Wpływ ftalanu dibutylu (DBP) na poziom metylacji i ekspresji genu p53 w wątrobie szczurów Wistar

• Autorzy: Urbanek-Olejnik K. , Liszewska M. , Kostka G.

Warianty tytułu

EN

The effect of dibutyl phthalate (DBP) on the methylation and expression level of p53 gene in the liver of Wistar rats

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wprowadzenie. Indukowane niegenotoksycznymi kancerogenami (NGCs) zmiany metylacji DNA rozpatrywane są jako mechanizm ich toksycznego, w tym rakotwórczego działania. Cel badań. Celem podjętych badań była ocena statusu metylacji rejonu promotorowego i ekspresji genu p53 na poziomie mRNA oraz białka w wyniku oddziaływania ftalanu dibutylu (DBP). Badania zmierzały do oceny zależności pomiędzy ekspresją genu p53 a poziomem metylacji jego rejonu promotorowego. Materiał i metody. Samce szczurów szczepu Wistar otrzymywały DBP w dawce 1800 mg/kg m.c. x dzień-1 jednorazowo, 3-krotnie i 14-krotnie. Ocenę stopnia zmian metylacji badanych sekwencji CpG rejonu promotorowego genu p53 dokonano metodą MSRA (ang. Methylation-Sensitive Restriction Enzyme Analysis). Analizę względnego poziomu transkryptów badanego genu przeprowadzano metodą PCR w czasie rzeczywistym natomiast ocenę ekspresji genu na poziomie białka - techniką Western Blot. Wyniki. W wyniku oddziaływania DBP wykazano wzrost metylacji genu p53 po jednorazowym narażeniu zwierząt badanym związkiem. Nie stwierdzono bezpośredniej zależności pomiędzy poziomem ekspresji genu p53 a metylacją badanych sekwencji rejonu promotorowego genu p53. Obniżony poziom białka p53 obserwowano przez cały okres doświadczalny. Wnioski. Wykazano brak zależność pomiędzy poziomem ekspresji genu p53 a zmianami metylacji jego rejonu promotorowego. Obniżony poziom białka p53, był prawdopodobnie efektem represyjnego oddziaływania białka c-myc, uczestniczącego w tych samych szlakach transdukcji sygnału.

EN

Background. Currently, nongenotoxic carcinogens-induced changes in DNA methylation profile are considered as mechanism of their toxicity, including carcinogenic action. Objective. The aim of the study was to determine the effect of dibutyl phthalate (DBP) on the methylation levels of the p53 promoter region, as well as mRNA and protein level of this gene. Material and method. Male Wistar rats received DBP in one, three or fourteen daily oral doses (at 24-h intervals) of 1800 mg/kg b.w. x day-1. The methylation level of c-myc gene was determined by PCR-based methylation sensitive restriction enzyme analysis (MSRA). The expression of gene was assessed by Real-Time PCR (at mRNA level) and Western blot (at protein level) analysis. Results. There was observed the hypermethylation of p53 promoter region after short (1 day) exposure of the animals to DBP. No correlation was found between mRNA expression and methylation level of p53 gene. The present study showed decreased level of p53 protein, during the whole period of study. Conclusions. No direct correlation was observed between the methylation and expression level of p53. The decreased protein level might be a consequence of the repressive effect of c-myc, which was involved in signal transduction pathways, the same as p53 protein.

Słowa kluczowe

PL

ftalan dibutylu; dzialanie rakotworcze; toksycznosc; szczury; watroba; metylacja; ekspresja genow; gen p53

• Wydawca: -
• Czasopismo: Roczniki Państwowego Zakładu Higieny
• Rocznik: 2012
• Tom: 63
• Numer: 4
• Opis fizyczny: s.425-432,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Urbanek-Olejnik K.

• Zakład Toksykologii i Oceny Ryzyka, Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego - Państwowy Zakład Higieny, ul.Chocimska 24, 00-791 Warszawa

autor

Liszewska M.

• Zakład Toksykologii i Oceny Ryzyka, Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego - Państwowy Zakład Higieny, ul.Chocimska 24, 00-791 Warszawa

autor

Kostka G.

• Zakład Toksykologii i Oceny Ryzyka, Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego - Państwowy Zakład Higieny, ul.Chocimska 24, 00-791 Warszawa

Bibliografia

• 1. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR).: Toxicological profile for Di-n-butyl Phthalate. Update. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service 2001.
• 2. Ballestar E., Esteller M.: The impact of chromatin in human cancer: linking DNA methylation to gene silencing. Carcinogenesis 2002, 23, 1103-9.
• 3. Brenner C., Deplus R., Didelot C., Loriot A., Viré E., De Smet C., Gutierrez A., Danovi D., Bernard D., Boon T., Pelicci P.G., Amati B., Kouzarides T., de Launoit Y., Di Croce L., Fuks F.: Myc represses transcription through recruitment of DNA methyltransferase corepressor. EMBO J. 2005, 24, 336-346.
• 4. Brenner C., Fuks F.: A methylation rendezvous: reader meets writers. Dev. Cell 2007, 12, 843-844.
• 5. Cedar H., Bergman Y.: Linking DNA methylation and histone modification: patterns and paradigms. Nat. Rev. Genet., 2009, 10, 295-304.
• 6. Dobrzyńska M. M., Tyrkiel E. J., Hernik A., Derezińska E., Góralczyk K., Ludwicki J.K.: The effects of di-n-butyl phthalate on the germ cells of laboratory mice. Rocz Panstw Zakl Hig 2010, 61, 13-19.
• 7. Dobrzyńska M. M., Tyrkiel E.J., Hernik A., Derezińska E., Góralczyk K., Ludwicki J.K.: Wpływ ftalanu di-n-butylu (DBP) na komórki somatyczne myszy laboratoryjnych. Rocz Panstw Zakl Hig 2009, 60, 317-324.
• 8. Dominguez-Sola D., Ying C.Y., Grandori C., Ruggiero L., Chen B., Li M., Galloway D.A., Gu W., Gautier J. and Dalla-Favera R.: Non-transcriptional control of DNA replication by c-Myc. Nature 2007, 448, 445-451.
• 9. Heudorf U., Mersch-Sundermann V., Angerer J.: Phthalates: toxicology and exposure. Int. J. Hyg. Environ. Health 2007, 210, 623-34.
• 10. Ho J.S.L., Ma W., Mao D.Y.L and Benchimol S.: p53-Dependent Transcriptional Repression of c-myc Is Required for G1 Cell Cycle Arrest. Mol. Cell. Biol. 2005, 25, 7423-7431.
• 11. Hsieh C.L.: The de novo methylation activity of Dnmt3a is distinctly different than that of Dnmt1. BMC Biochemistry 2005, 6, 6.
• 12. Imbriano C., Gurtner A., Cocchiarella F., Di Agostino S., Basile V., Gostissa M., Dobbelstein M., Del Sal G., Piaggio G., Mantovani R.: Direct p53 transcriptional repression: In vivo analysis of CCAAT-containing G2/M promoters. Mol. Cell Biol. 2005, 25, 3737-3751.
• 13. Kang S.C., Lee B.M.: DNA methylation of estrogen receptor-gene by phthalates. J Toxicol Environ Health 2005, A 68:1995-2003.
• 14. Klaunig J.E., Kamendulis L.M.: The role of oxidative stress in carcinogenesis. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2004, 44, 239-67.
• 15. Koo H.J., Lee B.M.: (2004) Estimated exposure to phthalates in cosmetics and risk assessment. J. Toxicol. Environ. Health 2004, Part A: 67, Issue 23-2.
• 16. Kostka G., Urbanek-Olejnik K., Wiadrowska B.: Di-butyl phthalate-induced hypomethylation of the c-myc gene in rat liver. Toxicol. Ind. Health, 2010, 26, 407-16.
• 17. Kurland J.F., Tansey W.P.: Myc-mediated transcriptional repression by recruitment of histone deacetylase. Cancer Res. 2008, 68, 3624-3629.
• 18. Kutanzi K.R., Koturbash I., Bronson R.T., Pogribny I.P., Kovalchuk O.: Imbalance between apoptosis and cell proliferation during early stages of mammary gland carcinogenesis in ACI rats. Mut. Res. 2010, 694, 1-6.
• 19. Lin Ch., Liu Ch., Lee Ch., Chan T., Liu H.E.: Targeting c-Myc as a novel approach for hepatocellular carcinoma. World J. Hepatol. 2010, 27, 16-20.
• 20. Pereira M.A., Wang W., Kramer P.M., Tao L.: DNA hypomethylation induced by non-genotoxic carcinogens in mouse and rat colon. Cancer Letters 2004, 30, 145-151.
• 21. Pfaffl M.W., GrahamW., Horgan G.W., Dempfle L.: Relative expression software tool (REST©) for group-wise comparison and statistical analysis of relative expression results in real-time PCR. Nucleic Acids Res. 2002, 30, e 36.
• 22. Pfaffl M.W.: A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR. Nucleic Acids Research 2001, 29, e45.
• 23. Phillips J.M., Goodman J.I.: Identification of genes that may play critical roles in phenobarbital (PB)-induced liver tumorigenesis due to altered DNA methylation. Toxicol. Sci., 2008, 104, 86-99.
• 24. Plant N.: Can systems toxicology identify common biomarkers of non-genotoxic carcinogenesis? Toxicology 2008, 254, 164-169.
• 25. Pogribny I.P., James S.J.: Reduction of p53 gene expression In human primary hepatocellular carcinoma is associated with promoter region methylation without coding region mutation. Cancer Lett. 2002, 176, 169-174.
• 26. Pogribny I.P., Pogribna M., Christman J.K and Jame 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 Research,2000, 60, 588-594.
• 27. Pogribny I.P., Tryndyak V.P., Boureiko A., Melnyk S., Bagnyukova T.V., Montgomery B., Rusyn I.: Mechanisms of peroxisome proliferator-induced DNA hypomethylation in rat liver. Mutat. Res. 2008, 26, 644, 17-23.
• 28. Pogribny I.P.: Epigenetic events in tumorgenesis: putting the pieces together. Exp. Oncol. 2010, 32, 132-136
• 29. Scoumanne A. and Chen X.: Protein methylation: a new mechanism of p53 tumor suppressor regulation. Histol. Histopathol. 2008, 23, 1143-9.
• 30. Tao L., Wang W., Li L., Kramer P.K., Pereira M.A.: DNA hypomethylation induced by drinking water disinfection by-products in mouse and rat kidney. Toxicol. Sci. 2005, 87, 344-52.
• 31. Vafa O., Wade M., Kern S., Beeche M., Pandita T.K., Hampton G.M., Wahl G.M.: c-Myc can induce DNA damage, increase reactive oxygen species, and mitigate p53 function: a mechanism for oncogene-induced genetic instability. Mol. Cell 2002, 9, 1031-1044.
• 32. WHO (World Health Organization). International Programme on Chemical Safety Environmental Health Criteria 189 di-n-butyl Phthalate. Geneva, 1997