پایش سمیت سرب به‌وسیله زیست‌حسگر لوسیفراز رده سلولی Huh7-1x-ARE-luc

نویسندگان

1 گروه ژنتیک، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 پژوهشگاه علوم انتظامی و مطالعات اجتماعی، تهران، ایران

چکیده
اهداف: تجمع رادیکال‌های آزاد در بدن با ایجاد استرس اکسیداتیو منجر به تخریب پلیمرهای زیستی می‌شود. به‌دلیل ورود فلزات سنگین به محیط‌های آبی و خاکی، یافتن روش‌های کارآمد برای شناسایی و اندازه‌گیری میزان فلزات سنگین لازم است. زیست‌حسگرهای سلولی می‌توانند در حضور یک محرک از جمله فلزات سنگین، سیگنالی قابل اندازه‌گیری تولید کنند. در این تحقیق رده سلولی Huh۷-۱x-ARE-luc تحت کنترل پروموتر حساس به حضور اکسیدان‌ها با هدف پایش سرب استفاده شد و کارآیی آن در سنجش سمیت این مواد به واسطه آرمایش‌های لوسیفراز و Real time-PCR بررسی شد.

مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، بعد از ترنسفکشن وکتور نوترکیب سنجش فعالیت ژن لوسیفراز در نمونه‌های تیمارشده با سرب انجام شد. تعدادی از کلون‌های تاییدشده با فنوتیپ پایدار بعد از پاساژ پنجم برای بررسی بیان ژن لوسیفراز در غلظت‌های صفر تا ۸۰ماکرومولار از سرب بررسی شدند.
سپس قابلیت مهارکنندگی به روش assay MTT و تغییرات بیان ژن‌های مسیر اکسیداتیو توسط Real time-PCR بررسی شد. تحلیل‌های آماری با روش ∆Ct و با استفاده از نرم‌افزار graphpad prism ۶ انجام شد.

یافته‌ها: میزان بیان ژن گزارشگر همراه با افزایش ماده اکسیداتیو افزایش یافت. کاهش بیان ژن گزارشگر بعد از غلظت ۳۰ماکرومولار سرب قابل مشاهده بود. غلظت ۳۵ماکرومولار سرب، متابولیسم ۵۰% سلول‌ها را مهار کرد. بیان ژن‌های مسیر آنتی‌اکسیدانی در سلول‌های تیمارشده با سرب ۳۰ماکرومولار نسبت به ژن کنترل، افزایش معنی‌داری داشت.

نتیجه گیری: زیست‌حسگر تهیه‌شده از رده سلولی نوترکیب Huh۷-۱x-ARE-luc حامل ژن گزارشگر می‌تواند وسیله مناسب و کارآمدی برای سنجش ترکیبات اکسیداتیو همچون فلزات سنگینی چون سرب باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Radi R. Peroxynitrite, a stealthy biological oxidant. J Biol Chem. 2013;288(37):26464-72. [Link] [DOI:10.1074/jbc.R113.472936]
Bauer CE, Elsen S, Bird TH. Mechanisms for redox control of gene expression. Annu Rev Microbiol. 1999;53(1):495-523. [Link] [DOI:10.1146/annurev.micro.53.1.495]
Bermingham-McDonogh O, Gralla EB, Valentine JS. The copper, zinc-superoxide dismutase gene of Saccharomyces cerevisiae: Cloning, sequencing, and biological activity. Proc Natl Acad Sci U S A. 1988;85(13):4789-93. [Link] [DOI:10.1073/pnas.85.13.4789]
Aslund F, Zheng M, Beckwith J, Storz G. Regulation of the OxyR transcription factor by hydrogen peroxide and the cellular thiol-disulfide status. Proc Natl Acad Sci U S A. 1999;96(11):6161-5. [Link] [DOI:10.1073/pnas.96.11.6161]
Bai X, Chen Y, Hou X, Huang M, Jin J. Emerging role of NRF2 in chemoresistance by regulating drug-metabolizing enzymes and efflux transporters. Drug Metab Rev. 2016;48(4):541-67. [Link] [DOI:10.1080/03602532.2016.1197239]
Inoue F, Ahituv N. Decoding enhancers using massively parallel reporter assays. Genomics. 2015;106(3):159-64. [Link] [DOI:10.1016/j.ygeno.2015.06.005]
Simmons SO, Fan CY, Yeoman K, Wakefield J, Ramabhadran R. NRF2 oxidative stress induced by heavy metals is cell type dependent. Curr Chem Genomics. 2011;5(1):1-12. [Link] [DOI:10.2174/1875397301105010001]
Floyd RA. Neuroinflammatory processes are important in neurodegenerative diseases: An hypothesis to explain the increased formation of reactive oxygen and nitrogen species as major factors involved in neurodegenerative disease development. Free Radic Biol Med. 1999;26(9-10):1346-55. [Link] [DOI:10.1016/S0891-5849(98)00293-7]
Vasiliou V, Ross D, Nebert DW. Update of the NAD(P)H: Quinone oxidoreductase (NQO) gene family. Hum Genomics. 2006;2(5):329-35. [Link] [DOI:10.1186/1479-7364-2-5-329]
Gilfillan SC. Lead poisoning and the fall of Rome. J Occup Environ Med. 1965;7(2):53-60. [Link]
Patterson CC. Contaminated and natural lead environments of man. Arch Environ Health. 1965;11(3):344-60. [Link] [DOI:10.1080/00039896.1965.10664229]
Warniment C, Tsang K, Galazka SS. Lead poisoning in children. Am Fam Physician. 2010;81(6):751-7. [Link]
Hayes JD, McMahon M. NRF2 and KEAP1 mutations: Permanent activation of an adaptive response in cancer. Trends Biochem Sci. 2009;34(4):176-88. [Link] [DOI:10.1016/j.tibs.2008.12.008]