当DNA被氧化应激遭受攻击,例如ROS,紫外线或遗传毒剂,鸟嘌呤容易被氧化成8-羟基氧基核苷酸(8-OHDG)。在基因组DNA中存在这种氧化鸟嘌呤可以导致横转化突变,例如G-T或G-A结合,其积累可能导致不利的后果。幸运的是,哺乳动物细胞具有多种修复系统,例如基本切除修复酶或核苷酸切除修复(NER)酶。因此,8 -OHDG,8-氧代-Gua的核苷形式,由损伤的低聚物产生,其含有8-氧代 - GUA,或来自诸如8-羟基 - 脱氧核苷酸的细胞质氧化核苷酸(8-羟基 -DGTP)。幸运的是,外源给予的8-OHDG不能转化为基因组DNA,因为将8-OHDG转化为8-羟基-DGTP的脱氧核苷酸激酶的活性非常低,但是野生脱氧核苷酸可以被主动转化为脱氧核苷酸三磷酸盐,其可以用作基材。DNA聚合酶。
图1.鸟嘌呤碱的化学结构及其8-羟基化衍生物。
尽管许多研究表明8-OHdG在氧化应激相关疾病中水平升高,但8-OHdG的确切生物学作用尚未被研究。氧化型脱氧鸟苷以诱导突变而闻名,因此,大多数研究者认为8-OHdG可能对细胞有致突变或至少有害的作用,这也是哺乳动物生理学努力分泌这种氧化型鸟苷的原因。然而,在这种分子的产生可能是细胞抵抗氧化应激诱导炎症的防御机制之一的创新假设下,我们试图获得氧化鸟苷能与GTPase家族相互作用的证据,GTPase家族广泛参与细胞骨架修饰,引发炎症,调节细胞凋亡和癌变。有趣的是,转基因氧化GTP,8-oxo-GTPγS,似乎与小GTPase家族如Ras、Rho、Rac和cdc42相互作用。其中,我们重点研究了Rac1在炎症级联反应中的作用,因为Rac1的激活对于聚集NADPH氧化酶(NOX)复合物和随后的ROS生成至关重要。因此,我们得出结论,外源性8-OHdG(氧化鸟苷的一种可传递形式)抑制Rac1可显著阻断ROS介导的炎症。与其他核苷产物相比,8-OHdG通过抑制Rac1对脂多糖(LPS)刺激的小胶质细胞、趋化因子激活的中性粒细胞和炎症介质刺激的巨噬细胞的活性而具有有效的抗炎作用。此外,由于内源性产生的8-OHdG远低于外源性处理的8-OHdG浓度,我们提出了8-OHdG抗氧化和抗炎作用的生物学作用,这意味着8-OHdG的形成可能是抗氧化应激的防御机制,而用外源性8-OHdG富集可以作为预防炎症性疾病发生或发展的一种策略,另外一个事实是,只有预处理或早期给予8-OHdH是有效的。小鼠腹腔注射LPS可诱导肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素、髓过氧化物酶活性和中性粒细胞募集,引起肺组织严重炎症。同时应用8-OHdG可显著降低上述指标的水平,8-OHdG的疗效甚至优于阿司匹林;一种传统的消炎剂。
大量的实验证据表明,细胞膜、蛋白质和DNA的脂质会发生永久性的氧化损伤。在细胞核和线粒体DNA中,8-OHdG或8-oxodG是自由基诱导氧化损伤的主要因素之一。这就是为什么8-OHdG在许多研究中被广泛用作测量内源性氧化DNA损伤的生物标记物,并作为包括癌症在内的许多疾病的危险因素,因为尿中8-OHdG是评估各种癌症和其他退行性疾病风险的良好生物标记物。8-OHdG可通过免疫组织化学进行测量,例如通过酶联免疫吸附试验(ELISA)或高压液相色谱法,通过质谱或电化学检测(HPLC-MS/MS)在血清或尿液样品中进行测量。创新的蛋白质组学可以为我们提供可行的方法,满足学术和工业研究的需要。
概括
报告
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