Indukowana fenobarbitalem hipermetylacja rejonu promotorowego genu p53 w watrobie szczurow szczepu Wistar

• Autorzy: Kostka G. , Urbanek-Olejnik K. , Wiadrowska B. , Bankowski R.

Warianty tytułu

EN

Phenobarbital-induced hypermethylation of the p53 promoter region in the liver of Wistar rats

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Indukowane niegenotoksycznymi kancerogenami (NGCs) zmiany metylacji DNA rozpatrywane są jako mechanizm ich toksycznego, w tym rakotwórczego działania. Zbadano wpływ fenobarbitalu (PB), na poziom metylacji regionu promotorowego genu p53 w wątrobie szczurów szczepu Wis tar. Zmiany metylacji genu p53 korelowano z syntezą DNA, aktywnością metylotransferaz DNA (DNMTs) oraz z masą wątroby. Samce szczurów szczepu Wistar otrzymywały PB w dawce wynoszącej 98,2 mg/ kg m.c. x dzień-1 jednorazowo, 3-krotnie i 14-krotnie. Wykazano, że PB wywoływał hipermetylację w badanych sekwencjach rejonu promotorowego genu p53. Indukowana PB hipermetylacja genu występowała w przebiegu całego okresu doświadczalnego. Stymulację syntezy DNA, która poprzedzała wzrost masy wątroby oraz indukcję DNMTs, wykazano tylko po 1 i 3 dawkach związku. Kontynuowanie narażenia zwierząt na PB (14 dawek) nie wywoływało zmian w syntezie DNA i aktywności DNMTs w porównaniu do kontroli. Przypuszcza się, że indukowana PB de novo metylacja rejonu promotorowego genu p53, nie była związana z aktywnością DNMTs.

EN

Non-genotoxic carcinogens (NGCs)-induced changes of DNA methylation has been proposed as a mechanism of their toxicity, including carcinogenic action. The effect of phénobarbital (PB), a rodent liver carcinogen on the methylation level of the p53 promoter region in rat liver was studied. Changes in the methylation status of the p53 gene were correlated with changes in DNA synthesis, DNA methyltransferase (DNMTs) activity and liver weight. Male Wistar rats received PB in one, three or fourteen daily oral doses of 92.8 mg/kg b.w. x day-1. We have demonstrated that PB increased the methylation of the p53 gene. Cytosine hypermethylation in the analyzed CpG sites of the p53 gene promoter occurred during the whole period of study. However, an increase in DNA synthesis was only observed after 1 and 3 days of treatment with PB and it preceded liver growth. Treatment of rats with PB for 1 and 3 days also produced an increase in nuclear DNMTs activity. After prolonged administration (14 days), no changes in DNMTs activity nor DNA synthesis were observed. It is proposed that PB- induced de novo methylation of the p53 gene was not associated with DNMTs activity.

Słowa kluczowe

PL

zwierzeta doswiadczalne; szczury; watroba; gen p53; hipermetylacja; fenobarbital; synteza DNA; metylotransferaza DNA; metylacja DNA

EN

experimental animal; rat; liver; p53 gene; hypermethylation; phenobarbital; DNA synthesis; DNA methyltransferase; DNA methylation

• Wydawca: -
• Czasopismo: Roczniki Państwowego Zakładu Higieny
• Rocznik: 2008
• Tom: 59
• Numer: 4
• Opis fizyczny: s.455-465,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Kostka G.

• Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego - Panstwowy Zaklad Higieny, ul.Chocimska 24, 00-791 Warszawa

autor

Urbanek-Olejnik K.

autor

Wiadrowska B.

autor

Bankowski R.

Bibliografia

• 1. Adams R.L.P., Rinaldi A. and Seivwright C.: Microassay for DNA methyltransferase. J.Biochem. Biophys. Methods 1991, 22, 19-22.
• 2. Bachman A.N., Phillips J.M., Goodman J.I.: Phenobarbital induces progressive patterns of GC-rich and gene-specific altered DNA methylation in the liver of tumor-prone B6C3F1 mice. Toxicol. Sci. 2006, 91, 393-405.
• 3. Ballestar E. and Esteller M.: The impact of chromatin in human cancer: linking DNA methylation to gene silencing. Carcinogenesis 2002, 23, 1103-1109.
• 4. Belinsky S.A.: Silencing of genes by promoter hypermethylation: key event in rodent and human lung cancer. Carcinogenesis 2005, 26, 1481-1487.
• 5. Bombail V., Moggs J.G., Orphanides G.: Perturbation of epigenetic status by toxicants. Toxicol. Lett. 2004, 149, 51-58.
• 6. Burton K.A.: A study of the conditions and mechanisms of the diphenylamine reaction for the colorimetric estimation of deoxyribonucleic acid. Biochem. J.1956, 62, 315-323.
• 7. Fatemi H., Hermann A., Gowher H., Jeltsch A.: Dnmt 3a and Dnmt 1 functionally cooperate during de novo methylation of DNA. Europ. J. Biochem. 2002, 269, 4981-4984.
• 8. Goodman J.I. and Watson R.F.: Altered DNA methylation: A secondary mechanism involved in carcinogenesis. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2002, 42, 501-525.
• 9. Grasl-Kraupp B., Luebeck G., Wagner A., Lőw-Baselli A., de Gunst M., Waldhőr T., Moolgavkar S., Schulte-Hermann R.: Quantitative analysis of tumor initiation in rat liver: role of cell replication and cell death (apoptosis). Carcinogenesis 2000, 21, 1411-1421.
• 10. Hsieh C.L.: The de novo methylation activity of Dnmt 3a is distinctly different than that of Dnmt 1. BMC Biochem., 2005, 6, 1-12.
• 11. IARC: Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans: some thyrotropic agents, 2001, 79, 161-289.
• 12. Kolaja K.L., Engelken D.S.T. and Klaassen C.D.: Inhibition of gap-junctional communication in intact rat liver by nongenotoxichepatocarcinogens. Toxicology 2000, 146, 15-22.
• 13. Kostka G., Urbanek K., Ludwicki J.K.: The effect of phenobarbital on the methylation level of the p16 promoter region in rat liver. Toxicology 2007, 239, 127-135.
• 14. Kostka G., Kopeć-Szlęzak J., Palut D.: Early hepatic changes induced by nuarimol in rats. J. Appl. Toxicol. 1994, 14, 337-342.
• 15. Knoxt J.D., Araujos F.D., Bigeyt P., Slack A.D., Price G.B., Zannis-Hadjopoulos M., and Szyf M.: Inhibition of DNA methyltransferase inhibits DNA replication. J. Biol. Chem. 2000, 275, 17986- 17990.
• 16. Liang G., Chan M.F., Tomigahana Y., Tsai Y.C., Gonzales F.A., Li E., Laird P.W., Jones P.A.: Cooperativity between DNA methyltransferases in the maintenance methylation of replicative elements. Mol. Cell Biol. 2002, 22, 480-491.
• 17. Novik K.L., Nimmrich I., Genc B., Maier S., Piepenbrock C., Olek A., Beck S.: Epigenomics: Genome- Wide study of methylation phenomena. Curr. Issues Mol. Biol. 2002, 4, 111-128.
• 18. Pereira M.A., Wang W., Kramer P.M. and Tao L.: Prevention by methionine of dichloroacetic acidinduced liver cancer and DNA hypomethylation in mice. Toxicol. Sci. 2004, 77, 243-248.
• 19. Plant N.J., Horley N.J., Dickins M., Hasmall S., Elcombe C.R., Bell D.R.: The coordinate regulation of DNA synthesis and suppression of apoptosis is differentially regulated by the liver growth agents, phenobarbital and methylclofenapate. Carcinogenesis 1998, 19, 1521-1527.
• 20. Pogribny I.P., Pogribna M., Christian J.K., James S.J.: Single-site methylation within the p53 promoter region reduces gene expression in a reporter gene construct: possible in vivo relevance during tumorigenesis. Cancer Res. 2000, 60, 588-594.
• 21. Roberts R.A., Michel C., Coyle B., Freathy C., Cain K., Boitier E.: Regulation of apoptosis by peroxisome proliferators. Toxicol. Lett. 2004, 149, 37-41.
• 22. Schulte-Hermann R., Bursch W., Marian B., Grasl-Kraupp B.: Active cell death (apoptosis) and cellular proliferation as indicators of exposure to carcinogens. IARC Sci. Publ., Lyon, 1999, 146, 273-285.
• 23. Tao L., Wang W., Li L., Krammer P.M. and Pereira M.A.: Effect of dibromoacetic acid on DNA methylation, glycogen accumulation and peroxisome proliferation in mouse and rat liver. Toxicol. Sci. 2004, 82, 62-69.
• 24. Tao L., Yang S., Xie M., Kramer M.P., Pereira M.A.: Hypomethylation and overexpression of cjun and c-myc protooncogenes and increased DNA methyltransferase activity in dichloroacetic and trichloroacetic acid-promoted mouse liver tumors. Cancer Lett. 2000, 158, 185-193.
• 25. Weinstein I.B.: Disorders in cell circuitry during multistage carcinogenesis: the role of homeostasis. Carcinogenesis 2000, 21, 857-864.