Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/51682
標題: S-adenosylhomocysteine enhances DNA damage, impairs DNA repair system, and correlates with the invasion activity of human hepatocarcinoma cells
S-腺核苷同半胱胺酸促進DNA傷害、抑制DNA修復系統、並與人類肝癌細胞之轉移活性相關
作者: 楊彩秀
Yang, Tsai-Hsiu
關鍵字: S-adenosylhomocysteine;S-腺核苷;DNA repair;invasion activity;同半胱胺酸;DNA修復;轉移活性
出版社: 食品科學系
摘要: 
同半胱胺酸(Hcy)為甲硫胺酸代謝的產物,主要是由腺苷化的化合物:S-腺核苷甲硫胺酸(SAM)和S-腺核苷同半胱胺酸(SAH)代謝而成。流行病學調查顯示Hcy 是心血管疾病、神經缺陷相關疾病和慢性腎病的危險因子之一。Hcy主要的傷害作用被認為與Hcy在體內產生活性氧(ROS)有關,然而此假說仍被質疑,因為許多細胞試驗發現,Hcy要達到產生ROS並造成細胞傷害的濃度需高達1~10 mM;近來,也有些大型研究發現Hcy與高同半胱胺酸血症、心血管疾病以及中風之間無明顯相關性。事實上,越來越多的證據證明Hcy生合成的前驅物SAH與Hcy相關疾病也呈現明顯相關性。然而,SAH是否具有傷害細胞的能力及其可能的作用機制,目前尚不清楚。內皮細胞(SVEC cells)和腸道細胞(Int407 cells)分別以20 mM H2O2預培養,誘發細胞DNA傷害,再以SAH或Hcy處理,細胞收取後,以彗星影像分析法分析DNA傷害以及DNA修復能力。當細胞以H2O2預培養2小時後,移除H2O2後,DNA會開始進行修復,因此在不等時間測定DNA傷害的變化,代表DNA修復能力。結果發現,0.25 mM SAH即會增加H2O2誘發的DNA傷害,然而Hcy即使高達3 mM Hcy,DNA傷害也只有輕微增加,在未以而H2O2預處理下,0.25 mM SAH或3 mM Hcy並不會造成任何DNA傷害。進一步了解SAH是否因降低DNA甲基化以及影響DNA修復能力,而強化H2O2誘發的DNA傷害,我們檢測細胞內尿嘧啶的誤植率(uracil misincorporation)來反應DNA甲基化程度,結果顯示:0.25 mM SAH和1mM Hcy均會增加尿嘧啶的誤植,但是SAH的效應顯著高於Hcy。同時,在內皮及腸道細胞中,SAH也以劑量關係抑制細胞的DNA修復能力,但是Hcy的抑制能力則非常小。
為了進一步了解SAH如何抑制DNA修復能力,我們利用DNA修復分析法,測試SAH是否可能抑制DNA修復酵素。當質體DNA以過氧化氫、銅離子和抗壞血酸在37oC混合共同培養10分鐘後,質體DNA將產生斷裂,此受傷的質體DNA在與含DNA修復酵素的細胞萃取液共培養,細胞萃取液分別由SVEC cells (內皮細胞)和UV-5 cells (缺乏DNA修復酵素-excision repair cross-complementing group 2 (ERCC2)的中國倉鼠卵巢細胞)取得。我們發現SVEC細胞萃取液能修復受傷的質體DNA,然而,2 mM SAH則明顯抑制細胞萃取液修復質體DNA的能力;UV-5細胞萃取液則證實並無修復受傷的質體DNA的能力,此現象會因在UV-5細胞萃取液加入ERCC2酵素而回復,然而,當ERCC2先以SAH預處理,再加入UV-5細胞萃取液中,DNA修復能力則無法回復。以上結果可知,SAH可能是藉由抑制DNA修復酵素ERCC2進而抑制DNA修復系統。由上述結果可知,SAH與DNA hypomethylation、DNA repair相關。另外由於DNA methylation及DNA repair能力高低與癌症的發生有密切的關係。所以為了瞭解SAH是否藉由誘發DNA低甲基化等作用,而與癌細胞的轉移相關,我們乃進一步利用不同轉移程度的肝癌細胞株為模式,探討SAH和DNA甲基化相關性是否與癌細胞轉移程度有關。本實驗中我們以nm23-H1基因的表現量作為肝癌細胞株的轉移程度的指標。我們所選用的肝癌細胞株,根據轉移程度大小,依序是SK-Hep1 > J5 > Hep-G2 @ Hep-3B > Chang’s liver。結果顯示轉移程度大的細胞,細胞內SAH含量顯著較高,而DNA甲基化程度顯著偏低。反之,細胞內Hcy含量則與轉移程度無關。此結果支持我們的假說,亦即:在肝癌細胞中SAH比Hcy扮演更重要的角色,且很可能是藉由降低DNA甲基化而增加了細胞的轉移。綜合以上結果,本論文證實:SAH抑制ERCC2活性,因而抑制DNA修復能力造成DNA傷害;此外,SAH也可使得DNA發生低甲基化現象,而此結果與肝癌細胞的轉移能力有關。這些試驗結果也說明SAH對人體DNA的傷害極可能與其使DNA發生低甲基化和傷害DNA修復能力有著極密切關係。
URI: http://hdl.handle.net/11455/51682
Appears in Collections:食品暨應用生物科技學系

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