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.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).