toxreviewТоксикологический вестникToxicological Review0869-79223034-4611Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.36946/0869-7922-2019-3-19-25toxreview-195Research ArticleСтатьиВЛИЯНИЕ АГОНИСТОВ АРИЛГИДРОКАРБОНОВОГО РЕЦЕПТОРА И ЛИПОПОЛИСАХАРИДА НА МАРКЕРЫ ГЕНОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ БЕНЗ(А)ПИРЕНАEFFECT OF ARYL HYDROCARBON RECEPTOR AGONISTS AND LIPOPOLYSACCHARIDE ON BENZO(A)PYRENE GENOTOXICITY MARKERSБабаковВ. Н.BabakovV. N.

Бабаков Владимир Николаевич, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник

Санкт-Петербург

Babakov Vladimir Nikolaevich

Saint Petersburg

babakov@rihophe.ruРоговскаяН. Ю.RogovskayaN. Yu.

Роговская Надежда Юрьевна, научный сотрудник

Санкт-Петербург

Rogovskaya Nadezhda Yurievna

Saint Petersburg

КурдюковИ. Д.KurdyukovI. D.

Курдюков Иван Дмитриевич, старший научный сотрудник

Санкт-Петербург

Kurdyukov Ivan Dmitrievich

Saint Petersburg

БельтюковП. П.BeltyukovP. P.

Бельтюков Петр Петрович, кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией молекулярной токсикологии и экспериментальной терапии 

Санкт-Петербург

Beltyukov Petr Petrovich

Saint Petersburg

ДуловС. А.DulovS. A.

Дулов Сергей Анатольевич, кандидат медицинских наук, заместитель заведующего отделом токсикологии

Санкт-Петербург

 

Dulov Sergei Anatolievich

Saint Petersburg

РадиловА. С.RadilovA. S.

Радилов Андрей Станиславович, доктор медицинских наук, профессор, исполняющий обязанности директора

Санкт-Петербург

Radilov Andrei Stanislavovich

Saint Petersburg

radilov@rihophe.ruФГУП НИИ гигиены, профпатологии и экологии человека ФМБА РоссииРоссияResearch Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology, Federal Medical Biological AgencyRussian Federation201928062019031925Copyright © Бабаков В.Н., Роговская Н.Ю., Курдюков И.Д., Бельтюков П.П., Дулов С.А., Радилов А.С., 20192019Бабаков В.Н., Роговская Н.Ю., Курдюков И.Д., Бельтюков П.П., Дулов С.А., Радилов А.С.Babakov V.N., Rogovskaya N.Y., Kurdyukov I.D., Beltyukov P.P., Dulov S.A., Radilov A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.toxreview.ru/jour/article/view/195

Оценивали влияние агонистов арилгидрокарбонового рецептора (FICZ и ITE), а также липополисахарида при токсическом действии бенз(а)пирена в клетках гепатомы человека линии HepaRG. В качестве маркеров генотоксического действия бенз(а)пирена определяли активные формы белков ключевых стресс-активируемых киназных каскадов и системы репарации ДНК. Липополисахарид в смеси с бенз(а)пиреном усиливает токсичность бенз(а)пирена и снижает активацию белков системы репарации ДНК ниже контрольного уровня. Агонисты арилгидрокарбонового рецептора (FICZ и ITE) проявляют цитопротекторное действие на фоне токсичности бенз(а)пирена, усиливают активацию киназы Akt1 и снижают уровень активации белка р53 и чекпойнт-киназ Chk1 и Chk2. Таким образом, FICZ и ITE снижают генотоксичность бенз(а)пирена.

The effect of aryl hydrocarbon receptor agonists (FICZ and ITE), as well as lipopolysaccharide under the toxic action of benzo(a)pyrene in HepaRG human hepatoma cells was evaluated. Active forms of the key stress-activated kinase cascades and DNA repair system proteins were used as markers of the genotoxic action of benzo(a)pyrene. A mixture of lipopolysaccharide with benzo(a)pyrene increases benzo(a)pyrene cytotoxicity and reduces the activation of DNA repair system proteins below the control level. Aryl hydrocarbon receptor agonists (FICZ and ITE) exhibit a cytoprotective effect against benzo(a) pyrene, enhance Akt1 kinase activation, and downregulate activation of the p53 protein and Chk1 and Chk2 checkpoint kinases. Thus, FICZ and ITE reduce the genotoxicity of benzo(a)pyrene.

полиароматические углеводородыбенз(а)пиренарилгидрокарбоновый рецепторHepaRGNF-kappaBгенотоксичностьpolyaromatic hydrocarbonsbenzo(a)pyrenearyl hydrocarbon receptorHepaRGNF-kappaBgenotoxicityReferencesCoates P.J., Lorimore S.A., Wright E.G. Cell and tissue responses to genotoxic stress. J Pathol. 2005; 205(2): 221Coates P.J., Lorimore S.A., Wright E.G. Cell and tissue responses to genotoxic stress. J Pathol. 2005; 205(2):221-35.Shimada T. Inhibition of carcinogenactivating cytochrome P450 enzymes by xenobiotic chemicals in relation to antimutagenicity and anticarcinogenicity. Toxicol Res. 2017; 33(2):79Shimada T. Inhibition of carcinogen-activating cytochrome P450 enzymes by xenobiotic chemicals in relation to antimutagenicity and anticarcinogenicity. Toxicol Res. 2017; 33(2):79-96.Siddens L.K., Larkin A., Krueger S.K., et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons as skin carcinogens: comparison of benzo[a] pyrene, dibenzo[def,p]chrysene and three environmental mixtures in the FVB/N mouse. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2012; 264(3): 377-86.Siddens L.K., Larkin A., Krueger S.K., et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons as skin carcinogens: comparison of benzo[a]pyrene, dibenzo[def,p]chrysene and three environmental mixtures in the FVB/N mouse. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2012; 264(3): 377-86.Niida H., Nakanishi M. DNA damage checkpoints in mammals. Mutagenesis. 2006; 21(1):3Niida H., Nakanishi M. DNA damage checkpoints in mammals. Mutagenesis. 2006; 21(1):3-9.Бабаков В.Н., Роговская Н.Ю., Курдюков И.Д., Бельтюков П.П., Дулов С.А., Радилов А.С. Влияние бенз(а)пирена и эндогенного агониста арил-гидрокарбонового рецептора FICZ на активацию транскрипционного фактора NF-κB и цитокиновый секретом в клетках гепатомы человека линии HepaRG. Медицина экстремальных ситуаций. 2018; 20(3): 432-438.Babakov V.N., Rogovskaya N.Yu., Kurdyukov I.D., Beltyukov P.P., Dulov S.A., Radilov A.S. The effect of benzo(a)-pyrene and the endogenous agonist of the aryl hydrocarbon receptor FICZ on the activation of the transcription factor NF-kB and the cytokine secretion in human hepatoma HepaRG cells. Medicine of Extreme Situations. 2018; 20(3): 432-438 (in Russian).Lubberstedt M., Muller-Vieira U., Mayer M., Biemel K.M., Knospel F., Knobeloch D., et al. HepaRG human hepatic cell line utility as a surrogate for primary human hepatocytes in drug metabolism assessment in vitro. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 2011; 63(1): 59-68.Lubberstedt M., Muller-Vieira U., Mayer M., Biemel K.M., Knospel F., Knobeloch D., et al. HepaRG human hepatic cell line utility as a surrogate for primary human hepatocytes in drug metabolism assessment in vitro. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 2011; 63(1): 59-68.Lin T., Yang M.S. Benzo[a]pyrene-induced necrosis in the HepG2 cells via PARP-1 activation and NAD+ depletion. Toxicology. 2008; 245(1–2): 147-153.Lin T., Yang M.S. Benzo[a]pyrene-induced necrosis in the HepG2 cells via PARP-1 activation and NAD+ depletion. Toxicology. 2008; 245(1–2): 147-153.Роговская Н. Ю., Бабаков В. Н. Маркеры апоптоза – молекулярные мишени токсического действия сернистого иприта. Токсикологический вестник. 2017; (5): 28-34.Rogovskaya N.Yu.,Babakov V.N. Apoptosis markers are molecular targets of sulfure mustard toxic action. Toksikologicheskii vestnik (Toxicological Review). 2017; (5): 28-34 (in Russian).Волков М.С., Кобляков В.А. Активация транскрипционного фактора NF-κB в клетках гепатом под действием канцерогенных полициклических ароматических углеводородов. Цитология. 2011; 53(5): 418-422.Volkov M.S., Kobliakov V.A. Activation of transcription factor NF-kappaB by carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons. Tsitologiia. 2011; 53(5):418-22. (In Russian).Smerdova L., Neca J., Svobodova J., Topinka J., Schmuczerova J., Kozubik A., et al. Inflammatory mediators accelerate metabolism of benzo[a]pyrene in rat alveolar type II cells: the role of enhanced cytochrome P450 1B1 expression. Toxicology.2013; 314: 30–38.Smerdova L., Neca J., Svobodova J., Topinka J., Schmuczerova J., Kozubik A., et al. Inflammatory mediators accelerate metabolism of benzo[a]pyrene in rat alveolar type II cells: the role of enhanced cytochrome P450 1B1 expression. Toxicology.2013; 314: 30–38.Uno S., Makishima M. Benzo[a]pyrene toxicity and inflammatory disease. Curr. Rheumatol. Rev. 2009; 5: 266–271.Uno S., Makishima M. Benzo[a]pyrene toxicity and inflammatory disease. Curr. Rheumatol. Rev. 2009; 5: 266–271.Arlt V.M., Krais A.M., Godschalk R.W., Riffo-Vasquez Y., Mrizova I., Roufosse et al. Pulmonary inflammation impacts on CYP1A1mediated respiratory tract DNA damage induced by the carcinogenic air pollutant benzo[a]pyrene. Toxicol. Sci. 2015; 146: 213–225.Arlt V.M., Krais A.M., Godschalk R.W., Riffo-Vasquez Y., Mrizova I., Roufosse et al. Pulmonary inflammation impacts on CYP1A1-mediated respiratory tract DNA damage induced by the carcinogenic air pollutant benzo[a]pyrene. Toxicol. Sci. 2015; 146: 213–225.Shi Q., Haenen G.R., Maas L., Arlt V.M., Spina D., Vasquez Y.R., et al. Inflammationassociated extracellular beta-glucuronidase alters cellular responses to the chemical carcinogen benzo[a]pyrene. Arch. Toxicol. 2016; 90: 2261–2273.Shi Q., Haenen G.R., Maas L., Arlt V.M., Spina D., Vasquez Y.R., et al. Inflammation-associated extracellular beta-glucuronidase alters cellular responses to the chemical carcinogen benzo[a]pyrene. Arch. Toxicol. 2016; 90: 2261–2273.Shi Q., Fijten R.R., Spina D., Riffo Vasquez Y., Arlt V.M., Godschalk R.W., et al. Altered gene expression profiles in the lungs of benzo[a]pyrene-exposed mice in the presence of lipopolysaccharide-induced pulmonary inflammation. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2017;336:8-19.Shi Q., Fijten R.R., Spina D., Riffo Vasquez Y., Arlt V.M., Godschalk R.W., et al. Altered gene expression profiles in the lungs of benzo[a]pyrene-exposed mice in the presence of lipopolysaccharide-induced pulmonary inflammation. Toxicol Appl Pharmacol. 2017; 336:8-19.Voronov I., Li K., Tenenbaum H.C., Manolson M.F. Benzo[a]pyrene inhibits osteoclastogenesis by affecting RANKL-induced activation of NF-κB. Biochem. Pharmacol. 2008; 75(10): 2034-2044.Voronov I., Li K., Tenenbaum H.C., Manolson M.F. Benzo[a]pyrene inhibits osteoclastogenesis by affecting RANKL-induced activation of NF-κB. Biochem. Pharmacol. 2008; 75(10): 2034-2044.Воронцова Ю.Е., Черезов Р.О., Кузин Б.А., Симонова О.Б. Арил-гидрокарбоновый рецептор как потенциальная мишень для противораковой терапии. Биомедицинская химия 2018; 64(5): 397-415.Vorontsova J.E., Cherezov R.O., Kuzin B.A., Simonova O.B. Aryl-hydrocarbon receptor as a potential target for anticancer therapy. Biomed. Khim. 2018; 64(5): 397-415 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.