Anotace
Polychlorované dibenzo-p-dioxiny (PCDD) včetně
2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxinu (TCDD), polychlorované
dibenzofurany (PCDF) a polychlorované bifenyly (PCB)
představují skupinu persistentních sloučenin v životním
prostředí a jsou to nejvíce toxické polyaromatické uhlovodíky.
Biologické a toxické efekty těchto sloučenin jsou
zprostředkovány přes receptor pro aromatické uhlovodíky (AhR),
což je ligandem aktivovaný transkripční faktor a člen rodiny
basic-helix-loop-helix-PAS (bHLH-PAS) transkripčních faktorů. V
cytosolu se AhR nachází volně bez ligandu v komplexu se dvěma
molekulami heat-shock proteinu 90 a s alespoň jedním homologním
proteinem imunofilinem. Po vazbě ligandu na AhR dochází k jeho
translokaci do jádra a rozdělení cytosolového komplexu.
Následně dochází k heterodimerizaci s translokátorem pro
receptor aromatických uhlovodíků (ARNT) a heterodimér AhR/ARNT
se váže na dioxinové responsní elementy (DREs), také známé jako
xenobiotické responsní elementy (XREs). Vazba tohoto
heterodiméru aktivuje expresi genů podílejících se na první a
druhé fázi biotransformace, jsou to například CYP1A1, CYP1A2,
CYP1B1, GST 2 a NADPH chinonoxidoreduktasa. Nedávno bylo
identifikováno mnoho dalších cílových genů tohoto receptoru,
což naznačuje mnohem širší roli AhR ve vývoji tkáně a
nežádoucích účinků, jako je rakovina. TCDD je jeden z
nejtoxičtějších polyaromatických uhlovodíků (PAU), které se
běžně vyskytují a znečišťují životní prostředí. TCDD je široce
rozšířený kontaminant v životním prostředí, který způsobuje
celou řadu druhově a orgánově specifických biologických účinků.
Epidemiologické studie naznačují, že TCDD je lidský karcinogen.
A je známo, že efekty TCDD jsou zprostředkovány právě vazbou na
receptor pro aromatické uhlovodíky. PCB jsou skupinou
hydrofóbních chlorovaných sloučenin, vyznačujících se vysokou
persistencí, toxicitou, bioakumulací a široce rozšířenou
distribucí v životním prostředí. Biologické účinky
individuálních PCB kongenerů silně závisí na počtu a pozici
atomů chlórů. Ne-ortho substituované a mono-ortho substituované
koplanární PCB (DL-PCB) jsou známy tím, že vyvolávají řadu
nežádoucích účinků, spojené s aktivací AhR, včetně reprodukční
toxicity, dermatotoxicity, imunotoxicity, vývojové toxicity,
neurotoxicity, karcinogeneze a hepatotoxicity. Di-ortho
substituované PCB , označované „non-dioxin-like“ sloučeniny
(NDL-PCB), vykazují odlišné spektrum toxických mechanismů
účinku, jako jsou neurotoxicita, imunotoxicita, endokrinní
disrupce a nádorová promoce. Cílem naši práce bylo
charakterizovat AhR-zprostředkované efekty v krysí jaterní
progenitorové buněčné linii WB-F344 a v některých dalších
jaterních buněčných modelech. Bylo naznačeno, že jaterní
progenitorové (oválné) buňky by mohly představovat potenciální
cíl pro chemikálie, které způsobují hepatokarcinogenezi. Prvně
jsme studovali AhR-řízené dráhy v globální genové expresi po
expozici koplanárním PCB 126 (3,3', 4,4',
5-pentachlórbifenylem) v kontaktně inhibovaných WB-F344 buňkách
po 6, 24 a 72 hodinách. Identifikovali jsme řadu cílových AhR
genů ( tj. Ptgs2, Fst, Areg, Hbegf, Btg2 and Foxq1),
potencionálně zapojených do nádorově promočních procesů, jako
je indukce proliferace a poškození buněčné komunikace. Na
základě dat z analýzy globální genové exprese jsme se dále
zaměřili na účinky TCDD na expresi Hippo transkripčních cílů,
zejména na survivin v krysí jaterní progenitorové linii
WB-F344. Navíc jsme pozorovali expresi survivinu také v modelu
lidských jaterních buněk, HepaRG. Zjistili jsme, že survivin,
který hraje roli v buněčné proliferaci a inhibici apoptosy, by
mohl být nepřímo indukován aktivovaným AhR, a to by mohlo hrát
roli v AhR-depnedentní proliferaci kontaktně inhibovaných
WB-F344 buněk. Relativní potence koplanárních PCB podobných
dioxinům (DL-PCBs) a dalších sloučenin podobných dioxinům,
které aktivují AhR a způsobují AhR-závislé toxické účinky, jsou
základní pro posouzení rizik. Studie sledující závislost dávka
vs. odpověď byla provedena v krysí jaterní progenitorové linii
WB-F344 za použití několik AhR cílových genů jako parametrů
aktivace AhR a míry dioxinové toxicity. Vzhledem k tomu že
aktivace AhR a AhR-závislá toxicita může být buněčně, tkáňově a
druhově specifická, naše data byla porovnávána v dalších in
vitro modelech u lidí a hlodavců a hodnoty tzv. „konsensuálních
toxických faktorů“ (CTFs) byly hodnoceny QSAR technikami.
Hodnotili jsme také potenciální tlumivé účinky NDL-PCBs na
aktivaci AhR, s použitím sady 24 čistých NDL-PCB kongenerů. V
této studii jsme zkoumali antagonistické účinky NDL-PCB
kongenerů v kombinaci s expozicí PCB 126, který indukuje
aktivaci AhR a je nejúčinnější koplanární PCB (0.1toxické
účinnosti TCDD). Stanovili jsme vliv hlavních NDL-PCB na model
AhR-závislé luciferázové reportérové genové exprese v krysích
hepatoma buňkách. A dalším zkoumaným parametrem závislým na
aktivovaném AhR bylo narušení kontaktní inhibice v krysích
jaterních epiteliálních buňkách. Bylo zjištěno, že některé
NDL-PCB by mohly regulovat odpovědi podobné dioxinům a tedy i
celkově účinky v komplexních směsích. …víceméně
Abstract
Polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs), polychlorinated
dibenzofurans (PCDFs), and polychlorinated biphenyls (PCBs)
constitute a group of persistent environmental chemicals, with
2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) being the most toxic
of polyhalogenated aromatic hydrocarbons. Biological and toxic
effects of these compounds are mediated through the aryl
hydrocarbon receptor (AhR), a ligand-activated transcription
factor that is a member of the basic-helix-loop-helix-PAS
(bHLH-PAS) family of transcription factors. In the cytosol, the
unliganded receptor forms a complex with two heat-shock-protein
90 molecules and at least one immunophilin homologous protein.
Binding of the ligand results in nuclear translocation of the
AhR and disruption of the complex. After heterodimerization
with aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator (ARNT), the
AhR/ARNT heterodimer binds to dioxin responsive elements
(DREs), also known as xenobiotic responsive elements (XREs).
Binding of the AhR/ARNT activates the expression of battery of
genes involved in I and II phase of detoxification, such as
CYP1A1, CYP1A2, CYP1B1, GST 2 and NADPH quinone oxidoreductase.
Many other target genes have been reported recently, suggesting
a much broader role of AhR in tissue development and adverse
effects such as carcinogenesis. TCDD is the most toxic of a
family of related polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) that
are common environmental contaminants. TCDD is widespread
environmental contaminant causing a variety of species and
organ-specific biological effects. Epidemiological studies
indicate that TCDD is human carcinogen. The known cellular
actions of TCDD are mediated by binding to the AhR. PCBs are a
group of hydrophobic chlorinated compounds characterized by
high persistence, toxicity, bioaccumulative properties and
widespread distribution in the environment. The biological
effects of individual PCB congeners strongly depend on the
number and position of chlorine atoms. The non-ortho- and
mono-ortho-substituted coplanar PCBs are known to elicit a set
of adverse „dioxin-like” effects associated with the activation
of the AhR, including reproductive toxicity, dermatotoxicity,
immunotoxicity, developmental toxicity, neurotoxicity,
carcinogenensis and hepatotoxicity. Di ortho-substituted PCBs,
termed as non-dioxin-like PCBs (NDL-PCBs), exhibit a different
spectrum of toxic modes of action, including neurotoxicity,
immunotoxicity, endocrine disruption or tumor promotion. The
aim of our work was to characterize AhR-mediated signaling in
rat liver progenitor cells WB-F344 and in some other cellular
hepatic models. Liver progenitor (oval) cells have been
suggested to constitute a potential target for
hepatocarcinogenic chemicals. At first we studied AhR-driven
pathways in global gene expression in response to exposure to
coplanar PCB 126 (3,3', 4,4', 5-pentachlorobiphenyl) in contact
inhibited WB-F344 cells after 6, 24 and 72 h treatment. We
identified a number of AhR target genes (i.e. Ptgs2, Fst, Areg,
Hbegf, Btg2 and Foxq1) potentially involved in tumor promotion
processes such as induction of proliferation and disruption of
cell-cell communication. Based on data from global gene
expression analysis, we further focused on the effects of TCDD
on expression of Hippo transcriptional targets, in particular
survivin in rat liver progenitor cell line, WB-F344. Moreover
we observed expression of survivin also in a model of human
liver cells, HepaRG. We found that survivin, which plays a role
both in cell proliferation and inhibition of apoptosis, could
be indirect target of AhR activation and it plays a role in
proliferation of contact-inhibited WB-F344 cells after
activation of the AhR. The relative potencies of dioxin-like
coplanar polychlorinated biphenyls (DL-PCBs) and other
dioxin-like compounds to activate the AhR and to cause the
AhR-dependent toxic effects are essential for the risk
assessment. Dose-response study was performed in rat liver
progenitor WB-F344 cells, using several AhR-target genes as the
specific end-points of the AhR activation. Due to the fact,
that AhR activation and AhR-dependent toxicity might be cell-,
tissue- and species-specific, our data were compared with
series of other human and rodent in vitro models and consensus
toxicity factors (CTFs) were evaluated by QSAR techniques. We
evaluated also potential suppressive effects of NDL-PCBs on AhR
activation, using the set of 24 pure NDL-PCBs. In the present
study, we investigate the antagonistic effect of NDL-PCBs on
induction of AhR-mediated activities induced by PCB 126, a most
potent coplanar PCB, having one-tenth the toxic potency of
TCDD. We determined impact of NDL-PCBs on the model
AhR-dependent luciferase reporter gene expression in rat
hepatoma cells. Disruption of contact inhibition, as another
parameter dependent on activated AhR, was studied in rat liver
epithelial cells. It was found that some NDL-PCBs could
modulate dioxin-like response and therefore also overall
dioxin-like effects in complex mixtures. …víceméně
angličtina
Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.