velikost textu

Molekulární mechanismus karcinogenity aristolochové kyseliny

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Molekulární mechanismus karcinogenity aristolochové kyseliny
Název v angličtině:
Molecular mechanism of carcinogenicity of aristolochic acid
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Kateřina Levová, Ph.D.
Školitel:
prof. RNDr. Marie Stiborová, DrSc.
Oponenti:
doc. RNDr. Helena Ryšlavá, CSc.
RNDr. Pavel Souček, CSc.
Id práce:
84600
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra biochemie (31-250)
Program studia:
Biochemie (P1406)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
25. 6. 2013
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Příloha práce byla vyloučena ze zveřejnění.
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
aristolochová kyselina, cytochrom P450, metabolismus, DNA adukty, NAD(P)H:chinon oxidoreduktáza, myší modely
Klíčová slova v angličtině:
aristolochic acid, cytochrome P450, metabolism, DNA adducts, NAD(P)H:quinone oxidoreductase, mouse models
Abstrakt:
Abstrakt Aristolochové kyseliny (AA) jsou karcinogenní a nefrotoxické alkaloidy z rostlin čeledi podražcovitých (Aristolochiaceae). Aristolochová kyselina I (AAI), která je hlavní toxickou komponentou AA, je příčinou nefropatie vyvolané AA (Aristolochic acid nephropathy, AAN) a podílí se také na vývoji balkánské endemické nefropatie (Balkan endemic nephropathy, BEN). Obě choroby se projevují selháním ledvin a tvorbou nádorů v urotheliální tkáni, vznikajících působením karcinogenních AA. Za skutečnost, že tyto choroby nepostihly všechny osoby, které byly vystaveny působení AA, mohou být zodpovědné rozdílné aktivity a koncentrace enzymů metabolisujících AAI. Poznání enzymů metabolisujících AAI a také vliv na jejich exprese a aktivity jsou důležité pro posouzení, zda daní jedinci jsou, a v jaké míře, ohroženi při vystavení tomuto karcinogenu. Aristolochová kyselina I (AAI) může být metabolisována několika typy reakcí. Stejně jako u většiny nitroaromátů, je hlavní aktivační metabolickou cestou AAI redukce nitroskupiny za vzniku cyklického nitréniového iontu, který se může vázat na purinové báze a dochází tak k tvorbě aduktů AAI s DNA. Při detoxikačních reakcích je AAI oxidačně demethylována cytochromy P450 za tvorby 8-hydroxyaristolochové kyseliny Ia (AAIa). V předkládané disertační práci byl sledován metabolismus AAI in vitro a in vivo za využití potkaních a lidských enzymů a několika myších modelů. První myší model (HRN), měl „deletovaný“ gen pro enzym NAD(P)H:cytochrom P450 reduktázu v játrech. Aktivace a detoxikace AAI byla sledována také za využití myší, u kterých nedochází k expresi cytochromů P450 1A1 a/nebo 1A2 (linie Cyp1a1(-/-), Cyp1a2(-/-), Cyp1a1/2(-/-)), jež jsou hlavními enzymy zodpovědnými za detoxikační reakce AAI. Posledním typem byly dvě linie „humanizovaných“ myší, nesoucí lidskou formu genů CYP1A1 a CYP1A2 místo myších orthologů Cyp1a1/1a2. Sledován byl také vliv AAI na expresi a aktivitu cytosolárního enzymu NAD(P)H:chinonoxidoreduktázy (NQO1) v těchto myších modelech. Dále byly ke studiu metabolismu AAI také využity lidské enzymové systémy obsahující cytochromy P450 (lidské jaterní mikrosomy) a lidské rekombinantní enzymy. Výsledky získané v předkládané disertační práci prokazují úlohu NQO1 v redukční aktivaci AAI a úlohu cytochromů P450 1A1 a 1A2 jak v oxidační detoxikaci, tak v redukční aktivaci tohoto karcinogenu, a to jak in vitro, tak in vivo. Individuální vnímavost jedinců vůči AAI je určena koncentrací AAI v tkáních, expresními hladinami NQO1, CYP1A1 a CYP1A2 a rovnováhou mezi oxidací AAI a její redukcí cytochromy P450 1A1 a 1A2 v ledvinách, cílovém orgánu působení AAI, a v játrech, kde je aristolochová kyselina I detoxikována.
Abstract v angličtině:
Abstract Aristolochic acids (AA) are carcinogenic and nephrotoxic alkaloids from Aristolochia species. Aristolochic acid I (AAI), the major component of AA, causes the development of Aristolochic acid nephropathy (AAN) and Balkan endemic nephropathy (BEN). These two diseases cause total renal failure and urothelial malignancies. The fact that these diseases have not been developed in all persons, who have been exposed to their action, might be causd by different activities and protein levels of the enzymes metabolizing AAI. Thus, the identification of enzymes involved in the metabolism, and detailed knowledge of their expression and catalytic specifities is a major importance. Aristolochic acid I (AAI) can be metabolized by several types of reactions. Like most nitroaromatics, the main activation pathway of AAI is reduction of its nitro group to form a cyclic acylnitrenium ion, which can bind to the purine bases, thereby forming AAI-DNA adducts. The detoxication pathway of AAI is its oxidative demethylation by cytochromes P450 forming detoxication metabolite 8-hydroxyaristolochic acid Ia (AAIa). In the present thesis, using rat and human enzymes and as well as several mice models, the metabolism of AAI in vitro and in vivo was investigated. The first model has deleted gene for NADPH:cytochrome P450 reductase in the liver (HRN). Other animal models used for investigation of activation and detoxication AAI were knockout mice lines Cyp1a1(-/-), Cyp1a2(- /-), Cyp1a1/2(-/-), as well as two CYP1A-humanized mouse lines harboring functional human CYP1A1 and CYP1A2 and lacking the mouse Cyp1a1/1a2 orthologs. The impact of AAI on expression levels and activity of cytosolic NAD(P)H:quinoneoxidoreductase (NQO1) was also evaluated in these mouse models. To study the metabolism of AAI, human enzyme systems containing cytochromes P450 (human liver microsomes) and human recombinant enzymes were also used. The results obtained in this thesis demonstrate the role of NQO1 in reductive activation of AAI and the role of cytochromes P450 1A1 and 1A2 in both oxidative detoxification and reductive activation of this carcinogen, both in vitro and in vivo. Individual susceptibility of humans to AAI is determined by concentrations of AAI in the tissues, expression levels of NQO1, CYP1A1 and CYP1A2, and the balance between the oxidation and reduction of AAI by cytochromes P450 1A1 and 1A2 in the kidney, the target organ of AAI action, and in the liver, the most important tissue where AAI is detoxified.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Kateřina Levová, Ph.D. 1.54 MB
Stáhnout Příloha k práci RNDr. Kateřina Levová, Ph.D. 5.16 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Kateřina Levová, Ph.D. 168 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Kateřina Levová, Ph.D. 102 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Helena Ryšlavá, CSc. 41 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Pavel Souček, CSc. 1.42 MB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 946 kB