In this in vitro system, the potenc

In this in vitro system, the potency for phenytoin, structurally related anticonvulsant
drugs and metabolites, and thalidomide to initiate DNA oxidation correlated well with their in
vivo teratogencity in mice. In embryo culture, the early, irreversible and teratologically important nature of embryonic oxidative DNA damage was evident if phenytoin was washed out of the culture system after only 4 h, rather than being left in for the entire 24 h culture period w12x. Washing out phenytoin at 4 h did not result in any reduction in either the elevated level of DNA oxidation or embryopathic outcomes determined at 24 h. In vivo pretreatment of pregnant mice or rabbits with doses of the PHS inhibitor acetylsalicylic acid ASA. or the free radical spin trapping agent PBN that inhibit the teratogenicity of phenytoin and thalidomide also substantially reduce embryonic DNA oxidation initiated by these teratogens w19,26x.
In rat skin fibroblasts, both the DNA oxidation and micronucleus formation initiated by benzowaxpyrene are enhanced by inducers of PHS interleukin-1 wIL1x, 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate wTPAx, 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin wTCDDx., and blocked by PHS inhibitors 1-aminobenzotriazole wABTx, 5,8,11,14-eicosatetraynoic acid wETYAx. w27x.
These results suggest the involvement of PHS-catalyzed bioactivation of these xenobiotics to a free radical reactive intermediate in the mechanism of DNA oxidation, and are consistent with a teratologically important role for DNA oxidation. Similarly in embryo culture, concentrations of SOD or catalase that completely block the embryopathic effects of phenytoin and benzowaxpyrene also abolish the DNA oxidation initiated by these teratogens w12,21x. As discussed later Section 4.5., the causal teratological importance of DNA damage by reactive intermediates in general is suggested by the enhanced teratogenicity of benzowaxpyrene and phenytoin in pregnant knock-out mice with either a heterozygous or homozygous deficiency in the p53 tumor suppressor gene, which indirectly and directly facilitates DNA repair w28–30x.
2.4.2. Protein
As reviewed elsewhere w6,31,32x, xenobiotic free radicals and ROS can react with structural and functional proteins, including enzymes, producing both irreversible oxidative damage e.g. decarboxylation, carbonyl formation. and reversible sulfhydryl oxidation, the latter of which is briefly discussed later under signal transduction Section 3.. Oxidative damage produces protein cross-linking, changes in amino acid composition, and changes in secondary, tertiary and quaternary protein structure, which can result in both altered protein function and degradation
w33x. Oxidative protein damage has been postulated to contribute to a number of physiological and pathological processes, including aging, arthritis, pulmonary diseases w31,34x and chemical teratogenesis w35,21x.
In vivo, phenytoin administered to pregnant mice during organogenesis initiates the oxidation and degradation of proteins in maternal and a variety of embryonic tissues w35x. Embryonic protein oxidation, measured as carbonyl group formation, was maximal at 3 h after phenytoin treatment, while embryonic protein degradation, measured as release of primary amines, occurred later with maxima between 6–8 h depending upon the tissue. In embryo culture, both 80 mM phenytoin and 10 mM benzowaxpyrene initiated the oxidation of a number of proteins, derivatized
with dinitrophenylhydrazine and characterized by gel electrophoresis, with molecular weights in the range of about 47–200 kD w21x. In an in vitro system employing hepatic microsomes, phenytoin-initiated protein oxidation and degradation, while still sequential, were considerably more rapid, with maximal embryonic protein oxidation occurring within 10 min, and significant degradation within 1 h w36x. Phenytoin- initiated protein oxidation and degradation in vitro were dependent upon addition of arachidonic acid, the cosubstrate necessary for PHS activity.
Interestingly, the concentration of phenytoin necessary for in vitro oxidation of protein 10 mM. was lower than that necessary for degradation 80 mM., suggesting the potential for oxidative damage in the absence of enhanced degradation. In rat skin fibroblasts, 10 mM benzowaxpyrene initiated substantial oxidation of proteins in the range of 33–200 kD, and enhanced genotoxicity as reflected by micronucleus formation w27x.
As in the case of DNA oxidation, both phenytoin-initiated embryonic protein oxidation and
degradation in vivo were inhibited by pretreatment of pregnant mice with doses of ASA and PBN that inhibited phenytoin teratogenicity, suggesting the involvement of PHS-catalyzed bioactivation of phenytoin to a free radical intermediate in the mechanism of protein oxidation, and consistent with the potential involvement of oxidative protein damage in the mechanism of teratogenesis w35x.

Kết quả (Việt) 1:

Trong hệ thống này trong ống nghiệm, tiềm năng cho phenytoin, cấu trúc liên quan đến đặcma túy và chất chuyển hóa và thalidomide để bắt đầu quá trình oxy hóa DNA tương quan với của họ trongVivo teratogencity ở chuột. Trong phôi văn hóa, thiên nhiên đầu tiên, không thể đảo ngược và teratologically quan trọng của phôi thiệt hại oxy hóa của DNA được hiển nhiên nếu phenytoin được rửa ra khỏi hệ thống văn hóa sau khi chỉ 4 h, chứ không phải bị bỏ lại trong cho toàn bộ 24 h văn hóa thời kỳ w12x. Rửa ra phenytoin lúc 4 h đã không tạo ra bất kỳ giảm hoặc mức độ cao của quá trình oxy hóa của DNA hoặc kết quả embryopathic xác định tại 24 h. Trong vivo pretreatment mang thai con chuột hay thỏ với liều lượng của các chất ức chế PHS acetylsalicylic acid ASA. hoặc làm giảm các gốc tự do đại lý spin bẫy PBN ức chế teratogenicity phenytoin và thalidomide cũng đáng kể phôi ôxi hóa DNA khởi xướng bởi teratogens w19, 26 x.Ở chuột da fibroblasts, cả hai DNA oxy hóa và micronucleus hình thành khởi xướng bởi benzowaxpyrene được tăng cường bởi các inducers của PHS interleukin-1 wIL1x, wTPAx 12-O-tetradecanoylphorbol-13-axetat, 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-chất độc da cam wTCDDx., và bị chặn bởi PHS ức chế 1-aminobenzotriazole wABTx, 5,8,11,14-eicosatetraynoic acid wETYAx. w27x.These results suggest the involvement of PHS-catalyzed bioactivation of these xenobiotics to a free radical reactive intermediate in the mechanism of DNA oxidation, and are consistent with a teratologically important role for DNA oxidation. Similarly in embryo culture, concentrations of SOD or catalase that completely block the embryopathic effects of phenytoin and benzowaxpyrene also abolish the DNA oxidation initiated by these teratogens w12,21x. As discussed later Section 4.5., the causal teratological importance of DNA damage by reactive intermediates in general is suggested by the enhanced teratogenicity of benzowaxpyrene and phenytoin in pregnant knock-out mice with either a heterozygous or homozygous deficiency in the p53 tumor suppressor gene, which indirectly and directly facilitates DNA repair w28–30x. 2.4.2. ProteinAs reviewed elsewhere w6,31,32x, xenobiotic free radicals and ROS can react with structural and functional proteins, including enzymes, producing both irreversible oxidative damage e.g. decarboxylation, carbonyl formation. and reversible sulfhydryl oxidation, the latter of which is briefly discussed later under signal transduction Section 3.. Oxidative damage produces protein cross-linking, changes in amino acid composition, and changes in secondary, tertiary and quaternary protein structure, which can result in both altered protein function and degradationw33x. Oxidative protein damage has been postulated to contribute to a number of physiological and pathological processes, including aging, arthritis, pulmonary diseases w31,34x and chemical teratogenesis w35,21x.In vivo, phenytoin administered to pregnant mice during organogenesis initiates the oxidation and degradation of proteins in maternal and a variety of embryonic tissues w35x. Embryonic protein oxidation, measured as carbonyl group formation, was maximal at 3 h after phenytoin treatment, while embryonic protein degradation, measured as release of primary amines, occurred later with maxima between 6–8 h depending upon the tissue. In embryo culture, both 80 mM phenytoin and 10 mM benzowaxpyrene initiated the oxidation of a number of proteins, derivatizedwith dinitrophenylhydrazine and characterized by gel electrophoresis, with molecular weights in the range of about 47–200 kD w21x. In an in vitro system employing hepatic microsomes, phenytoin-initiated protein oxidation and degradation, while still sequential, were considerably more rapid, with maximal embryonic protein oxidation occurring within 10 min, and significant degradation within 1 h w36x. Phenytoin- initiated protein oxidation and degradation in vitro were dependent upon addition of arachidonic acid, the cosubstrate necessary for PHS activity.Interestingly, the concentration of phenytoin necessary for in vitro oxidation of protein 10 mM. was lower than that necessary for degradation 80 mM., suggesting the potential for oxidative damage in the absence of enhanced degradation. In rat skin fibroblasts, 10 mM benzowaxpyrene initiated substantial oxidation of proteins in the range of 33–200 kD, and enhanced genotoxicity as reflected by micronucleus formation w27x.As in the case of DNA oxidation, both phenytoin-initiated embryonic protein oxidation anddegradation in vivo were inhibited by pretreatment of pregnant mice with doses of ASA and PBN that inhibited phenytoin teratogenicity, suggesting the involvement of PHS-catalyzed bioactivation of phenytoin to a free radical intermediate in the mechanism of protein oxidation, and consistent with the potential involvement of oxidative protein damage in the mechanism of teratogenesis w35x.

Kết quả (Việt) 2:

Trong hệ thống trong ống nghiệm này, những tiềm năng cho phenytoin, cấu trúc liên quan chống co giật
ma túy và các chất chuyển hóa, và thalidomide để bắt đầu quá trình oxy hóa DNA tương quan tốt với họ trong
teratogencity vivo ở chuột. Trong nuôi cấy phôi, bản chất ban đầu, không thể đảo ngược và teratologically quan trọng của thiệt hại DNA oxy hóa phôi là hiển nhiên nếu phenytoin đã được rửa ra của hệ thống văn hóa chỉ sau 4 giờ, chứ không phải bị còn lại trong toàn bộ 24 h Thời gian nuôi w12x. Rửa ra phenytoin lúc 4 h đã không dẫn đến sự giảm hoặc mức độ cao của quá trình oxy hóa DNA hoặc kết cục embryopathic xác định tại 24 h. Trong xử lý sơ bộ cơ thể của những con chuột mang thai hoặc cho con thỏ với liều ức chế PHS acetylsalicylic acid ASA?. hoặc PBN gốc tự do quay đại lý bẫy ức chế sự gây quái thai của phenytoin và thalidomide cũng làm giảm đáng kể quá trình oxy hóa DNA phôi khởi xướng bởi những gây ra quái thai w19,26x.
Trong các nguyên bào sợi da chuột, cả quá trình oxy hóa DNA và vi nhân hình thành khởi xướng bởi benzowaxpyrene được tăng cường bởi thuốc gây cảm ứng của PHS? interleukin-1 wIL1x, 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate wTPAx, 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin wTCDDx., và bị chặn bởi các chất ức chế PHS? 1-aminobenzotriazole wABTx, 5,8,11 , 14-eicosatetraynoic wETYAx axit. w27x.
Các kết quả này cho thấy sự tham gia của bioactivation PHS-xúc tác của các xenobiotics đến một gốc tự do phản ứng trung gian trong cơ chế của quá trình oxy hóa DNA, và phù hợp với một vai trò quan trọng đối với quá trình oxy hóa teratologically DNA. Tương tự như vậy trong nuôi cấy phôi, nồng độ của SOD hoặc catalase mà hoàn toàn ngăn chặn những tác động embryopathic phenytoin và benzowaxpyrene cũng bãi bỏ các quá trình oxy hóa DNA khởi xướng bởi những gây ra quái thai w12,21x. Như đã thảo luận sau này? Mục 4.5., Tầm quan trọng teratological nhân gây thiệt hại DNA của trung gian phản ứng nói chung được đề xuất bởi các quái thai nâng cao của benzowaxpyrene và phenytoin trong thai chuột knock-out với một trong hai thiếu dị hợp hoặc đồng hợp tử ở gen ức chế khối u p53, đó gián tiếp và trực tiếp tạo điều kiện sửa chữa DNA w28-30x.
2.4.2. Protein
Khi xem xét các nơi khác w6,31,32x, các gốc tự do và xenobiotic ROS có thể phản ứng với các protein cấu trúc và chức năng, bao gồm các enzyme, sản xuất cả hai tổn thương oxy hóa không thể đảo ngược? Ví dụ như phản ứng khử carboxyl, hình cacbonyl. và đảo ngược quá trình oxy hóa sulfhydryl, thì sau đó được thảo luận ngắn gọn sau đó dưới truyền tín hiệu? Phần 3 .. oxy hóa thiệt hại sản xuất protein liên kết ngang, những thay đổi trong thành phần acid amin, và những thay đổi trong cấu trúc protein thứ cấp, đại học và bậc bốn, mà có thể dẫn đến cả hai chức năng protein bị thay đổi và suy thoái
w33x. Thiệt hại oxy hóa protein đã được mặc nhiên công nhận đóng góp vào một số quá trình sinh lý và bệnh lý, bao gồm lão hóa, viêm khớp, bệnh phổi w31,34x hóa teratogenesis w35,21x.
Trong cơ thể, phenytoin tiêm cho những con chuột mang thai trong sinh cơ quan khởi quá trình oxy hóa và suy thoái protein trong người mẹ và một loạt các mô phôi w35x. Phôi oxy hóa protein, được đo như hình thành nhóm cacbonyl, là cực đại vào lúc 3 giờ sau khi điều trị phenytoin, trong khi phân hủy protein phôi thai, đo như phát hành của các amin chính, xảy ra sau đó với cực đại giữa 6-8 h phụ thuộc vào mô. Trong nuôi cấy phôi, cả 80 mM phenytoin và 10 mM benzowaxpyrene khởi xướng quá trình oxy hóa của một số protein, dẫn xuất
với dinitrophenylhydrazine và đặc trưng bởi điện di gel, với trọng lượng phân tử trong phạm vi khoảng 47-200 kD W21x. Trong một hệ thống in vitro sử dụng microsomes gan, phenytoin-khởi xướng quá trình oxy hóa protein và suy thoái, trong khi vẫn tuần tự, là đáng kể nhanh hơn, với tối đa quá trình oxy hóa phôi protein xảy ra trong vòng 10 phút, và suy giảm đáng kể trong vòng 1 giờ w36x. Phenytoin- khởi xướng quá trình oxy hóa protein và suy thoái trong ống nghiệm là phụ thuộc vào việc bổ sung các axit arachidonic, các cosubstrate cần thiết cho hoạt động PHS.
Điều thú vị là, nồng độ của phenytoin cần thiết cho quá trình oxy hóa in vitro của protein? 10 mM. thấp hơn so với cần thiết cho sự xuống cấp? 80 mM., cho thấy tiềm năng thiệt hại oxy hóa trong sự vắng mặt của sự xuống cấp nâng cao. Trong các nguyên bào sợi da chuột, 10 mM benzowaxpyrene khởi xướng quá trình oxy hóa đáng kể của protein trong khoảng 33-200 kD, và tăng cường genotoxicity như được phản ánh bởi sự hình thành vi nhân w27x.
Như trong trường hợp của quá trình oxy hóa DNA, cả phenytoin-khởi xướng phôi oxy hóa protein và
suy thoái vivo bị ức chế bởi tiền xử lý của những con chuột mang thai với liều ASA và PBN mà ức chế phenytoin gây quái thai, cho thấy sự tham gia của bioactivation PHS-xúc tác của phenytoin đến một gốc tự do trung gian trong cơ chế của quá trình oxy hóa protein, và phù hợp với sự tham gia tiềm năng của protein oxy hóa thiệt hại trong cơ chế teratogenesis w35x.