Генотоксичность нитропруссида как донора катиона нитрозония

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С помощью метода нейтральных комет изучена генотоксичность нитропруссида натрия на клетках аденокарциномы молочной железы человека линии MCF-7 и определен вклад в генотоксичность нитропруссида натрия иона нитрозония (NO+). Генотоксичность оценивали по выходу двунитевых разрывов ДНК после инкубации культуры клеток с агентом в течение 1.5 ч. Генотоксичность NO+ в нитропруссиде натрия определяли после процедуры восстановления нитропруссида натрия с помощью дитионита натрия, превращающего нитропруссид из донора NO+ в донора только NO. Показано, что нитропруссид натрия через 1.5 ч индуцирует в MCF-7 клетках двунитевые разрывы ДНК. Эта способность нитропруссида не зависит от стадии клеточного цикла: доли поврежденных клеток в стадиях G0/G1 и в стадиях G2/M+S составляют 29 ± 7% и 27 ± 6% соответственно. В результате 90-минутной инкубации с 100 мкМ нитропруссида натрия доля клеток, получивших сильное повреждение в виде двунитевых разрывов ДНК, составляет 25–30%, что близко к доле нежизнеспособных клеток по результатам МТТ-теста на 24 ч и 48 ч инкубации (22 ± 4%). Дитионит натрия, снимая токсический эффект NO+, защищал клетки MCF-7 от генотоксического действия нитропруссида, что свидетельствует о причастности NO+ к формированию двунитевых разрывов.

Об авторах

В. А Тронов

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН

Email: vtronov@yandex.ru
Москва, Россия

Н. Е Трифонова

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН

Москва, Россия

Е. И Некрасова

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Москва, Россия

А. Ф Ванин

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. Ванин А. Ф., Тронов В. А., Трифонова Н. Е., Микоян В. Д. и Ткачев Н. А. Катион нитрозония как компонент нитропруссида, определяющий его цитотоксичность. Биофизика, 70 (1), 1–7 (2025).doi: 10.31857/S0006302925010142, EDN: LUWCAG
  2. Tronov V. A., Tkachev N. A., Nekrasova E. I., and Vanin A. F. Genoand cytotoxic action of dinitrosyl iron complex with mercaptosuccinate on MCF-7 cells. Cell Tissue Biol., 17 (1), 48–55 (2023).doi: 10.31857/S0041377122050091
  3. Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: Application to proliferation and cytotoxicity. J. Immunol. Methods, 16 (1), 55–63 (1983).
  4. Тронов В. А. и Некрасова Е. И. Повреждение ДНК и белок р53 ограничивают пролиферацию клеток Мюллера в сетчатке мышей в ответ на действие метилнитрозомочевины. Биофизика, 65 (3), 543–551 (2020).
  5. Konca K., Lankoff A., Banasik A., Lisdowska H., Kuszewski T., Gozdz S., Koza Z., and Wojcik A. A cross-platform public domain PC image-analysis program for comet assay. Mutat. Res., 534, 15–20 (2003).
  6. Lin W., Wei X., Xue H., Kelimu M., Tao R., Song Y., and Zhou Z. Study on DNA strand breaks induced by sodium nitroprusside, a nitric oxide donor, in vivo and in vitro. Mutat. Res., 466, 187–195 (2000).
  7. Chandna S. Single-cell gel electrophoresis assay monitors precise kinetics of DNA fragmentation induced during programmed cell death. Cytometry. Part A, 61A, 127–133 (2004). doi: 10.1002/cyto.a.20071
  8. Wilkins R. C., Kutzner B. C., Truong M., Sanchez-Dardon J., and McLean J. R. N. Analysis of radiation-induced apoptosis in human lymphocytes: Flow cytometry using annexin V and propidium iodide versus the neutral comet assay. Cytometry, 48 (1), 14–19 (2002).
  9. Cain K., Inayat-Hussain S. H., Wolfe J. T., and Cohen G. M. DNA fragmentation into 200–250 and/or 30–50 kilobase pair fragments in rat livernuclei is stimulated by Mg2+ alone and Ca2+/Mg2+ but not by Ca2+ alone. FEBS Lett., 349 (3), 383–391 (1994).
  10. Oberhammer F., Wilson J. W., Dive C., Morris I. D., Hickman J. A., Wakeling A. E., Walker P. R., and Sikorska M. Apoptotic death in epithelial cells: cleavage of DNA to 300 and/or 50 kb fragments prior to or in the absence of internucleosomal fragmentation. EMBO J., 12 (9), 3679–3684 (1993).
  11. Qi S.-N., Jing Y.-X., Dong G.-X., Chen Y., Yoshida A., and Ueda T. GP7 induces internucleosomal DNA fragmentation in dependent of caspase activation and DNA fragmentation factor in NB4 cells. Oncol. Reports, 18, 273–277 (2007).
  12. Nunez R., Garay N., Villafane C., Bruno A., and Lindgren V. Description of a flowcytometry approach based on SYBR-14 staining for the assessment of DNA content, cell cycle analysis, and sorting of living normal and neoplastic cells. Exp. Mol. Pathol., 76 (1), 29–36 (2004).
  13. Darzynkiewicz Z., Huang X., and Zhao H. Analysis of cellular DNA content by flow cytometry. Curr. Protocols Cytometry, 82, 7.5.1–7.5.20 (2017).
  14. Khan S., Kayahara M., Joashi U., Mazarakis N. D., Sarraf C., Edwards A. D., Hughes M. N., and Mehmet H. Differential induction of apoptosis in Swiss 3T3 cells by nitric oxide and the nitriosonium cation. J. Cell Sci., 110 (Pt 18), 2315–2322 (1997).doi: 10.1242/jcs.110.18.2315
  15. Ванин А. Ф. и Ткачев Н. А. Динитрозильные комплексы железа с тиол-содержащими лигандами как источники универсальных цитотоксинов – катионов нитрозония. Биофизика, 68, 329–340 (2023).doi: 10.31857/S0006302923030018
  16. Moinuddin Dixit K., Ahmad S., Shahab U., Habib S., Naim M., Alam K., and Ali A. Human DNA damage by the synergistic action of 4-aminobiphenyl and nitric oxide: An immunochemical study. Environ. Toxicol., 29, 568– 576 (2014). doi: 10.1002/tox.21782
  17. Tanaka T., Kurose A., Halicka H. D., Huang X., Traganos F., and Darzynkiewicz Z. Nitrogen oxide-releasing aspirin induces histone H2AX phosphorylation, ATM activation and apoptosis preferentially in S-phase cells. Involvement of reactive oxygen species. Cell Cycle, 5 (15), 1669–1674 (2006).
  18. Qua Y. Y., Liu Y. H., Lin C. M., Wang X. P., and ChenT. S. Peroxynitrite dominates sodium nitroprusside-induced apoptosis in human hepatocellular carcinoma cells. Oncotarget, 8 (18), 29833–29845 (2017).
  19. Quan Y. Y., Qin G. Q., Huang H., Liu Y. H., Wang X. P., and Chen T. S. Dominant roles of Fenton reaction in sodium nitroprusside-induced chondrocyte apoptosis. Free Radic. Biol. Med., 94, 135–144 (2016).doi: 10.1016/freeradbiolmed.2016.02.026
  20. Cardaci S., Filomeni G., Rotilio G., and Ciriolo M. R. Reactive oxygen species mediate p53 activation and apoptosis induced by sodium nitroprusside in SH-SY5Y cells. Mole. Pharmacol., 74, 1234–1245 (2008).doi: 10.1124/mol.108.048975
  21. Kuhn K. and Martin L. Mechanisms of sodium nitroprusside-induced death in human chondrocytes. Rheumatol. Int., 23, 241–247 (2003).doi: 10.1007/s00296-003-0299-y
  22. Enari M., Sakahira H., Yokoyama H., Okawa K., Iwamatsu A., and Nagata S. Acaspase-activated DNase that degrade DNA during apoptosis, and its inhibitor ICAD. Nature, 391, 43–50 (1998).
  23. Liu X., Zou H., Slaughter C., and Wang X. DFF, a heterodimeric protein that functions downstream of caspase3 to trigger DNA fragmentation during apoptosis. Cell, 89, 175–184 (1997).
  24. Clemons N. J., McColl K. E. L., and Fitzgerald R. C. Nitric oxide and acid induce double-strand DNA breaks in Barrett’s esophagus carcinogenesis via distinct mechanisms. Gastroenterology, 133, 1198–1209 (2007).doi: 10.1053/j.gastro.2007.06.061
  25. Bano D., Jochen H. M., and Prehn J. H. M. Apoptosisinducing factor (AIF) in physiology and disease: the tale of arepented natural born killer. Eur. BioMed., 30, 29–37, (2018). doi: 10.1016/j.ebiom.2018.03.016
  26. Norberg E., Orrenius S., and Zhivotovsky B. Mitochondrial regulation of cell death: Processing of apoptosis-inducing factor (AIF). Biochem. Biophys. Res. Commun., 396, 95–100 (2010). doi: 10.1016/bbrc.2010.02.163

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».