999精品在线视频,手机成人午夜在线视频,久久不卡国产精品无码,中日无码在线观看,成人av手机在线观看,日韩精品亚洲一区中文字幕,亚洲av无码人妻,四虎国产在线观看 ?

醛類-DNA加合物檢測技術研究進展

2015-11-24 07:14:00劉魯娟陳歡侯宏衛胡清源
中國煙草學報 2015年5期
關鍵詞:煙氣檢測

劉魯娟,陳歡,侯宏衛,胡清源

國家煙草質量監督檢驗中心,鄭州高新區楓楊街2號 450001

綜述

醛類-DNA加合物檢測技術研究進展

劉魯娟,陳歡,侯宏衛,胡清源

國家煙草質量監督檢驗中心,鄭州高新區楓楊街2號 450001

甲醛、乙醛、丙烯醛和巴豆醛廣泛存在于環境污染物中,卷煙煙氣中也有微量存在,它們不需要經過機體代謝就能夠直接進攻親核基團,可與DNA分子發生共價結合形成DNA加合物。DNA加合物是DNA損傷的一種形式,在DNA復制過程中可使所攜帶的遺傳信息發生改變,從而有可能造成機體的損傷。本文綜述了生物體內常見的6種醛類-DNA加合物的檢測技術以及醛類-DNA加合物作為卷煙煙氣暴露的生物標志物的研究進展,展望了同時檢測多種DNA加合物的研究方向及醛類-DNA加合物作為DNA損傷標志物的研究前景。

卷煙煙氣; 甲醛;乙醛;丙烯醛;巴豆醛;DNA 加合物

甲醛、乙醛、丙烯醛和巴豆醛是一類廣泛存在于環境基質中的污染物。它們主要產生于有機物的不完全燃燒,如工業生產、卷煙煙氣、機動車尾氣和烹飪油煙等[1-2]。科學研究發現甲醛[3]、乙醛[4-5]具有遺傳毒性;丙烯醛和巴豆醛為α,β-不飽和醛,性質較活潑,易與DNA發生邁克爾加成反應,顯示一定的遺傳毒性,但是不同的實驗顯示出不同的致癌性[6-8]。甲醛、乙醛分別被國際癌癥研究機構(IARC)列為1 類、2B 類致癌物,丙烯醛和巴豆醛為3 類致癌物[9],同時甲醛、乙醛、丙烯醛是世界衛生組織(WHO)煙草控制框架公約(FCTC)煙氣優先級管制污染物[10],巴豆醛被列入了Hoffmann名單和加拿大衛生部煙氣有害成分名單[11]。它們在卷煙煙氣中的含量達到μg/cig級別[10]。活潑的醛基不需要經過機體代謝就能夠直接攻擊生物體內親核基團,如核酸中的鳥嘌呤、腺嘌呤、胞嘧啶及胸腺嘧啶[2,12]。

組成DNA鏈基本單位的堿基若發生變化,最終可改變DNA上所攜帶的遺傳信息。DNA損傷種類包括:堿基修飾,堿基位點的喪失,DNA鏈斷裂,被修飾的堿基依據其結構和性質可分為3類:烷化類堿基,外環加成類堿基,氧化類堿基[13]。四種醛類與DNA相關堿基反應首先形成希夫堿(Schiff base)[5],然后被細胞內的還原體系還原形成醛類-DNA 加合物,屬于堿基修飾類DNA損傷。這些DNA加合物若不能被DNA修復酶及時正確的修復,在DNA復制過程中使遺傳信息發生改變,可能會引起相關的疾病[14-15]。DNA加合物的形成被認為是致腫瘤過程的一個重要階段,它可以作為接觸生物標志物來反映毒物到達靶位的內接觸劑量,又可以作為一種效應標志物反映DNA 受到有毒化學物質損傷的效應劑量[16],因此,對體內DNA加合物的準確定性定量有助于評估污染物的暴露水平。

本文總結了四種醛類化合物與DNA形成加合物的主要結構、形成過程,簡要介紹了醛類-DNA加合物的檢測方法及其在評價煙氣暴露中的作用,以期為吸煙風險評估提供參考。

1 四種醛類化合物-DNA加合物的主要結構及形成過程

1.1 甲醛-DNA加合物

甲醛是確定的人類致癌物。研究表明人造板材(大芯板、復合地板)及油漆所散發的甲醛是引起室內空氣中甲醛污染的主要來源,簡單裝修的室內甲醛平均含量約為176 μg/m3,復雜裝修的室內甲醛平均含量高達972 μg/m3[17]。卷煙煙氣中也含有一定量的甲醛,Counts ME[18]等在基于ISO標準抽吸模式下分析了48個品牌卷煙的主流煙氣成分,其中甲醛含量為14-28 μg/cig。

甲醛易進攻DNA雙鏈上的腺嘌呤和鳥嘌呤[19],形成N6-羥甲基-腺嘌呤(N6-hydroxymethyl-dA)和N2-羥甲基-鳥嘌呤(N2-hydroxymethyl-dG),該種結構形式在核苷狀態下不穩定[20],需將其在DNA水解階段加入NaBH3CN還原為穩定的形態N6-甲基-腺嘌呤(N6-methyl-dA)和N2-甲基-鳥嘌呤(N2-methyl-dG )(轉化率約為50-80%)才可被檢出[21],羥甲基形式的加合物也可能被細胞內還原性物質(抗壞血酸和谷胱甘肽)還原為甲基形式,研究表明,與加入NaBH3CN之后的甲基形式加合物的量相比較,細胞內自動還原量僅占6-8%[21]。N6-甲基-腺嘌呤和N2-甲基-鳥嘌呤在DNA中引入了甲基,屬于DNA的烷化類堿基修飾[22]。甲醛-DNA加合物的形成過程及甲醛在體內的代謝途徑如圖1所示。

圖1 甲醛-DNA加合物的形成過程及甲醛的代謝途徑[23-24]Fig.1 Formation process of formaldehyde-DNA adducts and metabolic pathyway of formaldehyde

1.2 乙醛-DNA加合物

乙醛為有可能的人類致癌物。人體最主要的乙醛來源為酒精的攝入[25],Nils Homann[26]等利用頂空氣相色譜法檢測出飲酒之后唾液中乙醛含量升高,這也是酒精可引起胃與腸腫瘤的可能原因之一。卷煙煙氣中也含有微量的乙醛,在3R4F卷煙主流煙氣中含量為 486.4±44.9 μg/cig[27]。Mingyao W[28]等利用LC-ESI-MS/MS結合固相萃取(SPE)技術檢測出人類肝臟DNA中主要乙醛-DNA加合物為N2-亞乙基-鳥嘌呤(N2-ethylidene-dG),在DNA中其性質較為穩定,而在單核苷酸狀態下極不穩定,其半衰期僅為5min[29],需用NaBH3CN還原成N2-乙基-鳥嘌呤(N2-ethyl-dG)才能被檢測出。N2-亞乙基-鳥嘌呤可與另一分子的乙醛作用形成1,N2-丙醇-鳥嘌呤(1,N2-Propano-dG),它可引起G→T突變,并可抑制DNA的合成[4],但該加合物在體內由兩分子乙醛同時參與形成的觀點存在很大爭議,因為巴豆醛也可與DNA形成1,N2-丙醇-鳥嘌呤[8,30],Garcia C C[31]等采用[13C2]-乙醛暴露人體細胞,結合HPLCMS/MS方法證實了乙醛與DNA可形成1,N2-丙醇-鳥嘌呤,且在體內相對于巴豆醛而言,乙醛更易與DNA形成1,N2-Propano-dG[29]。N2-乙基-鳥嘌呤在DNA中引入了乙基屬于DNA的烷化類堿基修飾,1,N2-丙醇-鳥嘌呤為DNA的外環加成類堿基修飾。乙醛-DNA加合物的形成過程及乙醛的代謝途徑如圖2所示。

圖2 乙醛-DNA加合物的形成過程及乙醛的代謝途徑[25,31]Fig.2 Formation process of acetaldehyde-DNA adducts and metabolic pathyway of acetaldehyde

1.3 丙烯醛-DNA加合物

丙烯醛是可疑的人類致癌物。丙烯醛是一種活潑的α,β-不飽和醛,主要來自于有機物的不完全燃燒,廚房油煙中含有大量的丙烯醛,這與中國婦女肺癌多發有密切的關系[1]。卷煙煙氣中也存在微量的丙烯醛,在2R4F卷煙中含量為58.77 μg/cig[32]。目前研究最多的為丙烯醛-鳥嘌呤(Acr-dG)加合物,包括6-羥基-1,N2-丙醇-2'-鳥嘌呤(α-Acr-dG)和8-羥基-1,N2-丙醇-2'-鳥嘌呤(γ-Acr-dG),這兩種加合物的開環形式可形成DNA-DNA和DNA-蛋白質的交聯結構[6](圖3)。γ-Acr-dG是主要的dG加合物[33],它除了正常的G:C配對方式之外,其開環形式可與dA以氫鍵方式配對,在DNA復制過程中導致G→T的突變(約1%)[6],而次要加合物α-AcrdG的突變概率高于γ-Acr-dG(約8%),同樣以G→T突變為主[34-35]。雖然γ-Acr-dG是主要的加合物,但是其易被DNA聚合酶分解而降低致癌性,α-Acr-dG的形成量遠遠小于γ-Acr-dG,但是其不易被修復,在體內具有累積效應。丙烯醛的致癌性一直沒有得到確定,主要是由于不能確定γ-Acr-dG的含量[6]。α-Acr-dG和γ-Acr-dG均為DNA的外環加成類堿基修飾。丙烯醛-DNA加合物的形成過程與開環形式及丙烯醛的代謝途徑如圖3所示。

圖3 丙烯醛-DNA加合物的形成過程與開環形式及丙烯醛的代謝途徑[6, 33, 36]Fig.3 Formation process of acrolein-DNA adducts and its ringopening form and metabolic pathyway of acrolein

1.4 巴豆醛-DNA加合物

巴豆醛為可疑的人類致癌物,目前尚無足夠的動物或人體資料證明巴豆醛具有致癌性。巴豆醛也是一種α,β-不飽和醛,性質與丙烯醛類似。巴豆醛是一種重要的工業原料,廣泛存在于相關工作場所中[37];機動車排放尾氣中的巴豆醛濃度較高(0.02-17 mg/m3)[38];卷煙煙氣也含有微量巴豆醛(10-228 μg/cig)[39],是評價卷煙煙氣危害性指數的7種有害化學成分之一[40]。巴豆醛性質較活潑,易與鳥嘌呤上的堿基發生邁克爾加成-關環反應形成環外加成產物(6S,8S)和(6R,8R)-1,N2-丙醇-鳥嘌呤((6S,8S)和(6R,8R)-1,N2-Propano-dG) 加 合 物[8,31,41]( 圖4)。馮斌[42]等用高效液相色譜法(HPLC)分析了巴豆醛與4種單脫氧核苷酸的加合反應,結果顯示出巴豆醛主要是攻擊DNA分子上的脫氧鳥苷酸形成加合物,與其它3種脫氧核苷酸不能發生加合反應。Siyi Zhang[8]等利用LC-MS/MS技術檢測到了存在于人肺、肝和血液中的1,N2-Propano-dG加合物,結果顯示肺部該DNA加合物的含量高于肝臟,而在血液中未檢出,該加合物可抑制DNA的合成并導致錯譯,巴豆醛的致突變和可能的致癌性與巴豆醛可以作用于DNA形成鳥嘌呤復合物有相關性。巴豆醛-DNA加合物的形成過程及巴豆醛的代謝途徑如圖4所示。

圖4 巴豆醛-DNA加合物的形成過程及其代謝途徑[41,43]Fig.4 Formation process of crotonaldehyde-DNA adducts and metabolic pathyway of crotonaldehyde

綜上,廣泛存在于環境基質中的甲醛、乙醛、丙烯醛和巴豆醛可與DNA結合形成加合物,表現為遺傳毒性,四種醛類DNA加合物主要的結構形式如表1所示,其中巴豆醛-DNA加合物的結構形式與兩分子乙醛形成的DNA加合物相同。

表1 四種醛類DNA加合物的主要結構形式Tab.1 Main structure form of DNA adducts derived from four aldehydes

2 醛類-DNA加合物的檢測方法

2.1 32P-后標記法

32P-后標記技術是現今檢測DNA加合物最為靈敏的方法,可以檢測到1-100加合物/109核苷酸,而且檢測時只需要1-10 μg的DNA樣品,此方法是利用放射性同位素32P標記的三磷酸腺苷(ATP)與薄層色譜(TLC)或者固相微萃取(SPE)純化后的DNA水解產物結合,產生32P標記的DNA加合物,再經反相高效液相色譜純化,最后用HPLC結合放射性檢測器定性與定量,檢測32P放射強度,可以得到DNA加合物的含量[45-46]。Eder[47]等采用基于核酸酶P1富集,聚乙烯亞胺修飾的纖維膜TLC的32P-后標記技術檢測了用巴豆醛喂食的Fischer 344小鼠(200,300 mg/kg)20 h后不同組織中1,N2-Propano-dG的含量,在肝臟組織中檢出含有該DNA加合物而在對照組中未檢出,該方法的檢測靈敏度為3個加合物/109個核苷酸。A.Penn[48]等采用32P-后標記/TLC/HPLC技術檢測了環境煙氣(ETS)中廣泛存在的丙烯醛(0,1,10 ppm)暴露6 h后雞動脈DNA中Acr-dG的含量,結果顯示暴露立即結束之后Acr-dG的含量是10天之后的5倍,表明持續性暴露于環境煙氣中可能會導致動脈壁DNA的損傷,并為其它ETS中的斑塊促進劑提供位點,誘發動脈粥樣硬化,但是該研究未能給出是哪種Acr-dG構型對DNA的損傷起主要作用以及相關的機制。32P-后標記技術不能準確提供分析物的結構信息,缺乏內標物質準確定量,標記效率不確定,重現性差,可能具有假陽性(T4酶可與非核苷酸反應),實驗回收率低(約為5%-10%),具有放射性等缺點[16,45-46]。Emami A[49]等采用32P-后標記/SPE/HPLC的改進方法,首先通過優化SPE條件將修飾的核苷與未修飾的分開,其次32P標記之后以5’-單磷酸鹽而非3’,5’-雙磷酸鹽以更好的進行HPLC分離,最后利用在DNA消解過程中加入谷胱甘肽(GSH)以消除Acr-dG產生假陽性的可能,檢出限達到0.1 fmol,實驗的回收率和定量效率得到提高。

2.2 單克隆抗體-酶聯免疫技術(ELISA)

單克隆抗體-酶聯免疫技術是利用待測DNA加合物的抗體與該DNA加合物之間的特異性反應,然后加入酶標記的二抗,酶遇底物顯色,根據顯色強度對DNA加合物進行定量分析,該方法的靈敏度可達1-10個加合物/108個核苷酸水平。Foiles P G[50]等早在1987年就利用巴豆醛-DNA加合物(6R,8R)和(6S,8S)-Cro-dG的單克隆抗體結合HPLC和ELISA技術檢測了因細胞暴露于巴豆醛所產生的DNA加合物,該方法能夠檢測出0.5 μmol的1,N2-PropanodG/mol dG。Jishen Pan[44]等利用Acr-dG加合物的單克隆抗體結合酶聯免疫技術(ELISA)檢測了不同濃度Acr暴露HT29細胞,結果顯示Acr-dG與Acr的量成劑量-依賴效應,并采用LC-MS/MS-SRM證實了該結果,ELISA技術不僅可以檢測Acr-dG作為環境和內源性暴露于丙烯醛的生物標志物,在研究細胞DNA損傷的分子機制中也有很大價值,但無法區分Acr-dG的同分異構體。單克隆抗體可用于流式細胞儀、酶聯免疫、高通量的免疫組織化學方法[51],具有較高的靈敏度,只需1 μg DNA,不需要DNA的水解與富集,前處理方法簡單,具有高通量,但獲取與目標物結構相對應的抗體較為困難。

2.3 高效液相色譜-紫外檢測技術 (HPLC-UV )

HPLC-UV技術是通過DNA或RNA中嘌呤和嘧啶堿基具有共軛雙鍵,在254 nm處有最大紫外吸收實現的,之前的HPLC-UV技術由于分辨率的因素只能對DNA加合物進行定性分析。2004年,Zhong W H[19]等人首次利用該技術同時實現了DNA及DNA加合物的定性與定量檢測,該方法使用了C18反相色譜柱,流動相為5 mM乙酸銨,0-6%甲醇梯度洗脫,將人類胎盤DNA置于100 ppm的甲醛中37℃反應20 h,發現修飾核苷的豐度為N6-OH-dA>N2-OH-dG>N4-OH-dC,且N6-OH-dA與N2-OH-dG在-20℃的穩定性大于25℃,半衰期分別為50.1 h和21.0 h,為之后對甲醛-DNA加合物的研究提供了有用的參考信息。Zhong W[52]等利用體外毒理學實驗結合HPLCUV技術定量檢測了甲醛的細胞毒性和經甲醛暴露后HNEC細胞中羥甲基-DNA加合物的含量,細胞的存活率和DNA加合物的含量與甲醛暴露劑量(10-500 μg/mL)成劑量-效應關系,表明甲醛與脫氧核苷形成的加合物可作為人鼻腔上皮黏膜細胞暴露于甲醛的生物標志物,該方法用特定劑量染毒,實驗重復性好但不能準確給出加合物的結構信息。

2.4 液相色譜串聯質譜技術(LC-MS/MS)

最初的質譜技術主要是用來檢測未知DNA加合物結構或者對DNA加合物標準品進行結構的確認,隨著接口技術的出現和發展,氣相色譜質譜聯用(GC-MS)技術和液相色譜串聯質譜(LC-MS/MS)越來越多地被應用于DNA加合物的定性與定量[53],尤其是LC-MS/MS[45],它能提供DNA加合物的結構信息;可用穩定同位素做內標對加合物進行準確定量(穩定同位素內標物可以作為生物體內超痕量分析物的載體);另外它不需要GC-MS中的衍生化步驟,可結合納流液相色譜(Nano fl ow),納升電噴霧(NSI)技術提高靈敏度。LC主要用于DNA加合物與復雜基質的分離,質譜主要用于提供待測物的定性與定量信息。典型LC-MS/MS分析醛類-DNA加合物流程包括:分析物及內標物質的合成,生物樣本的獲取(血液[54]、唾液[55]和細胞[51]等),樣本前處理(DNA的提取、水解與SPE純化),儀器分析(LC-MS/MS)和數據處理。

由于缺乏現有可用的標準品和內標物,分析物及內標物的合成是該技術的關鍵,甲醛、乙醛、丙烯醛和巴豆醛的DNA加合物的標準品和內標物的結構如表1所示。合成一般是由活潑的醛在一定pH緩沖液條件下直接與核苷進行反應,Siyi Zhang[56]等人在檢測由丙烯醛產生的α-Acr-dG和γ-Acr-dG時,直接將56 mg,1 mmol的丙烯醛與25 mg,0.09 mmol的dGuo在10 mL,0.1 M,pH=7的磷酸鹽緩沖溶液中37℃過夜,產物經HPLC純化,用UV或1HNMR檢測其濃度,產率為5.0%左右,合成產率較低。其中內標物質[15N5]α-Acr-dG,[15N5]γ-Acr-dG用相同的方法讓醛類與[15N5]dGuo反應。

Kun Lu[23]等利用LC-MS/MS結合同位素標記技術顯示暴露甲醛之后的細胞中主要DNA加合物為N2-羥甲基鳥嘌呤(N2-hydroxymethyl-dG),該結構不穩定,易被還原成N2-甲基鳥嘌呤(N6-methyl-dG),另外該研究還顯示烷基化試劑易在N2-dG和 N6-dA位置形成甲基加合物。Chen HJ[57]等采用nanoLCNSI-MS/MS技術檢測了人白細胞和胎盤細胞DNA中的Acr-dG和Cro-dG,檢測限分別為5.0和3.0 fg(S/N=3),定量限分別為200和100 fg/20 μg DNA,相當于9.8和4.7個Acr-dG/109核苷酸,僅需1-1.5 mL的血液樣本,具有臨床可行性,使用這一高靈敏度的檢測技術可探究由于丙烯醛和巴豆醛導致的DNA損傷,并可將其作為癌癥的潛在生物標志物以研究其在癌癥發生發展中的作用。但是無論Nano-LC還是納流-增強型質譜檢測器,都面臨同一個難題:α-AcrdG的一個同分異構體與γ-Acr-dG存在共洗脫。Yin R[58]等采用NH4HCO3增強型-UHPLC-MS/MS技術,將NH4HCO3加入了流動相,不僅解決了這一難題,還使質譜檢測信號增強了2.3-8.7倍,其機制可能是Acr-dG優先與NH4+形成復合物然后去氨化,抑制了在ESI過程中金屬離子-核苷復合物的形成,并且HCO3

-可快速分解產生H+,加速了Acr-dG的質子化。四種醛類化合物-DNA加合物檢測技術的目標物及優缺點見表2所示。

表2 DNA加合物的檢測方法及其優缺點分析Tab.2 Detection methods of DNA adducts and their advantages and disadvantages

3 醛類-DNA加合物在評價煙氣暴露中的應用

Wang M[60]等采用LC-ESI-MS/MS技術定量檢測了32個吸煙者(≥10cig/d)與30個非吸煙者白細胞DNA中的甲醛-DNA加合物的含量,吸煙組樣本中有29個檢測出含有N6-羥甲基-腺嘌呤,平均含量為179±205 fmol/μmol dA, 非吸煙組樣本中僅有7個檢測出含有N6-羥甲基-腺嘌呤,平均含量為15.5±33.8 fmol/μmol dA,該結果顯示在吸煙者與非吸煙者白細胞DNA中甲醛-DNA的含量存在明顯的差異,表明甲醛-DNA加合物可作為卷煙煙氣暴露的生物標志物。

Li Chen[61]等采用LC-ESI-MS/MS-SRM技術在白細胞DNA酶水解階段加入NaBH3CN檢測吸煙者戒煙前后的N2-ethyl-dG含量,該方法靈敏、準確,適用于微克級的樣本DNA,結果顯示吸煙者白細胞DNA中N2-ethyl-dG含量為1310±1720 fmol/μmol dGuo,戒煙四周后N2-ethyl-dG含量為705±438 fmol/μmol dGuo,與戒煙前相比下降了28%(P=0.02),表明吸煙可顯著影響白細胞DNA中N2-ethyl-dG含量,其或可作為吸煙相關疾病的潛在生物標志物。

Raghu G[59]等采用32P-后標記-薄層色譜技術結合HPLC檢測了吸煙者和非吸煙者口腔組織中丙烯醛-DNA的含量,結果顯示γ-Acr-dG是加合物的主要形式,且吸煙者的含量是非吸煙者的3倍,首次表明Acr-dG加合物可以作為吸煙與非吸煙口腔組織中DNA損傷的生物標志物。Siyi Zhang[56]等采用LCESI-MS/MS檢測了25個吸煙者和25個非吸煙者體內白細胞DNA中由丙烯醛誘導產生的DNA加合物含量,該實驗在DNA水解為單核苷酸的步驟中,為防止產生假陽性加入了一定量的GSH(0、0.1、0.5和1.0 mM),當GSH含量在0.5 mM以上時, DNA加合物含量差異性不大,但與對照組相比差別較大(γ-Acr-dG下降20%,α-Acr-dG下降50%),確定加入GSH的量為0.5 mM,在兩組中都檢測出了Acr-dG加合物,且γ-Acr-dG加合物是所有樣本中的主要構型,但是總的Acr-dG量在兩組中無明顯差異,表明在生物體內丙烯醛可能與GSH發生了共價結合,有效清除了卷煙煙氣所產生的丙烯醛,保護白細胞DNA免受丙烯醛的損害。

Raghu G[59]等也利用32P-后標記-薄層色譜技術結合HPLC檢測了吸煙者和非吸煙者口腔組織中巴豆醛-DNA加合物的含量,在11個吸煙者和12個非吸煙者的牙齦組織DNA中,CdG1((6R,8R)-Cro-dG)的平均含量分別為0.53±0.44和0.06±0.07 μmol/mol dG(P=0.0015),吸煙組約為非吸煙組的8.8倍,與CdG1類似,CdG2((6S,8S)-Cro-dG)在吸煙組中含量是非吸煙組的5.5倍,分別為1.72±1.26和 0.31±0.40 μmol/mol dG(P=0.0014),CdG1和CdG2在吸煙組和非吸煙組中含量的差異性都比AdG(丙烯醛-DNA加合物)顯著,則CdG可為吸煙誘發口腔癌的風險提供一個潛在的生物標志物。

4 結語和展望

甲醛、乙醛、丙烯醛和巴豆醛可直接作用于生物體的DNA形成DNA加合物,進而造成健康風險。為了準確定量此類化合物,科學家開展了大量的研究。LC-MS/MS技術用穩定同位素作為內標,可以準確定量DNA加合物且能提供加合物的結構信息,是目前檢測DNA加合物最常用的方法。但是目前研究局限于單一醛類形成的DNA加合物,樣本前處理步驟較為復雜,檢測較為繁瑣。因此亟需建立一種靈敏度高、特異性好且可同時檢測6種醛類-DNA加合物的LCMS/MS方法。

醛類-DNA加合物可作為DNA損傷的生物標志物,且加合物的含量可與其它生物標志物進行關聯性分析,如醛類-DNA加合物與尿液中醛類代謝物之間的關系。探討暴露于不同醛類含量的卷煙煙氣與形成的醛類-DNA加合物之間是否存在劑量-效應關系是今后的研究方向。

依據專一性和靈敏度進一步確認醛類-DNA加合物作為煙氣暴露生物標志物的潛力,進而系統評估其與煙氣暴露的關系,有助于更好地進行卷煙風險評價。

[1]Stevens J F, Maier C S.Acrolein: sources, metabolism, and biomolecular interactions relevant to human health and disease [J].Molecular nutrition & food research, 2008, 52(1): 7-25.

[2]Phillips D H, Venitt S.DNA and protein adducts in human tissues resulting from exposure to tobacco smoke [J].International Journal of Cancer, 2012, 131(12): 2733-2753.

[3]Kawanishi M, Matsuda T, Yagi T.Genotoxicity of formaldehyde:Molecular basis of DNA damage and mutation [J].Frontiers in Environmental Science, 2014, 2(36): 1-8.

[4]Scott Stein Y L, In-Young Yang, Stephen S.Hecht, et al.Genotoxicity of acetaldehyde- and crotonaldehyde-induced 1,N2-propanodeoxyguanosine DNA adducts in human cells [J].Mutation research, 2006, 608(21): 1-7.

[5]Brock Matter R G, Jianwei Zhao, Zhong-Ze Li, et al.Sequence Distribution of Acetaldehyde-Derived N2-Ethyl-dG Adducts along Duplex DNA [J].Chemical Research in Toxicology, 2007, 20(10):1379–1387.

[6]Liu X Y, Zhu M X, Xie J P.Mutagenicity of acrolein and acroleininduced DNA adducts [J].Toxicology mechanisms and methods,2010, 20(1): 36-44.

[7]Wang H T, Hu Y, Tong D, et al.Effect of carcinogenic acrolein on DNA repair and mutagenic susceptibility [J].The Journal of biological chemistry, 2012, 287(15): 12379-12386.

[8]Siyi Zhang P W V, Mingyao Wang, and Stephen S.Hecht.Analysis of crotonaldehyde- and acetaldehyde-derived 1,N2-propanodeoxyguanosine adducts in DNA from human tissues using liquid chromatography electrospray ionization tandem mass spectrometry [J].Chemical Research in Toxicology, 2006, 19(10):1386-1392.

[9]IARC(Intenational Agency for Research on Cancer), Agents Classi fi ed by the IARC Monographs [R].2012, 1-110:1-15.

[10]Ashley D, Burns D, Djordjevic M, et al.The scientific basis of tobacco product regulation [J].World Health Organization technical report series, 2007, 951: 78-84.

[11]Rundle A.The composition of cigarette smoke: Problems with lists of tumorigens [J].Beitrage zur Tabakforschung international,2003, 20(6): 402-437.[J].Beitrage zur Tabakforschung international, 2003, 20(6): 402-437.

[12]程學美, 邵華, 單永樂, 等.甲醛及丙烯醛對人淋巴細胞DNA分子加合作用的研究 [J].中國衛生檢驗雜志, 2007,17(1): 23-25.

[13]胡清源, 侯宏衛, 熊巍, 等.卷煙煙氣生物標志物 [M].北京:化學工業出版社, 2014: 151-152.

[14]Rundle A.Carcinogen-DNA adducts as a biomarker for cancer risk [J].Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 2006, 600(1–2): 23-36.

[15]Hang B.Formation and repair of tobacco carcinogen-derived bulky DNA adducts [J].Journal of nucleic acids, 2010, 2010:1-29.

[16]馮 峰, 王 超, 呂美玲, 等.DNA加合物檢測 [J].化學進展,2009, 21(2): 503-513.

[17]湯波.室內空氣中的甲醛檢測及控制 [J].環境科學與管理,2006, 31(5):168-170.

[18]Counts M E, Hsu F S, Laffoon S W, et al.Mainstream smoke constituent yields and predicting relationships from a worldwide market sample of cigarette brands: ISO smoking conditions [J].Regulatory toxicology and pharmacology : RTP, 2004, 39(2): 111-134.

[19]Zhong W H, S.Q.Quantitation of normal and formaldehydemodified deoxynucleosides by high-performance liquid chromatography/UV detection [J].Biomedical chromatography :BMC, 2004, 18(7): 462-469.

[20]Beland F A, Fullerton N F, Heflich R H.Rapid isolation,hydrolysis and chromatography of formaldehyde-modi fi ed DNA[J].Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications, 1984, 308:121-131.

[21]Mingyao Wang G C, Peter W.Villalta, and Stephen S.Hecht.Development of Liquid Chromatography Electrospray Ionization Tandem Mass Spectrometry Methods for Analysis of DNA Adducts of Formaldehyde and Their Application to Rats Treated with N-Nitrosodimethylamine or 4-(Methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone [J].Chemical Research in Toxicology, 2007,20(8): 1141-1148.

[22]田永峰, 侯宏衛, 張小濤, 等.DNA 烷基化損傷及其修復研究進展 [J].中國煙草學報, 2014, 20(1): 96-102.

[23]Lu K, Craft S, Nakamura J, et al.Use of LC-MS/MS and stable isotopes to differentiate hydroxymethyl and methyl DNA adducts from formaldehyde and nitrosodimethylamine [J].Chemical research in toxicology, 2012, 25(3): 664-675.

[24]Lu K, Gul H, Upton P B, et al.Formation of hydroxymethyl DNA adducts in rats orally exposed to stable isotope labeled methanol[J].Toxicological sciences : an of fi cial journal of the Society of Toxicology, 2012, 126(1): 28-38.

[25]Yu H S, Oyama T, Isse T, et al.Formation of acetaldehyde-derived DNA adducts due to alcohol exposure [J].Chemico-biological interactions, 2010, 188(3): 367-375.

[26]Homann N, Jousimies-Somer H, Jokelainen K, et al.High acetaldehyde levels in saliva after ethanol consumption:methodological aspects and pathogenetic implications [J].Carcinogenesis, 1997, 18(9): 1739-1743.

[27]Liu C, Feng S, Van Heemst J, et al.New insights into the formation of volatile compounds in mainstream cigarette smoke[J].Analytical and bioanalytical chemistry, 2010, 396(5): 1817-1830.

[28]Wang M, Yu N, Chen L, et al.Identi fi cation of an acetaldehyde adduct in human liver DNA and quantitation as N2-ethyldeoxyguanosine [J].Chemical research in toxicology, 2006,19(2): 319-324.

[29]Wang M, Mcintee E J, Cheng G, et al.Identification of DNA adducts of acetaldehyde [J].Chemical research in toxicology,2000, 13(11): 1149-1157.

[30]Camila C.M.Garcia F N P F, Paolo Di Mascio, and Marisa H.G.Medeiros.Ultrasensitive Simultaneous Quanti fi cation of 1,N2-Etheno-2ˊ-deoxyguanosine and 1,N2-Propano-2ˊ-deoxyguanosine in DNA by an Online Liquid Chromatography Electrospray Tandem Mass Spectrometry Assay [J].Chemical Research in Toxicology, 2010, 23(7): 1245-1255.

[31]Garcia C C, Angeli J P, Freitas F P, et al.[13C2]-Acetaldehyde promotes unequivocal formation of 1,N2-propano-2’-deoxyguanosine in human cells [J].Journal of American Chemical Society, 2011, 133(24): 9140-9143.

[32]Chen Py M S.Mainstream smoke chemical analyses for 2R4F Kentucky reference cigarette.[J].Contributions to Tobacco Research, 2003, 20(7): 447-458.

[33]Chung F L, Wu M Y, Basudan A, et al.Regioselective formation of acrolein-derived cyclic 1,N(2)-propanodeoxyguanosine adducts mediated by amino acids, proteins, and cell lysates [J].Chemical research in toxicology, 2012, 25(9): 1921-1928.

[34]Wang H T, Zhang S, Hu Y, et al.Mutagenicity and sequence specificity of acrolein-DNA adducts [J].Chemical research in toxicology, 2009, 22(3): 511-517.

[35]尹瑞川, 汪海林.丙烯醛-DNA加合物的研究進展 [J].環境化學, 2011, 30(1): 179-187.

[36]侯宏衛, 熊巍, 張小濤, 等.丙烯醛生物標志物研究進展 [J].環境與健康雜志, 2011, 28(8): 748-751.

[37]張志虎, 邵華, 門金龍, 等.巴豆醛及其檢測方法的研究進展 [J].中國職業醫學, 2008, 34(6): 503-505.

[38]Grosjean D, Grosjean E.Airborne carbonyls from motor vehicle emissions in two highway tunnels[J].Research Report (Health Effects Institute), 2002, 107: 57-78.

[39]A.R.Problems with the Tobacco Products Scientific Advisory Committee (TPSAC) List of Harmful or Potentially Harmful Tobacco and/or Tobacco Smoke Components [J].Beitr Zur Tabakforsch Int, 2011, 24(6): 258-276.

[40]謝劍平, 劉惠民, 朱茂祥, 等.卷煙煙氣危害性指數研究 [J].煙草科技, 2009, 2: 5-15.

[41]Irina G.Minko I D K, Thomas M.Harris, et al.Chemistry and Biology of DNA Containing 1, N2- Deoxyguanosine Adducts of the α, β- Unsaturated Aldehydes Acrolein, Crotonaldehyde, and 4- Hydroxynonenal [J].Chemical Research in Toxicology, 2009,22(5): 759-778.

[42]馮斌, 邵華, 張志虎, 等.巴豆醛-DNA加合特性的研究 [J].中華勞動衛生職業病雜志, 2012, 30(12): 935-936.

[43]趙閣, 謝復煒, 劉惠民.卷煙煙氣生物標志物研究進展 [J].中國煙草學報, 2010, 16(6): 94-103.

[44]Pan J, Awoyemi B, Xuan Z, et al.Detection of Acrolein-Derived Cyclic DNA Adducts in Human Cells by Monoclonal Antibodies[J].Chemical research in toxicology, 2012, 25(12): 2788-2795.

[45]Chen H J.Analysis of DNA adducts in human samples: acroleinderived exocyclic DNA adducts as an example [J].Molecular nutrition & food research, 2011, 55(9): 1391-1400.

[46]D.H.Phillips P B F, F.A.Beland, et al.Methods of DNA Adduct Determination and Their Application to Testing Compounds for Genotoxicity [J].Environmental and Molecular Mutagenesis,2000, 35(3): 222-233.

[47]Schuler D, Eder E.Development of a32P-postlabelling method for the detection of 1, N2-propanodeoxyguanosine adducts of crotonaldehyde in vivo [J].Archives of toxicology, 2000, 74(7):404-414.

[48]Penn A, Nath R, Pan J, et al.1,N(2)-propanodeoxyguanosine adduct formation in aortic DNA following inhalation of acrolein [J].Environmental health perspectives, 2001, 109(3): 219-224.

[49]Emami A, Dyba M, Cheema A K, et al.Detection of the acroleinderived cyclic DNA adduct by a quantitative32P-postlabeling/solid-phase extraction/HPLC method: blocking its artifact formation with glutathione [J].Analytical biochemistry, 2008,374(1): 163-172.

[50]Foiles P G, Chung F L, Hecht S S.Development of a monoclonal antibody-based immunoassay for cyclic DNA adducts resulting from exposure to crotonaldehyde [J].Cancer research, 1987,47(2): 360-363.

[51]Greenspan E J, Lee H, Dyba M, et al.High-throughput,quantitative analysis of acrolein-derived DNA adducts in human oral cells by immunohistochemistry [J].The journal of histochemistry and cytochemistry : official journal of the Histochemistry Society, 2012, 60(11): 844-853.

[52]Zhong W, Que Hee S S.Formaldehyde-induced DNA adducts as biomarkers of in vitro human nasal epithelial cell exposure to formaldehyde [J].Mutation research, 2004, 563(1): 13-24.

[53]田永峰, 侯宏衛, 劉勇, 等.乙烯基 DNA 加合物檢測技術研究 [J].科技導報, 2012, 30(17): 73-79.

[54]Siyi Zhang S B, Mingyao Wang, and Stephen S.Hecht.Analysis of Acrolein-Derived 1,N2-Propanodeoxyguanosine Adducts in Human Leukocyte DNA from Smokers and Nonsmokers [J].Chemical research in toxicology, 2011, 24(1): 119-124.

[55]Erin E.Bessette S D S, Angela K.Goodenough, Tao Wang,et al.Identi fi cation of Carcinogen DNA Adducts in Human Saliva by Linear Quadrupole Ion Trap/Multistage Tandem Mass Spectrometry [J].Chemical research in toxicology, 2010, 23(7):1234–1244.

[56]Siyi Zhang P W V, Mingyao Wang, and Stephen S.Hecht.Detection and quantitation of acrolein-derived 1,N2-propanodeoxyguanosine adducts in human lung by liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry [J].Chemical research in toxicology, 2007, 20(4):566-571.

[57]Chen H J, Lin W P.Simultaneous quantification of 1,N2-propano-2’-deoxyguanosine adducts derived from acrolein and crotonaldehyde in human placenta and leukocytes by isotope dilution nano fl ow LC nanospray ionization tandem mass spectrometry [J].Analytical chemistry, 2009, 81(23): 9812-9818.

[58]Yin R, Liu S, Zhao C, et al.An ammonium bicarbonate-enhanced stable isotope dilution UHPLC-MS/MS method for sensitive and accurate quantification of acrolein-DNA adducts in human leukocytes [J].Analytical chemistry, 2013, 85(6): 3190-3197.

[59]Raghu G.Nath J E O, Joseph B.Guttenplan, and Fung-Lung Chung.l,N2-Propanodeoxyguanosine Adducts: Potential New Biomarkers of Smoking induced DNA Damage in Human Oral Tissue [J].Cancer research, 1998, 58(15): 581-584.

[60]Wang M, Cheng G, Balbo S, et al.Clear differences in levels of a formaldehyde-DNA adduct in leukocytes of smokers and nonsmokers [J].Cancer research, 2009, 69(18): 7170-7174.

[61]Li Chen M W, Peter W.Villalta, Xianghua Luo, et al.Quantitation of an acetaldehyde adduct in human leukocyte DNA and the effect of smoking cessation [J].Chemical research in toxicology, 2007,20(1): 108-113.

Research progress in detection technology of DNA adducts derived from aldehydes

LIU Lujuan, CHEN Huan, HOU Hongwei, HU Qingyuan
China National Tobacco Quality Supervision & Test Center, Zhengzhou 450001, China

Formaldehyde, acetaldehyde, acrolein and crotonaldehyde exist widely in environmental pollutants and cigarette smoke also contains trace amounts of these aldehyde compounds.They can cause damage by attacking nucleophilic groups in the body directly.A covalent bond can be formed with DNA molecule to form DNA adducts.The formation of DNA adducts is a form of damage of DNA,which can change genetic information in the process of DNA replication.This paper reviewed six typical DNA adducts derived from aldehydes in organism and their research methods and progress of using aldehydes-DNA adducts as biomarkers in cigarette smoke exposure.Simultaneous quantitative analysis of multiple DNA adducts for cigarette smoke and its future development were also discussed.

cigarette smoke; formaldehyde; acetaldehyde; acrolein; DNA adducts

劉魯娟,陳歡,侯宏衛,等.醛類-DNA加合物檢測技術研究進展[J].中國煙草學報,2015,21(5)

劉魯娟(1991—),碩士研究生,主要研究方向為吸煙與健康及其生物標志物,Email: liulujuanlwh@126.com

侯宏衛(1975—),高級工程師,碩士生導師,主要研究方向為吸煙與健康及其生物標志物,Email: qsfctc@163.com胡清源(1965—),研究員,博士生導師,主要研究方向為吸煙與健康,Email: huqy1965@163.com

2014-12-29

:LIU Lujuan, CHEN Huan, HOU Hongwei, et al.Research progress in detection technology of DNA adducts derived from aldehydes [J].Acta Tabacaria Sinica, 2015,21(5)

猜你喜歡
煙氣檢測
固體吸附劑脫除煙氣中SOx/NOx的研究進展
化工管理(2022年13期)2022-12-02 09:21:52
“不等式”檢測題
“一元一次不等式”檢測題
“一元一次不等式組”檢測題
“幾何圖形”檢測題
“角”檢測題
煙氣爐在干熄焦溫風干燥中的應用
山東冶金(2019年2期)2019-05-11 09:12:16
基于參數自整定模糊PID的SCR煙氣脫硝控制
測控技術(2018年2期)2018-12-09 09:00:52
小波變換在PCB缺陷檢測中的應用
燒結煙氣脫硫工藝技術分析
主站蜘蛛池模板: 99精品热视频这里只有精品7| 免费国产黄线在线观看| 极品国产在线| 97人妻精品专区久久久久| 国产亚洲欧美日本一二三本道| 99久久精品国产综合婷婷| 亚洲综合色婷婷| 国内精品91| 伊人婷婷色香五月综合缴缴情| 老汉色老汉首页a亚洲| 美女啪啪无遮挡| 四虎成人在线视频| 日日碰狠狠添天天爽| 永久免费无码日韩视频| 国产精品尤物铁牛tv | 91福利在线观看视频| 亚洲国产成熟视频在线多多| 激情无码字幕综合| 中文字幕在线不卡视频| 青青青视频免费一区二区| 日韩国产高清无码| 国产成人做受免费视频| 欧美劲爆第一页| 国内精品久久久久鸭| 欧美不卡视频一区发布| 日韩国产亚洲一区二区在线观看| 国产精品第| 国产精品成| 国产女人水多毛片18| 午夜a视频| 天天婬欲婬香婬色婬视频播放| 日韩欧美国产成人| 国产精品香蕉在线观看不卡| 亚洲国产成人久久77| 91区国产福利在线观看午夜| 97在线碰| 婷婷五月在线视频| 亚洲第一页在线观看| 国产亚洲欧美日韩在线一区二区三区| 国产欧美亚洲精品第3页在线| 91欧洲国产日韩在线人成| 天天操精品| 中文字幕亚洲电影| 一本久道热中字伊人| 国产成a人片在线播放| 国产视频 第一页| 亚洲永久免费网站| 久久久久国产精品熟女影院| 亚洲系列中文字幕一区二区| 国产亚洲精品无码专| 中文天堂在线视频| 无码精品国产VA在线观看DVD| 免费毛片在线| 国产色伊人| 在线看AV天堂| 亚洲天堂网2014| 亚洲美女操| 国产区网址| 亚洲无码高清视频在线观看| 国产1区2区在线观看| 天天躁夜夜躁狠狠躁躁88| 国产精品部在线观看| 亚洲精品视频在线观看视频| 在线另类稀缺国产呦| 亚洲日本韩在线观看| 欧美日韩中文字幕在线| 精品自窥自偷在线看| 国产成人亚洲无码淙合青草| 色综合a怡红院怡红院首页| 色亚洲成人| 制服丝袜亚洲| 国产成人无码AV在线播放动漫| 91在线国内在线播放老师 | 亚洲一区色| 欧美翘臀一区二区三区| 亚洲一级毛片免费观看| 色悠久久综合| 国产素人在线| 国产成人高清精品免费5388| 玖玖精品在线| 久久国产乱子| 精久久久久无码区中文字幕|