Quantification of three DNA Lesions by Mass Spectrometry and Assessment of Their Levels in Tissues of Mice Exposed to Ambient Fine Particulate Matter

Tiago Franco de Oliveira; Antonio  Anax Falc&#227;o de Oliveira; Miriam Lemos; Mariana Veras; Paulo  Hil&#225;rio Nascimento Saldiva; Marisa  Helena Gennari de Medeiros; Paolo Di Mascio; Ana Paula de Melo Loureiro

doi:10.3791/59734

JoVE Journal > Immunology and Infection

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Immunologie et 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

Tiago Franco de Oliveira*^1,2, Antonio Anax Falcão de Oliveira*¹, Miriam Lemos³, Mariana Veras³, Paulo Hilário Nascimento Saldiva^3,4, Marisa Helena Gennari de Medeiros⁵, Paolo Di Mascio⁵, Ana Paula de Melo Loureiro¹

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 (PM_2,5) 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 PM_2,5 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 olur^{3 . 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 (Fe^{2 +}, 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.

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 (PM_2,5) 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 PM_2,5 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 …

Divulgations

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 (PM_2,5) 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

References

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).
Barnes, J. L., Zubair, M., John, K., Poirier, M. C., Martin, F. L. Carcinogens and DNA damage. Biochemical Society Transactions. 46, 1213-1224 (2018).
Cadet, J., Davies, K. J. A. Oxidative DNA damage & repair: An introduction. Free Radical Biology and Medicine. 107, 2-12 (2017).
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).
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).
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. Biochimie. 50, 2321-2329 (2011).
Hecht, S. S. Lung carcinogenesis by tobacco smoke. International Journal of Cancer. 131, 2724-2732 (2012).
Garraway, L. A., Lander, E. S. Lessons from the cancer genome. Cell. 153, 17-37 (2013).
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).
Evans, M. D., Dizdaroglu, M., Cooke, M. S. Oxidative DNA damage and disease: induction, repair and significance. Mutation Research. 567, 1-61 (2004).
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).
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).
Guéraud, F. 4-Hydroxynonenal metabolites and adducts in pre-carcinogenic conditions and cancer. Free Radical Biology and Medicine. 111, 196-208 (2017).
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).
Pang, B., et al. Lipid peroxidation dominates the chemistry of DNA adduct formation in a mouse model of inflammation. Carcinogenesis. 28, 1807-1813 (2007).
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).
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).
Collins, A., El Yamani, N., Dusinska, M. Sensitive detection of DNA oxidation damage induced by nanomaterials. Free Radical Biology and Medicine. , 69-76 (2017).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
IARC. . Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans: Outdoor Air Pollution. 109, (2016).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
Ichinose, T., et al. Lung carcinogenesis and formation of 8-hydroxy-deoxyguanosine in mice by diesel exhaust particles. Carcinogenesis. 18, 185-192 (1997).
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).
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).
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).
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).
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).
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).

Play Video

PDF

DOI

DOWNLOAD MATERIALS LIST

Citer Cet 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).