JoVE Journal > Immunology and Infection
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Immunology and Infection

Kütle spektrometresi ile üç DNA lezyonlarının ölçülmesi ve ortam Ince partikül madde maruz fareler dokularda düzeylerinin değerlendirilmesi

Published: May 29, 2019
doi:
10.3791/59734
, , , , , , ,
1Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Ciências Farmacêuticas,Universidade de São Paulo, 2Departamento de Farmacociências,Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre, 3Laboratório de Poluição Atmosfêrica Experimental – LIM05, Hospital das Clínicas, Faculdade de Medicina,Universidade de São Paulo, 4Instituto de Estudos Avançados,Universidade de São Paulo, 5Departamento de Bioquímica, Instituto de Química,Universidade de São Paulo

Summary

Burada 8-OXO-7, 8-dihydro-2′-deoknguanozin (8-oxodGuo), 1,n6-etheno-2′-deoxyadenosine (1, n6-dAdo) ve 1,n2-lezyonların hassas ve doğru ölçülmesini yöntemleri açıklanmaktadır etheno-2′-deoxyguanosine (1,N2-dguo) DNA ‘da. Yöntemler, ortam ince partikül maddenin (PM2,5) dokularda (akciğer, karaciğer ve böbrek) maruz kalan A/J fareler üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi için uygulanmıştır.

Abstract

DNA akıları ve oksitlenmiş DNA üsleri, elektrofilik olan maddelerin toksisite değerlendirmesi için yararlı biyomarker olan DNA lezyonları örnekleridir, Biyotransformasyon üzerine reaktif elektrofil üretir veya oksidatif strese neden olur. Oksitlenmiş nüklüler arasında en çok çalışan 8-OXO-7, 8-dihidroguanin (8-oxoGua) veya 8-OXO-7, 8-dihydro-2′-deoxyguanosine (8-oxodGuo), DNA ‘da oksidatif olarak indüklenen baz hasarının bir biyokarker olduğunu. Lipid peroksidasyonu işleminden kaynaklanan aldehydes ve epoxyaldehydes, etheno adduct 1,n2-etheno-2′-deokguanosin (1,n2-) gibi MUTAJISIK exokiktik DNA adaklarını oluşturabilen elektrofilik moleküllerdir. εdGuo) ve 1,n6-etheno-2′-deoxyadenosine (1,n6-εdado), inflamasyonun patofizyolojisinde potansiyel biomarkerler olarak önerilmiştir. Hücre mutasyonu oranlarını ve kronik hastalık gelişimini yavaşlatmak için önleyici stratejilerin geliştirilmesi için (örneğin, kanser, nörodejeneratif hastalıklar), DNA ‘daki ölçülerinin seçici ve hassas yöntemleri gereklidir. Onların algılama için kullanılabilir hassas Yöntemler arasında (yüksek performanslı sıvı kromatografi elektrokimyasal veya TANDEM kitle spektrometri dedektörleri, kuyruklu yıldız tahlil, immünasder, 32P-postetiketleme), en seçici bu tabanlı olan birleştiğinde yüksek performanslı sıvı kromatografi tandem kütle spektrometresi (HPLC-ESI-MS/MS) ile birleştiğinde. Seçicilik, karmaşık biyolojik numuneleri ve HPLC-ESı-MS/MS analizinde temel bir avantajdır, DNA, idrar, plazma ve tükürük gibi biyolojik matrislerde değiştirilen nükletlerin ölçülmesinde altın standardı olarak gelişti. İzotopik etiketli iç standartların kullanımı, DNA hidroliz ve analit zenginleştirme adımları sırasında molekül kayıplarına yönelik düzeltmeler ve numuneler arasındaki analit iyonizasyon farklılıkları için bir avantaj katıyor. Aynı zamanda birden fazla zirve olduğunda doğru kromatografik zirvede tanımlanmasını da yardımcı olur.

Burada, 8-oxodGuo, 1,n6-DAdo ve 1,n2-DGUO in Lung, karaciğer ve böbrek DNA ‘sı için/J farelerinin ölçülmesini başarıyla uyguladığınız hassas, doğru ve hassas HPLC-ESI-MS/MS yöntemlerinin doğrulanması Ambient PM2,5 pozlama etkilerini değerlendirilmesi.

Introduction

Bazı reaktif oksijen türleri (ROS) DNA üsleri ve deoksiriboz Moiety bazı Karbonlar karbon çift bağları okside edebiliyoruz, oksitlenmiş üsler ve DNA iplikçik tatili üreten1. Azot ve oksijen atomları açısından zengin, negatif olarak şarj edilen bir molekül olarak, DNA aynı zamanda nüktenik siteler (azot ve oksijen) ile tepki veren aromatiklerin elektrofilik yerdeğiştirmesi gruplar için bir hedeftir, DNA adduct2denilen ürünler vererek. Yani, DNA adduct ve oksitlenmiş DNA üsleri, elektrofilik olan maddelerin toksisite değerlendirmesi için yararlı biyomarker olan DNA lezyonları örnekleridir, Biyotransformasyon üzerine reaktif elektrofil üretir, ya da oksidatif stres1, 2‘ ye kadar. Değiştirilmiş DNA üsleri DNA ‘dan baz veya nükleotit eksizyon onarımı (BER veya NER) tarafından kaldırılabilse de, DNA lezyonlarının eski yol açmasıyla birlikte DNA lezyonları arasında bir dengesizlik indüksiyonu, daha fazla zaman içinde kendi düzeylerinde net bir artışa neden olur3 . Sonuçlar DNA mutasyonu oranlarının artması, azaltılmış gen ifadesi ve azalmış protein aktivitesi2,4,5,6,7, etkileri ile yakından ilgili olan hastalıkların gelişimi. DNA mutasyonları, hücre sinyalizasyon, hücre döngüsü, genom bütünlüğü, telomer stabilitesi, epigenom, kromatin yapısı, RNA birleştirme, protein homeostasis, metabolizma, apoptoz ve hücre farklılaşma gibi çeşitli hücresel fonksiyonları etkileyebilir8 ,9. Hücre mutasyonu oranlarını ve kronik hastalık gelişimini yavaşlatma stratejileri (örn. kanser, nörodejeneratif hastalıklar) mutasyon kaynaklarının bilgisine, DNA lezyonları ve nedenleri arasında geçmektedir.

Kirletici pozlama, kalıcı inflamasyon, hastalık patofizyolojisi (örn. diyabet) vb. nedeniyle endojenously fazlalıkta oluşturulan Ros, DNA ve lipid hasarı dahil olmak üzere biyomolekül hasarının önemli nedenleridir1. Örnek olarak, H2O2 ‘ den oluşan son derece reaktif hidroksil radikal (Oh) geçiş metal iyonlarına (Fe2 +, cu+) göre difüzyon kontrollü DNA üsleri, DNA şekeri kısım ve çoklu doymamış yağ asitleri oksitlenir oranları10. 80 arasında zaten oksitlenmiş nükvanoüsler karakterize3, en çok çalışan 8-OXO-7, 8-dihidroguanin (8-oxoGua) veya 8-OXO-7, 8-dihydro-2′-deoxyguanosine (8-oxodGuo, Şekil 1), gt transversions içinde yol açan bir lezyon memelinin hücreleri10,11. Bu, guanin mono elektronik oksidasyonu veya DNA1‘ de guanin hidroksil radikal veya atlet oksijen saldırısı ile oluşur. Çoklu doymamış yağ asitleri, lipid peroksidasyonu1,12sürecini başlatan •Oh gibi yüksek reaktif oksidanların diğer önemli hedefleridir. Aromatiklerin elektrofilik yerdeğiştirmesi aldehitler ve epoxyaldehydes için deforme olabilir yağ asidi hidroperoksitler artış sağlar, Malondialdehit, 4-hidroksi-2-nonenal, 2, 4-decadienal, 4, 5-Epoxy-(2E)-decenal, hexenal, acrolein, crotonaldehyde gibi malondialdehit-, Propano-veya etheno adduct1,12,13gibi mutajisik exokiktik DNA adduct ‘ları oluşturabilecektir. Eteno adduct 1,n2-etheno-2′-deoxyguanosine (1,n2-εdguo, Şekil 1) ve 1,n6-etheno-2′-deoxyadenosine (1,n6-εdado, Şekil 1 ) inflamasyonun patofizyolojisinde potansiyel Biyomarkörler olarak önerilen14,15.

Figure 1
Şekil 1. DNA lezyonları mevcut çalışmada nicelik kimyasal yapıları. dR = 2 ́-deoksirriboz. Bu rakam Oliveira ve al.34güncellenmiştir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

1980 ‘ lerin başlarında yürütülen çalışmalar yüksek performanslı sıvı kromatografi elektrokimyasal algılama (HPLC-ECD) ile birleştiğinde 8-oxodGuo hassas tespiti izin verdi. 8-oxodguo tarafından HPLC-ECD tarafından oksitlenme koşullarına maruz kalan çeşitli biyolojik sistemlerde, 8-oxodguo ‘ nın DNA ‘da oksidatif olarak indüklenen baz hasarının bir biyomarker olarak tanınmasına yol açan1,16. Düşük fmol aralığı17‘ de 8-oxodGuo miktarının sağlam olmasına rağmen, HPLC-ECD ölçümleri analitik kimlik tespiti için analit tutma süresi doğruluğunu ve Kromatografi çözünürlüğünü diğer örnek bileşenleri. Elektrokimyasal algılama mobil aşamada tuz kullanımı (örneğin, potasyum fosfat, sodyum asetat) gerektirdiğinden, yeterli analitik koşulların bakımı rutin sütun ve ekipman temizleme süresi gerekir.

Alternatif olarak, bakteriyel DNA onarım enzim formayidopyrimidine DNA glycosylase (FPG) kullanımı ve daha sonra, insan 8-oxoguanine glycosylase 1 (hOGG1), algılama ve DNA ‘dan 8-oxogua kaldırılması için, DNA alkali labil indüksiyon için bir yol olarak ortaya çıktı Site. Alkali labil siteleri DNA Strand molaları dönüştürülür ve alkalin tek hücreli jel elektroforez (“kuyruklu yıldız tahlil”) ile 8-oxogua çok yüksek duyarlı dolaylı kantifikasyon sağlar. Yüksek hassasiyet ve hücresel DNA ekstraksiyon gerek kalmadan analizlerin başarısı bu tür tahlil ana avantajlarıdır. DNA ‘da 8-oxoGua en düşük sabit devlet seviyeleri verir, genellikle 7-10 kez HPLC dayalı biyoanalitik Yöntemler ile elde edilen düzeylerinden daha düşük. Ancak, bu 8-oxogua dolaylı bir ölçüsüdür ve bazı dezavantajları özgüllük eksikliği veya onarım enzimlerin bilinmeyen verimliliği kullanılan1,16,18.

Bağışıklık sistemi, 1,n6-DAdo ve 1,n2-Dguo12gibi 8-oxogua1 ve exokiktik DNA kanalının saptanması için kullanılan diğer yöntemler kümesidir. Duyarlılık rağmen, DNA lezyonlarının tespiti için antikorların kullanımı bir eksiklik biyolojik numunelerin diğer bileşenlere çapraz reaktivite nedeniyle özgüllük eksikliği, normal DNA üsleri dahil,1,12. 1,n6-DAdo ve 1,n2-DGUO dahil olmak üzere exokiklik DNA adduct ‘lar da tespit edilebilir ve son derece hassas 32P-postetiketleme12ile ölçülebilir. 32P-postetiketleme yüksek duyarlılık 1010 normal üsler başına yaklaşık 1 yaklaştırmak tespiti için DNA (örneğin, 10 μg) çok az miktarda kullanımını sağlar19. Ancak, radyo-kimyasallar, kimyasal özgüllük ve düşük doğruluk eksikliği kullanımı bazı dezavantajları19,20.

Yukarıda bahsedilen yöntemlerin paylaşılan sınırlaması, istenilen moleküllerin algılanması için düşük seçicilik veya özgüllük şeklindedir. Bu senaryoda, elektrosprey iyonizasyon tandem kütle spektrometresi (HPLC-ESI-MS/MS ve HPLC-MS3) ile BIRLEŞEN HPLC, DNA, idrar, plazma ve tükürük gibi biyolojik matrislerde değiştirilmiş nükleslerin ölçülmesini için altın standart olarak gelişti. 1 , 19 , 20. HPLC-ESı-MS/MS yöntemlerinin avantajları (genellikle düşük fmol aralığında) duyarlılık ve ı tarafından sağlanan yüksek özgüllük) kromatografik ayrım, II) kütle içinde molekül parçalanma karakteristik ve bilinen deseni Spektrometre çarpışma odası ve III) birden fazla reaksiyon izleme modunda seçilen kütlenin şarj oranı (m/z) doğru ölçümü1,19. İzotopik etiketli iç standartların kullanımı, DNA hidroliz ve analit zenginleştirme adımları sırasında molekül kayıplarına yönelik düzeltmeler ve numuneler arasındaki analit iyonizasyon farklılıkları için bir avantaj katıyor. Aynı zamanda birden fazla zirve mevcut olduğunda doğru kromatografik zirvede teşhis yardımcı olur1,12,19,20.

HPLC-ESI-MS/MS bazlı çeşitli yöntemler, farklı biyolojik örneklerden çıkarılan DNA ‘da 8-oxodguo, 1,n6-dAdo ve 1,n2-dguo miktarının ölçülmesini için kullanılmıştır12,15,20 ,21,22,23,24,25,26,27,28,29 . İnce parçacıklar (PM2,5) organik ve inorganik kimyasallar taşır, polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH) gibi, Nitro-PAHs, aldehyler, ketonlar, karboksilik asitler, kinolinler, metaller, ve su çözünür iyonlarının, hangi inflamasyon neden olabilir ve oksidatif stres, biyomolekül hasar ve hastalığın oluşumu lehine koşullar30,31,32,33. Burada onaylanan HPLC-ESı-MS/MS yöntemleri, 8-oxodGuo, 1,n6-DAdo ve 1,n2-DGUO in Lung, karaciğer ve böbrek DNA ‘sı/J farelerinin ölçülmesi için başarıyla uygulanmıştır. ortam PM2,5 pozlama34etkileri.

Protocol

Dört haftalık erkek A/J fareler, spesifik patojen ücretsiz, Fundação Oswaldo Cruz (FıOCRUZ), Rio de Janeiro, Brezilya Laboratuvar hayvanları üreme merkezi ‘nden elde edildi ve Tıp Fakültesi Etik Komitesi göre tedavi edildi, üniversite (protokol no 1310/09). 1. fare dokularının toplanması Ksilazin ve ketamin ile hayvan anestezize. 30 g vücut ağırlığı ile bir fare için, bir çözüm enjekte (2 mL ‘den fazla) içeren 2,63 mg ketamin ve 0,38 xylazine mg, …

Representative Results

Fare karaciğerinden (~ 1 g doku), akciğer (~ 0,2 g dokusu) ve böbrek (~ 0,4 g dokusu) elde edilen ortalama DNA konsantrasyonları (± SD), sırasıyla 5.068 ± 2.615, 4.369 ± 1.021 HPLC-DAD tarafından elde edilen, saflaştırılmış DNA ‘nın temsili kromatogram Şekil 3’ te gösterilir. Dört 2 ‘-deoxynucleosides varlığı, RNA ribonucleosides ücretsiz, karşılık gelen hemen önce elute 2 ‘-deoxynucleosides, DNA saflık gösterir. <p class="jov…

Discussion

HPLC metotları ile 8-oxodguo analizlerinde bulunan önemli bir sorun, DNA ekstraksiyonu, DNA hidrolizsi ve DNA hidrolizlerinin konsantrasyonu sırasında oluşumunun olası indüksiyonudur22,38. 8-oxodguo artifaktüel oluşumunun sorununu en aza indirmek için, tüm DNA ekstraksiyonu, depolama ve hidroliz çözümleri için deferoxamin ilavesi, sodyum iyosin chaotropik yönteminin kullanımı ve DNA ekstrüzyonunda fenol kaçınılması önerilir, % 100 μg ‘ye …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, proc. 2012/22190-3 ve 2012/08616-8), CNPq (proc. 454214/2014-6 ve 429184/2016-6), CAPES, PRPUSP (Pró-Reitoria de Pesquisa da Universidade de São Paulo), ıNCL ıNAIRA (MCT/CNPq/FNDCT/CAPES/ FAPEMIG/FAPERJ/FAPESP; Proc. 573813/2008-6), ıNCER Redoxoma (FAPESP/CNPq/CAPES; Proc. 573530/2008-4), NAP Redoxoma (PRPUSP; Proc. 2011.1.9352.1.8) ve CEPID Redoxoma (FAPESP; Proc. 2013/07937-8). T. F. Oliveira ve A. A. F. Oliveira FAPESP (proc. 2012/21636-8, 2011/09891-0, 2012/08617-4) ve CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de pessoal de nível Superior) burs aldı. M. H. G. Medeiros, P. di Mascio, P. H. N. Saldiva ve A. P. M. Loureiro CNPq ‘dan burs aldı.

Bu çalışmanın içinde bulunan bazı rakamlar ve masalar aslen Oliveira A.A.F. et al. Genotoksisik ve epigenotoksisik etkilere konsantre Ambient ince partikül madde (PM2,5) São Paulo City, Brezilya maruz farelerde yayınlandı. Parçacık ve lif toksikoloji. 15, 40 (2018).

Materials

[15N5]-2’-deoxyadenosine Cambridge Isotope Laboratories NLM-3895-25
[15N5]-2’-deoxyguanosine Cambridge Isotope Laboratories NLM-3899-CA-10
acetonitrile Carlo Erba Reagents 412413000
alkaline phosphatase from bovine intestinal mucosa Sigma P5521
ammonium acetate Merck 101116
calf thymus DNA Sigma D1501
cell lysis solution QIAGEN 158908
chloroform Carlo Erba Reagents 412653
deferoxamine Sigma D9533
deoxyribonuclease I (DNase I) Bio Basic Inc DD0649
ethanol Carlo Erba Reagents 414542
formic acid Sigma-Aldrich F0507
HPLC-ESI-MS/MS system HPLC: Agilent 1200 series            ESI-MS/MS: Applied Biosystems/MDS Sciex Instruments HPLC: binary pump (G1312B), isocratic pump (G1310A), column oven with a column switching valve (G1316B), diode array detector (G1315C), auto sampler (G1367C).                                                            ESI-MS/MS: Linear Quadrupole Ion Trap mass spectrometer, Model 4000 QTRAP.
HPLC/DAD system Shimadzu Two pumps (LC-20AT), photo diode array detector (DAD-20AV), auto-injector (Proeminence SIL-20AC), column oven (CTO-10AS/VP)
HPLC column (50 x 2.0 mm i.d., 2.5 µm, C18) Phenomenex 00B-4446-B0
HPLC column (150 x 2.0 mm i.d., 3.0 µm, C18) Phenomenex 00F-4251-B0
HPLC column (250 x 4.6 mm i.d., 5.0 µm, C18) Phenomenex 00G-4252-E0
HPLC C18 security guard cartridge (4.0 x 3.0 mm i.d.) Phenomenex AJO-4287
isoamyl alcohol Sigma-Aldrich M32658
isopropyl alcohol (isopropanol) Carlo Erba Reagents A412790010
ketamine Ceva Commercial name: Dopalen
magnesium chloride Carlo Erba Reagents 349377
magnesium chloride Sigma M2393
methanol Carlo Erba Reagents L022909K7
phosphodiesterase I from Crotalus atrox Sigma P4506
protein precipitation solution QIAGEN 158912
proteinase K Sigma-Aldrich P2308
ribonuclease A Sigma R5000
sodium chloride Sigma-Aldrich S9625
SPE-C18 (Strata-X) Phenomenex 8B-S100-TAK
tris(hydroxymethyl)-aminomethane Carlo Erba Reagents 489983
xylazine Syntec do Brasil Commercial name: Xilazin
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Cadet, J., Davies, K. J. A., Medeiros, M. H. G., Di Mascio, P., Wagner, J. R. Formation and repair of oxidatively generated damage in cellular DNA. Free Radical Biology and Medicine. 107, 13-34 (2017).
  2. Barnes, J. L., Zubair, M., John, K., Poirier, M. C., Martin, F. L. Carcinogens and DNA damage. Biochemical Society Transactions. 46, 1213-1224 (2018).
  3. Cadet, J., Davies, K. J. A. Oxidative DNA damage & repair: An introduction. Free Radical Biology and Medicine. 107, 2-12 (2017).
  4. Cao, H., Jiang, Y., Wang, Y. Stereospecific synthesis and characterization of oligodeoxyribonucleotides containing an N2-(1-carboxyethyl)-2′-deoxyguanosine. Journal of the American Chemical Society. 129, 12123-12130 (2007).
  5. Breyer, V., et al. Analysis and biological relevance of advanced glycation end-products of DNA in eukaryotic cells. The FEBS Journal. 275, 914-925 (2008).
  6. Tamae, D., Lim, P., Wuenschell, G. E., Termini, J. Mutagenesis and repair induced by the DNA advanced glycation end product N2-1-(carboxyethyl)-2′-deoxyguanosine in human cells. Biochemistry. 50, 2321-2329 (2011).
  7. Hecht, S. S. Lung carcinogenesis by tobacco smoke. International Journal of Cancer. 131, 2724-2732 (2012).
  8. Garraway, L. A., Lander, E. S. Lessons from the cancer genome. Cell. 153, 17-37 (2013).
  9. Ong, T. P., Loureiro, A. P. M. Nutritional interventions in age-related genetic and epigenetic instability and cancer. Anti-ageing nutrients: Evidence-based prevention of age-associated diseases. , (2015).
  10. Evans, M. D., Dizdaroglu, M., Cooke, M. S. Oxidative DNA damage and disease: induction, repair and significance. Mutation Research. 567, 1-61 (2004).
  11. Moriya, M. Single-stranded shuttle phagemid for mutagenesis studies in mammalian cells: 8-oxoguanine in DNA induces targeted GC → TA transversions in simian kidney cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 90, 1122-1126 (1993).
  12. Medeiros, M. H. G. Exocyclic DNA adducts as biomarkers of lipid oxidation and predictors of disease. Challenges in developing sensitive and specific methods for clinical studies. Chemical Research in Toxicology. 22, 419-425 (2009).
  13. Guéraud, F. 4-Hydroxynonenal metabolites and adducts in pre-carcinogenic conditions and cancer. Free Radical Biology and Medicine. 111, 196-208 (2017).
  14. Nair, U., Bartsch, H., Nair, J. Lipid peroxidation-induced DNA damage in cancer-prone inflammatory diseases: A review of published adduct types and levels in humans. Free Radical Biology and Medicine. 43, 1109-1120 (2007).
  15. Pang, B., et al. Lipid peroxidation dominates the chemistry of DNA adduct formation in a mouse model of inflammation. Carcinogenesis. 28, 1807-1813 (2007).
  16. Møller, P., et al. Harmonising measurements of 8-oxo-7,8-dihydro-2′-deoxyguanosine in cellular DNA and urine. Free Radical Research. 46, 541-553 (2012).
  17. Hofer, T., Moller, L. Optimization of the workup procedure for the analysis of 8-oxo-7,8-dihydro-2′-deoxyguanosine with electrochemicaldetection. Chemical Research in Toxicology. 15, 426-432 (2002).
  18. Collins, A., El Yamani, N., Dusinska, M. Sensitive detection of DNA oxidation damage induced by nanomaterials. Free Radical Biology and Medicine. , 69-76 (2017).
  19. Zubel, T., Buerkle, A., Mangerich, A. Mass spectrometric analysis of sulfur mustard-induced biomolecular adducts: Are DNA adducts suitable biomarkers of exposure?. Toxicology Letters. 293, 21-30 (2018).
  20. Tretyakova, N., Goggin, M., Sangaraju, D., Janis, G. Quantitation of DNA adducts by stable isotope dilution mass spectrometry. Chemical Research in Toxicology. 25, 2007-2035 (2012).
  21. Churchwell, M. I., Beland, F. A., Doerge, D. R. Quantification of multiple DNA adducts formed through oxidative stress using liquid chromatography and electrospray tandem mass spectrometry. Chemical Research in Toxicology. 15, 1295-1301 (2002).
  22. Chao, M. R., Yen, C. C., Hu, C. W. Prevention of artifactual oxidation in determination of cellular 8-oxo-7,8-dihydro-2′-deoxyguanosine by isotope-dilution LC-MS/MS with automated solid-phase extraction. Free Radical Biology and Medicine. 44, 464-473 (2008).
  23. Danielsen, P. H., et al. Oxidative stress, inflammation, and DNA damage in rats after intratracheal instillation or oral exposure to ambient air and wood smoke particulate matter. Toxicological Sciences. 118, 574-585 (2010).
  24. Danielsen, P. H., et al. Oxidative stress, DNA damage, and inflammation induced by ambient air and wood smoke particulate matter in human A549 and THP-1 cell lines. Chemical Research in Toxicology. 24, 168-184 (2011).
  25. Garcia, C. C. M., et al. [13C2]-Acetaldehyde promotes unequivocal formation of 1,N2-propano-2′-deoxyguanosine in human cells. Journal of the American Chemical Society. 133, 9140-9143 (2011).
  26. Angeli, J. P. F., et al. Lipid hydroperoxide-induced and hemoglobin-enhanced oxidative damage to colon cancer cells. Free Radical Biology and Medicine. 51, 503-515 (2011).
  27. Yu, Y., et al. Comprehensive assessment of oxidatively induced modifications of DNA in a rat model of human Wilson’s disease. Molecular and Cellular Proteomics. 15, 810-817 (2016).
  28. Torres-Cuevas, I., Aupi, M., Asensi, M. A., Vento, M., Ortega, &. #. 1. 9. 3. ;., Escobar, J. 7,8-Hydroxy-2′-deoxyguanosine/2′-deoxiguanosine ratio determined in hydrolysates of brain DNA by ultrachromatrography coupled to tandem mass spectrometry. Talanta. 170, 97-102 (2017).
  29. Wu, D., et al. Detection of 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG) as a biomarker of oxidative damage in peripheral leukocyte DNA by UHPLC-MS/MS. Journal of Chromatography B. 1064, 1-6 (2017).
  30. IARC. . Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans: Outdoor Air Pollution. 109, (2016).
  31. De Martinis, B. S., Kado, N. Y., Carvalho, L. R. F., Okamoto, R. A., Gundel, L. A. Genotoxicity of fractionated organic material in airborne particles from São. Mutation Research. 446, 83-94 (1999).
  32. Karlsson, H. L., Nygren, J., Möller, L. Genotoxicity of airborne particulate matter: The role of cell-particle interaction and of substances with adduct-forming and oxidizing capacity. Mutation Research. 565, 1-10 (2004).
  33. Bell, M. L., Dominici, F., Ebisu, K., Zeger, S. L., Samet, J. M. Spatial and temporal variation in PM2.5 chemical composition in the United States for health effects studies. Environmental Health Perspectives. 115, 989-995 (2007).
  34. Oliveira, A. A. F., et al. Genotoxic and epigenotoxic effects in mice exposed to concentrated ambient fine particulate matter (PM2.5) from São Paulo city, Brazil. Particle and Fibre Toxicology. 15, 40 (2018).
  35. Loureiro, A. P. M., Zhang, W., Kassie, F., Zhang, S., Villalta, P. W., Wang, M., Hecht, S. S. Mass spectrometric analysis of a cyclic 7,8-butanoguanine adduct of N-nitrosopyrrolidine: comparison to other N-nitrosopyrrolidine adducts in rat hepatic DNA. Chemical Research in Toxicology. 22, 1728-1735 (2009).
  36. Loureiro, A. P. M., Marques, S. A., Garcia, C. C. M., Di Mascio, P., Medeiros, M. H. G. Development of an on-line liquid chromatography-electrospray tandem mass spectrometry assay to quantitatively determine 1,N2-etheno-2′-deoxyguanosine in DNA. Chemical Research in Toxicology. 15, 1302-1308 (2002).
  37. Mangal, D., et al. Analysis of 7,8-dihydro-8-oxo-2′-deoxyguanosine in cellular DNA during oxidative stress. Chemical Research in Toxicology. 22, 788-797 (2009).
  38. ESCODD (European Standards Committee on Oxidative DNA Damage). Comparative analysis of baseline 8-oxo-7,8-dihydroguanine in mammalian cell DNA, by different methods in different laboratories: an approach to consensus. Carcinogenesis. 23, 2129-2133 (2002).
  39. Helbock, H. J., et al. DNA oxidation matters: The HPLC-electrochemical detection assay of 8-oxo-deoxyguanosine and 8-oxo-guanine. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95, 288-293 (1998).
  40. Risom, L., et al. Oxidative DNA damage and defence gene expression in the mouse lung after short-term exposure to diesel exhaust particles by inhalation. Carcinogenesis. 24, 1847-1852 (2003).
  41. Risom, L., et al. Repeated inhalations of diesel exhaust particles and oxidatively damaged DNA in young oxoguanine DNA glycosylase (OGG1) deficient mice. Free Radical Research. 41, 172-181 (2007).
  42. Tsurudome, Y., et al. Changes in levels of 8-hydroxyguanine in DNA, its repair and OGG1 mRNA in rat lungs after intratracheal administration of diesel exhaust particles. Carcinogenesis. 20, 1573-1576 (1999).
  43. Marie-Desvergne, C., Maître, A., Bouchard, M., Ravanat, J. L., Viau, C. Evaluation of DNA adducts, DNA and RNA oxidative lesions, and 3-hydroxybenzo(a)pyrene as biomarkers of DNA damage in lung following intravenous injection of the parent compound in rats. Chemical Research in Toxicology. 23, 1207-1214 (2010).
  44. Iwai, K., et al. Early oxidative DNA damages and late development of lung cancer in diesel exhaust-exposed rats. Environmental Research. 84, 255-264 (2000).
  45. Ichinose, T., et al. Lung carcinogenesis and formation of 8-hydroxy-deoxyguanosine in mice by diesel exhaust particles. Carcinogenesis. 18, 185-192 (1997).
  46. Schmerold, I., Niedermu, H. Levels of 8-hydroxy-2′-deoxyguanosine in cellular DNA from 12 tissues of young and old Sprague Dawley rats. Experimental Gerontology. 36, 1375-1386 (2001).
  47. Garcia, C. C. M., Freitas, F. P., Di Mascio, P., Medeiros, M. H. G. Ultrasensitive simultaneous quantification of 1,N2-etheno-2′-deoxyguanosine and 1,N2-propano-2′-deoxyguanosine in DNA by an online liquid chromatography-electrospray tandem mass spectrometry assay. Chemical Research in Toxicology. 23, 1245-1255 (2010).
  48. Godshalk, R., et al. Comparison of multiple DNA adduct types in tumor adjacent human lung tissue: effect of cigarette smoking. Carcinogenesis. 23, 2081-2086 (2002).
  49. Dechakhamphu, S., et al. Lipid peroxidation and etheno DNA adducts in white blood cells of liver fluke-infected patients: protection by plasma alpha-tocopherol and praziquantel. Cancer Epidemiology Biomarkers and Prevention. 19, 310-318 (2010).
  50. Arab, K., et al. Typical signature of DNA damage in white blood cells: a pilot study on etheno adducts in Danish mother-newborn child pairs. Carcinogenesis. 30, 282-285 (2009).
  51. Nair, J., et al. High dietary omega-6 polyunsaturated fatty acids drastically increase the formation of etheno-DNA base adducts in white blood cells of female subjects. Cancer Epidemiology Biomarkers and Prevention. 6, 597-601 (1997).

Tags

Keywords: DNA LesionsMass SpectrometryOxidative StressHPLC-MS/MSEtheno AdductsDNA QuantificationSample Preparation
check_url/59734?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Franco de Oliveira, T., Falcão de Oliveira, A. A., Lemos, M., Veras, M., Saldiva, P. H. N., Gennari de Medeiros, M. H., Di Mascio, P., de Melo Loureiro, A. P. Quantification of three DNA Lesions by Mass Spectrometry and Assessment of Their Levels in Tissues of Mice Exposed to Ambient Fine Particulate Matter. J. Vis. Exp. (147), e59734, doi:10.3791/59734 (2019).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image