中の8-オキソdGuoを検出することができることを提供します。さらなる検証はこの論文の範囲を超えています。しかし、このプロトコルは将来のを助けると確信していますユーザーは、彼らが正式にその目的に応じて、プロトコルを検証する必要がどの程度を決定します。メソッドの仮の検証に必要な手順のリストがさらに提供されます。 8-オキソdGuo検出のための方法の開発と展開の間に、公表された方法を検討し、併合されました。したがって、この方法は、8-オキソdGuoの検出および定量のための方法がうまく採用されている場合にも、検査の迅速かつ簡単な手段を提供しながら、多くの場合、重要な実験の詳細を欠いている、いくつかの公開されたソースから情報を収集する必要がなくなります。この適応方法は、正常培養細胞およびマウス組織からDNAサンプルを分析するために使用しました。このビデオの記事は、HPLC-EDによる8-オキソdGuoを確実に検出および定量化のための効果的な方法を確立する他のグループを支援します。
Protocol
Representative Results
Discussion
8-オキソdGuoがDNA酸化の有用なバイオマーカーとして報告されているが、その信頼性の定量化は、チャレンジを提起することができます。いくつか公開された方法が存在するが、それらの研究室での方法を展開する研究者を可能にするプロトコルの包括的、説明的な概要が必要とされています。ここでは、8オキソdGuoの検出および定量化のための効果的な方法を確立するために新しいユーザー?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、カナダ保健省ゲノミクス研究開発イニシアティブ（GRDI）とバイオテクノロジーのためのカナダの規制戦略（CRSB）によって資金を供給されました。著者らは、利害の競合を持っていません。
Materials
| 8-oxo-dGuo standard | Cayman Chemical Company | 89320 | Inappropriately referred to as "8-hydroxy-2'-deoxy Guanosine" – see Fig. 1 and text for details |
| Alkaline phosphatase | Sigma-Aldrich | P5931 | From E.coli |
| Chelex 100 | Sigma-Aldrich | C7901 | Chelates heavy metals |
| Desferoxamine mesylate | Sigma-Aldrich | D9533 | |
| dGuo standard | Sigma-Aldrich | D7145 | |
| Dibasic sodium phosphate | Sigma-Aldrich | S9390 | |
| DNA from salmon sperm | Sigma-Aldrich | D1626 | Sodium salt |
| DNase I | Sigma-Aldrich | D4527 | TypeII, from bovine pancreas |
| DNAzol | Invitrogen | 10503-27 | |
| Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate (EDTA) | Sigma-Aldrich | E4884 | The compound would not completely dissolve until solution pH is adjusted to 8.0 with e.g. NaOH |
| F12-K media | ATCC | 30-2004 | |
| Foetal bovine serum | ATCC | 30-2020 | |
| Guard column | Chromatographic Specialties | YBA 99S03 0204GC | Protects colum from contamination; may also lead to pressure build-up |
| Magnesium chloride | Sigma-Aldrich | M8266 | |
| Monobasic sodium phosphate | Sigma-Aldrich | S9638 | |
| Penicillin-Streptomycin | Invitrogen | 15140-122 | |
| Phosphate buffered saline | Invitrogen | 15190-250 | |
| Phosphodiesterase I enzyme | Sigma-Aldrich | P3243 | Type II from Crotalus adamaneus venom |
| Teflon homogenizer | Thomas Scientific | 7724T-1 or 7724T-5 for 1 or 5 mL, respectively | Volume (holding capacity) depends on the amount of sample to be processed. |
| Trypsin | Invitrogen | 15050-065 | |
| YMC-BASIC column with bonded spherical silica | Chromatographic Specialties | YBA 99S03 1546WT |
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