Генотоксическое действие нитрозодиметиламина на соматические и генеративные клетки мышей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Установлено, что нитрозодиметиламин (НДМА) при остром и подостром воздействии на лабораторных мышей проявил генотоксические свойства. Выявлена органоспецифичность генотоксического действия НДМА с помощью метода ДНК-комет. Наиболее чувствительными органами к действию НДМА оказались почки и печень. Поврежденность ДНК в клетках печени животных, интоксицированных НДМА в дозах 4,0 и 8,0 мг/кг, по сравнению с контролем увеличилась в 6,9 и 12,5 (р < 0,001), а в клетках почек — в 8,1 и 14,2 раза (р < 0,001) соответственно. НДМА также проявил генотоксическую активность в половых клетках экспериментальных животных, вызывая нарушения структуры синаптонемных комплексов сперматоцитов. У животных, интоксицированных НДМА в дозе 2,0 мг/кг в остром и подостром опытах, уровень сперматоцитов с поврежденными синаптонемными комплексами статистически значимо возрос в 6,0 и 7,0 (р < 0,05) раза соответственно по сравнению с контролем.

Об авторах

Анна Владимировна Ловинская

Казахский национальный университет имени аль-Фараби

Автор, ответственный за переписку.
Email: annalovinska@rambler.ru

научный сотрудник лаборатории мутагенеза, факультет биологии и биотехнологии

Казахстан, 050040, Алматы, пр. аль-Фараби, 71

Сауле Жанабаевна Колумбаева

Казахский национальный университет имени аль-Фараби

Email: saule.kolumbayeva@kaznu.kz

профессор кафедры молекулярной биологии, факультет биологии и биотехнологии

Казахстан, 050040, Алматы, пр. аль-Фараби, 71

Оксана Леонидовна Коломиец

ФГБУН «Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова» Российской академии наук

Email: olkolomiets@mail.ru

заведующая лабораторией цитогенетики

Россия, 119991, г. Москва, ГСП-1, ул. Губкина, 3

Серикбай Каримович Абилев

ФГБУН «Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова» Российской академии наук; ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»
 

Email: abilev@vigg.ru

профессор кафедры генетики, биологический факультет Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; заместитель директора по научной работе ФГБУН «Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова»

 

Россия, 119991, г. Москва, ГСП-1, ул. Губкина, 3; 119991, г. Москва, Ленинские Горы, д. 1

Список литературы

  1. Абилев С.К., Глазер В.М. Мутагенез с основами генотоксикологии: учебное пособие. – М.; СПб.: Нестор-История, 2015. – 304 с. [Abilev SK, Glazer VM. Mutagenez s osnovami genotoksikologii: uchebnoe posobie. Moscow; Saint Petersburg: Nestor-Istoriya; 2015. 304 p. (In Russ.)]
  2. Актуальный размер базы Chemical Abstracts Service (CAS), http://www.cas.org/content/chemical-substances (cited 24.04.2017).
  3. Абилев С.К., Глазер В.М. Генетическая токсикология: итоги и проблемы // Генетика. – 2013. – Т. 49. – № 1. – С. 81–93. [Abilev SK, Glaser VM. Genetic toxicology: fingings and challenges. Russian Journal of Genetics. 2013;49(1):70-80. (In Russ., Engl.)]. doi: 10.7868/S0016675813010025.
  4. Биологический контроль окружающей среды: генетический мониторинг: учеб. пособие / под ред. С.А. Гераськина, Е.И. Сарапульцевой. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 208 с. [Biologicheskii kontrol’ okruzhayushchei sredy: geneticheskii monitoring: ucheb. posobie / pod red. S.A. Geras’kina, E.I. Sarapul’tsevoi. Moscow: Izdatel’skii tsentr “Akademia”; 2010. 208 p. (In Russ.)]
  5. Mai H, Cachot J, Brune J, et al. Embryotoxic and genotoxic effects of heavy metals and pesticides on early life stages of Pacific oyster (Crassostrea gigas). Mar Pollut Bull. 2012;64(12):2663-2667. doi: 10.1016/j.marpolbul.2012.10.009.
  6. Kolumbayeva S, Begimbetova D, Shalakhmetova T, et al. Chromosomal instability in rodents caused by pollution from Baikonur cosmodrome. Ecotoxicology. 2014;23(7):1283-1291. doi: 10.1007/s10646-014-1271-1.
  7. de Lemos CT, Iranço F, de Oliveira NC, et al. Biomonitoring of genotoxicity using micronuclei assay in native population of Astyanax jacuhiensis (characiformes: Characidae) at sites under petrochemical influence. Science of the Total Environment. 2008;406:337-343.
  8. Pizzino G, Bitto A, Interdonato M, et al. Oxidative stress and DNA repair and detoxification gene expression in adolescents exposed to heavy metals living in the Milazzo-Valle del Mela area (Sicily, Italy). Redox Biology. 2014;2:686-693. doi: 10.1016/j.redox.2014.05.003.
  9. Carlsen L, Kenesov BN, Batyrbekova SYe, et al. Assessment of the mutagenic effect of 1,1-dimethyl hydrazine. Environmental Toxicology and Pharmacology. 2009;28(3):448-452. doi: 10.1016/j.etap.2009.08.004.
  10. Chen K-H, Wang, K-J, Wang K-M, et al. Applying Particle Swarm Optimization-Based Decision Tree Classifier for Cancer Classification on Gene Expression Data. Applied Soft Computing. 2014;24:773-780. doi: 10.1016/j.asoc.2014.08.032.
  11. Zampieri M, Ciccarone F, Palermo R, et al. The epigenetic factor BORIS/CTCFL regulates the NOTCH3 gene expression in cancer cells. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Gene Regulatory Mechanisms. 2014;1839(9):813-825. doi: 10.1016/j.bbagrm.2014.06.017.
  12. Guidelines for Canadian Drinking Water Quality: Guideline Technical Document N-Nitrosodimethylamine (NDMA). Ottawa: Health Canada; 2011.
  13. Осипенко Б.Г., Полякова Л.О. Нитрозодиметиламин — гепатотропный яд и канцероген: токсиколого-гигиенические аспекты его биологического действия (сообщение 1) // Сибирский медицинский журнал. – 2005. – Т. 53. – № 4. – С. 5–9. [Osipenko BG, Polyakova LO. Nitrosodimethylamine – hepatotropic toxin and carcinogene: Toxicological and hygienic aspects of its biological effect (Report 1). Sibirskii meditsinskii zhurnal. 2005;53(4):5-9. (In Russ.)]
  14. N-Nitrosodimethylamine in Drinking-water. Geneva: World Health Organization; 2008.
  15. Liviac D, Creus A, Marcos R. Genotoxic evaluation of the non-halogenated disinfection by-products nitrosodimethylamine and nitrosodiethylamine. Journal of Hazardous Materials. 2011;185(2-3):613-618. doi: 10.1016/j.jhazmat.2010.09.062.
  16. Hobbs ChA, Recio L, Streicker M, et al. Comet assay evaluation of six chemicals of known genotoxic potential in rats. Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen. 2015;786-788:172-181. doi: 10.1016/j.mrgentox.2015.03.003.
  17. Wagner ED, Hsua K-M, Lagunas A, et al. Comparative genotoxicity of nitrosamine drinking water disinfection byproducts in Salmonella and mammalian cells. Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen. 2012;741(1-2): 109-115. doi: 10.1016/j.mrgentox.2011.11.006.
  18. Ooka M, Takazawa H, Takeda Sh, et al. Cytotoxic and genotoxic profiles of benzo[a]pyrene and N-nitrosodimethylamine demonstrated using DNA repair deficient DT40 cells with metabolic activation. Chemosphere. 2016;144:1901-1907. doi: 10.1016/j.chemosphere.2015.10.085.
  19. Watanabe S, Kamiguchi Yu. Chromosome analysis of human spermatozoa following in vitro exposure to cyclophosphamide, benzo(a)pyrene and N-nitrosodimethylamine in the presence of rat liver S9. Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen. 2001;491(1-2):57-63. doi: 10.1016/S1383-5718(00)00170-4.
  20. Morrison V, Ashby J. Reconciliation of five negative and four positive reports of the activity of dimethylnitrosamine in the mouse bone marrow micronucleus assay. Mutagenes. 1994;9(4):361-365.
  21. Souliotis VL, van Delft JHM, Steenwinkel M-JoST, et al. DNA adducts, mutant frequencies and mutation spectra in λlacZ transgenic mice treated with N-nitrosodimethylamine. Carcinogenesis. 1998;19(5):731-739.
  22. Suzuki T, Itoh T, Hayashi M, et al. Organ variation in the mutagenicity of dimethylnitrosamine in Big Blue mice. Environ Mol Mutagen. 1996;28:348-353.
  23. Morales-Ramírez P, Vallarino-Kelly T. Pharmacokinetic parameters determined from the clastogenic activity of ethylnitrosourea and dimethylnitrosamine in mice in vivo. Mutation Research. 1998;412:315-322.
  24. Guide for the care and use of laboratory animals. 8ht ed. The National Academies Press; 2011. 246 p.
  25. ГОСТ Р53434-2009 «Принципы надлежащей лабораторной практики». – М.: Стандартинформ, 2010. 12 с. [GOST R53434-2009 “Printsipy nadlezhashchei laboratornoi praktiki”. Moscow: Standartinform; 2010. 12 p. (In Russ.)]
  26. Lijinsky W. Chemistry and Biology of N-nitroso-compounds. Cambridge: Cambridge Monographs on Cancer Research; 2011.
  27. Hartmann A, Agurell E, Beevers C. Recommendations for conducting the in vivo alkaline Comet assay. Mutagenesis. 2003;18(1):45-51. doi: 10.1093/mutage/18.1.45.
  28. Дурнев А.Д., Жанатаев А.К., Анисина Е.А., и др. Применение метода щелочного гель-электрофореза изолированных клеток для оценки генотоксических свойств природных и синтетических соединений: метод. рекомендации / утв. РАМН и РАСН. – М., 2006. – 27 с. [Durnev AD, Zhanataev AK, Anisina EA, et al. Primenenie metoda shchelochnogo gel’-elektroforeza izolirovannykh kletok dlya otsenki genotoksicheskikh svoistv prirodnykh i sinteticheskikh soedinenii: metod. rekomendatsii: utv. RAMN i RASN. Moscow; 2006. 27 p. (In Russ.)].
  29. Navarro J, Vidal F, Quitart M. A method for the sequental study of synaptonemal complex by light and electron microscopy. Human Genet. 1981;59:419-423.
  30. Kolomiets OL, Matveevsky SN, Bakloushinskaya IYu. Sexual dimorphism in prophase I of meiosis in mole vole (Ellobius talpinus Pallas) with isomorphic (XX) chromosomes in males and females. Comparative Cytogenetics. 2010;4(1):55-66.
  31. Anderson LK, Reeves A, Webb ML, Ashley T. Distribution of Crossing Over on Mouse Synaptonemal Complexes Using Immunofluorescent Localization of MLH1 Protein. Genetics. 1999;159(April):1569-1579.
  32. Duez P, Dehon G, Kumps A, Dubois J. Statistics of the Comet assay: a key to discriminate between genotoxic effects. Mutagenesis. 2003;18(2):159-166. doi: 10.1093/mutage/18.2.159.
  33. Gabridge MG, Legator MS. A host-mediated microbial assay for the detection of mutagenic compounds. Proc Soc Exp Biol. 1969;130:831-834.
  34. IARC. Monographs. N-Nitrosodimethylamine. 1987. Vol. 17, Supl. 7.
  35. The Carcinogenic Potency Database (CPDB), https://toxnet.nlm.nih.gov/cpdb/ (cited 28.06.2017).
  36. Худолей В.В. Канцерогены: характеристики, закономерности, механизмы действия. – СПб.: НИИ «Химия»; СПбГУ, 1999. – 419 c. [Khudolei VV. Kantserogeny: kharakteristiki, zakonomernosti, mekhanizmy deistviya. Saint Petersburg: NII “Khimiya”, SPbGU; 1999. 419 p.(In Russ.)].
  37. Sutton P, Perron J, Giudice LC, Woodruff TJ. Pesticides matter: a primer for reproductive health physicians. San Francisco (CA): University of California, San Francisco; 2011. 25 p.
  38. Baumgartner A, Kurzawa-Zegota M, Laubenthal J, et al. Comet-assay parameters as rapid biomarkers of exposure to dietary/environmental compounds — An in vitro feasibility study on spermatozoa and lymphocytes. Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen. 2012;743:25-35. doi: 10.1016/j.mrgentox.2011.12.027.
  39. Jan SZ, Hamer G, Repping S, et al. Molecular control of rodent spermatogenesis. Biochim Biophys Acta. 2012;1822(12):1838-50. doi: 10.1016/j.bbadis.2012.02.008.
  40. Tassistro V, Ghalamoun-Slaimi R, Saias-Magnan J, et al. Chronology of meiosis & synaptonemal complex abnormalities in normal & abnormal spermatogenesis. Indian J Med Res. 2009;129(3):268-278.
  41. Turner JM. Meiotic sex chromosome inactivation. Development. 2007;134(10):1823-31. doi: 10.1242/dev.000018.
  42. Guiraldelli MF, Eyster C, Wilkerson JL, et al. Mouse HFM1/Mer3 is required for crossover formation and complete synapsis of homologous chromosomes during meiosis. PLoS Genet. 2013;9(3): e1003383. doi: 10.1371/journal.pgen.1003383.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Ловинская А.В., Колумбаева С.Ж., Коломиец О.Л., Абилев С.К., 2017

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах