Ukr.Biochem.J. 2015; Том 87, № 4, липень-серпень, c. 45-53

doi: http://dx.doi.org/10.15407/ubj87.04.045

Чутливість клітин із різним рівнем активності NAD(P)H-хіноноксидоредуктази 1 до цитотоксичної дії хінонімінів та синтетичних похідних α-токоферолу

Г. В. Петрова1, О. В. Паршиков2

1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: petrova@biochem.kiev.ua;
2Інститут фармакології та токсикології НАМН України, Київ

Досліджували вплив α-токоферолу із вкороченим до 6 атомів вуглецю бічним ланцюгом (α-ТФ-С6), α-токоферилсукцинату (α-ТС) і хіноніміну 2,6-дихлорофеноліндофенолу на активність DT-діафорази й життєздатність тимоцитів, спленоцитів і гепатоцитів щурів. Встановлено, що спленоцитам властива найменша базальна активність ензиму. Активність DT-діафорази в тимоцитах у 1,4 раза, а у гепатоцитах – у 5 разів перевищує таку в спленоцитах. Виявлено, що чутливість клітин до цитотоксичної дії хінонімінів обернено пропорційна рівню базальної активності DT-діафорази й супроводжується її активацією з подальшим інгібуванням у нетоксичних і токсичних концентраціях відповідно. Гепатоцити найменш чутливі до цитотоксичної дії  α-ТФ-С6. У тимоцитах і спленоцитах α-ТФ-С6 виявляє інгібуючі DT-діафоразу ефекти, у той час як у гепатоцитах спостерігається підвищення активності ензиму, що, ймовірно, і обумовлює їх високу виживаність. Не виключена також можливість одночасної індукції α-ТФ-С6-м експресії ензимів системи цитохрому Р450 у гепатоцитах. Цитотоксична дія  α-ТС не залежить від базальної активності DT-діафорази у клітинах, не супроводжується її індукцією і, найімовірніше, визначається рівнем активності неспецифічної естерази.

Ключові слова: , , , , , ,


Посилання:

  1. Dinkova-Kostova AT, Talalay P. NAD(P)H:quinone acceptor oxidoreductase 1 (NQO1), a multifunctional antioxidant enzyme and exceptionally versatile cytoprotector. Arch Biochem Biophys. 2010 Sep 1;501(1):116-23. Review. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  2. Nioi P, Hayes JD. Contribution of NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1 to protection against carcinogenesis, and regulation of its gene by the Nrf2 basic-region leucine zipper and the arylhydrocarbon receptor basic helix-loop-helix transcription factors. Mutat Res. 2004 Nov 2;555(1-2):149-71. Review. PubMed, CrossRef
  3. Zeekpudsa P, Kukongviriyapan V, Senggunprai L, Sripa B, Prawan A. Suppression of NAD(P)H-quinone oxidoreductase 1 enhanced the susceptibility of cholangiocarcinoma cells to chemotherapeutic agents. J Exp Clin Cancer Res. 2014 Jan 24;33:11. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  4. Cullen JJ, Hinkhouse MM, Grady M, Gaut AW, Liu J, Zhang YP, Weydert CJ, Domann FE, Oberley LW. Dicumarol inhibition of NADPH:quinone oxidoreductase induces growth inhibition of pancreatic cancer via a superoxide-mediated mechanism. Cancer Res. 2003 Sep 1;63(17):5513-20. PubMed
  5. Constantinou C, Papas A, Constantinou AI. Vitamin E and cancer: An insight into the anticancer activities of vitamin E isomers and analogs. Int J Cancer. 2008 Aug 15;123(4):739-52. Review. PubMed, CrossRef
  6. Petrova GV, Donchenko GV, Klimenko KP. Effects of α-tocopherol and its derivatives on the NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1 level in rat thymocytes. Reports NASU. 2014;(4):156-161. (in Russian).
  7. Bellezza I, Grottelli S, Gatticchi L, Mierla AL, Minelli A. α-Tocopheryl succinate pre-treatment attenuates quinone toxicity in prostate cancer PC3 cells. Gene. 2014 Apr 10;539(1):1-7. PubMed, CrossRef
  8. Rooseboom M, Commandeur JN, Vermeulen NP. Enzyme-catalyzed activation of anticancer prodrugs. Pharmacol Rev. 2004 Mar;56(1):53-102. Review. PubMed, CrossRef
  9. Pat. 21527 UA, ICP A61K 31. 355, C07D 311. 72. A Technique for Obtaining of the 2,5,7,8-tetramethyl-2-(4-methyl-3-pentenyl)-6-chromanol acetate. Danevich O. I., Kirey Z. M., Andreichuk P.E., Kosenko М.V., Donchenko G.V., Klimenko K.P., Borutska Z.P., Borodina L.О., Svischuk О.А., Makovetsky V.P., Kuzmenko I.V. – Publ. 28.02.2000, Bul. N 1. (In Ukrainian).
  10. Lymphocytes. A practical approach. Edit by J. Klaus. Мoscw.: Мir, 1990. 393 p. (in Russian).
  11. Seglen PO. Prepаration of isolated rat liver cells: The enzymatic preparatıon of isolated intact parenchymal cells from rat liver. Methods Cell Biol. 1976;13:29-83. PubMed
  12. Prochaska HJ, Santamaria AB. Direct measurement of NAD(P)H:quinone reductase from cells cultured in microtiter wells: a screening assay for anticarcinogenic enzyme inducers. Anal Biochem. 1988 Mar;169(2):328-36. PubMed, CrossRef
  13. Bárta F, Levová K, Frei E, Schmeiser HH, Arlt VM, Stiborová M. The effect of aristolochic acid I on expression of NAD(P)H:quinone oxidoreductase in mice and rats–a comparative study. Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen. 2014 Jul 1;768:1-7. PubMed, CrossRef
  14. Cabello CM, Bair WB 3rd, Bause AS, Wondrak GT. Antimelanoma activity of the redox dye DCPIP (2,6-dichlorophenolindophenol) is antagonized by NQO1. Biochem Pharmacol. 2009 Aug 15;78(4):344-54. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  15. Danson S, Ward TH, Butler J, Ranson M. DT-diaphorase: a target for new anticancer drugs. Cancer Treat Rev. 2004 Aug;30(5):437-49. Review. PubMed, CrossRef
  16. Siegel D, Ross D. Immunodetection of NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1 (NQO1) in human tissues. Free Radic Biol Med. 2000 Aug;29(3-4):246-53. PubMed, CrossRef
  17. Petrova GV, Donchenko GV. Cytotoxicity of troglitazone, structural analogue of alpha-tocopherol is mediated by inhibition of NAD(P)H:quinone oxidoreductase. Ukr Biokhim Zhurn. 2009 Jul-Aug;81(4):105-11. Russian. PubMed
  18. Niki E, Traber MG. A history of vitamin E. Ann Nutr Metab. 2012;61(3):207-12. Review. PubMed, CrossRef
  19. Zuo ZY, Luo HL, Liu K, Jia HN, Zhang YW, Jiao LJ, Chang YF. Dietary vitamin E affects α-TTP mRNA levels in different tissues of the Tan sheep. Gene. 2014 May 10;541(1):1-7. PubMed, CrossRef
  20. Abe C, Uchida T, Ohta M, Ichikawa T, Yamashita K, Ikeda S. Cytochrome P450-dependent metabolism of vitamin E isoforms is a critical determinant of their tissue concentrations in rats. Lipids. 2007 Jul;42(7):637-45. PubMed, CrossRef
  21. Mustacich DJ, Leonard SW, Devereaux MW, Sokol RJ, Traber MG. Alpha-tocopherol regulation of hepatic cytochrome P450s and ABC transporters in rats. Free Radic Biol Med. 2006 Oct 1;41(7):1069-78. PubMed, CrossRef
  22. Landes N, Pfluger P, Kluth D, Birringer M, Rühl R, Böl GF, Glatt H, Brigelius-Flohé R. Vitamin E activates gene expression via the pregnane X receptor. Biochem Pharmacol. 2003 Jan 15;65(2):269-73. PubMed, CrossRef
  23. Tomasetti M, Santarelli L, Alleva R, Dong LF, Neuzil J. Redox-active and redox-silent compounds: synergistic therapeutics in cancer. Curr Med Chem. 2015;22(5):552-68. PubMed, CrossRef
  24. Zhao Y, Neuzil J, Wu K. Vitamin E analogues as mitochondria-targeting compounds: from the bench to the bedside? Mol Nutr Food Res. 2009 Jan;53(1):129-39. Review. PubMed, CrossRef
  25. Angulo-Molina A, Reyes-Leyva J, López-Malo A, Hernández J. The role of alpha tocopheryl succinate (α-TOS) as a potential anticancer agent. Nutr Cancer. 2014;66(2):167-76. Review. PubMed, CrossRef
  26. Zhang JG, Nicholls-Grzemski FA, Tirmenstein MA, Fariss MW. Vitamin E succinate protects hepatocytes against the toxic effect of reactive oxygen species generated at mitochondrial complexes I and III by alkylating agents. Chem Biol Interact. 2001 Dec 21;138(3):267-84. PubMed, CrossRef
  27. Farris MW, Fortuna MB, Everen CK,  Smith JD, Trent DF, Djuric Z. The selective antiproliferative effects of alpha-tocopheryl hemisuccinate and cholesteryl hemisuccinate on murine leukemia cells result from the action of the intact compounds. Cancer Res. 1994 Jul 1;54(13):3346-51. PubMed

Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.