溴酸钾在无细胞条件及哺乳动物细胞中诱导的氧化性DNA损伤

利用多种修复性核酸内切酶，对肾致癌物溴酸钾（KBrO3）在培养的哺乳动物细胞及无细胞系统中诱导的氧化性DNA损伤进行了表征。在无细胞条件下，单独使用 KBrO3 未诱导任何修饰，但在谷胱甘肽（GSH）存在下观察到了广泛的DNA损伤。研究发现，DNA损伤主要由对 Fpg 蛋白（甲酰氨基嘧啶-DNA糖基化酶）敏感的碱基修饰组成。HPLC 分析表明，许多修饰为 7,8-dihydro-8-oxoguanine（8-hydroxyguanine）残基。单链断裂、碱基缺失位点（AP 位点）以及对核酸内切酶 III 敏感的碱基修饰（5,6-dihydropyrimidine 衍生物）仅微量生成。该“损伤谱”以及使用各种清除剂（过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、去铁胺、叠氮化物、叔丁醇）和以 D2O 作为溶剂的实验排除了羟基自由基和单线态氧参与损伤产生的可能性，但与涉及溴自由基的自由基机制相吻合。在 L1210 小鼠白血病细胞和 LLC-PK1 猪肾细胞中，单独使用 KBrO3 产生的DNA损伤谱与无细胞DNA经 KBrO3 加 GSH 处理后观察到的损伤谱相似，即对 Fpg 蛋白敏感的碱基修饰生成量远高于所定量的所有其他损伤。在 LLC-PK1 细胞（来源于 KBrO3 诱导致癌的作用靶器官）中，DNA损伤水平是 L1210 细胞的两倍。通过使用马来酸二乙酯耗竭细胞内 GSH 可部分阻止DNA损伤，表明 GSH 在细胞中发挥了与无细胞条件下类似的激活作用。在不影响细胞增殖的条件下，KBrO3 诱导的 Fpg 敏感性碱基修饰修复效率中等（在全培养基中培养 18 h 后，仍有 38 +/- 10% 的损伤存在）。