CC BY
57
© В.А.Кобляков, Э.Хьетанен, 1992 УДК 616.006.04-05
В.А.Кобляков, Э.Хьетанен
Цитохром Р-450 и активация проканцерогенов в организме человека
НИИ канцерогенеза ОНЦ, Москва, Университет Турку, Финляндия
Можно считать доказанным, что химические соединения окружающей среды являются одним из основных этиологических моментов в риске заболевания раком в человеческой популяции. Канцерогены окружающей среды, как правило, соединения инертные и при физиологических условиях неспособны взаимодействовать с макромолекулами клетки, в первую очередь с молекулой ДНК, что является необходимой стадией канцерогенеза. Для проявления своего канцерогенного эффекта инертные соединения активируются внутриклеточными ферментами с образованием химически активных метаболитов, являющихся истинными канцерогенами. Необходимой стадией активации практически для всех известных канцерогенов непрямого действия является превращение в монооксигеназной ферментной системе (МФС). Для некоторых классов веществ, таких как афлатоксины, некоторые нитрозосоединения, окисление в МФС является единственной стадией активации, для других, помимо окисления в МФС, необходимы другие ферментативные воздействия и образование конечного канцерогена происходит в несколько стадий.
Функциональным звеном МФС является цитохром Р-450. Под этим термином подразумевается суперсемейство гемопротеинов, представители которого обладают различными субстратной специфичностью и механизмом регуляции экспрессии, но общим спектральным свойством— максимум поглощения при 450 нм в восстановленном состоянии в присутствии СО.
Известна различная индивидуальная чувствительность к канцерогенным воздействиям химических веществ в человеческой популяции. Так, среди злостных курильщиков раком легких заболевают не более 15% [22 ]. Эти данные позволяют предположить, что существует генетическая предрасположенность к действию химических канцерогенов. Одним из таких факторов является, видимо, неодинаковая экспрессия различных изоформ цитохрома Р-450, участвующих в активации проканцерогенов.
В данной работе рассмотрена имеющаяся в литературе информация об экспрессии различных изоформ цитохрома Р-450 в организме человека и их роли в активации проканцерогенов различных классов.
К настоящему времени из организма млекопитающих выделено и охарактеризовано более 60 изоформ цитохрома Р-450. Для создания рациональной номен-
V.A.Kobliakov, E.Hietanen
Cytochrome P-450 and Procarcinogen Activation in Human Body
Research Institute of Carcinogenesis, Moscow, University of Turku, Finland
There is much evidence to prove that environmental chemical compounds are a main etiologic risk factor of cancer incidence in the human population. Environmental carcinogens are as a rule inert compounds and fail to interact under physiological conditions with cellular macromolecules, first of all, with the DNA molecule, which is a necessary stage of carcinogenesis. To exert their carcinogenic effect the inert compounds must be activated with intracellular enzymes to chemically active metabolites that are true carcinogens. The transformation in the monooxigenase enzymic system (MES) is a requisite stage of the activation practically for every carcinogen of indirect action known by now. For some classes of compounds, such as aflatoxins, some nitroso-compounds, the oxidation in the MES is the only activation stage needed, while other types of the compounds require other enzymic influence, besides the MES oxidation, to become transformed into carcinogens, then the process consists of several stages.
The cytochrome P-450 is a functional agent of the MES. It is a superfamily of hemoproteins of different substrate specificity and mechanisms of expression regulation and with a common spectral feature, i.e. they all have the absorption peak at 450 nm in the reduced state in the presence of CO.
Individual human sensitivity to carcinogenic action of chemical compounds is different. The lung cancer incidence in heavy smokers does not exceed 15% [22]. This suggests existence of genetic proneness to chemical carcinogens. Different expression of various cytochrome P-450 isoforms contributing to the carcinogen activation seems to be a determinant element in this phenomenon.
This paper is a review of reports on expression of various cytochrome P-450 isoforms in the human body and their role in the activation of procarcinogens of different classes.
More than 60 isoforms of the mammal cytochrome P-450 are isolated and characterized. To make a rational nomenclature they are divided into families whose gene is designated with the abberviation CYP to be followed by digits indicating the family that consists of subfamilies specified with capital Latin letters, individual members of every subfamily are also designated with Arabic numerals. The division into families and subfamilies is based on homology in amino acid sequences of individual isoforms. The homology
клатуры они разбиты на семейства, ген которых обозначается аббревиатурой СУР, далее арабской цифрой — семейство, состоящее из подсемейств, обозначаемых заглавной буквой латинского алфавита, а индивидуальные члены каждого подсемейства обозначаются также арабскими цифрами. За основу создания семейств и подсемейств берется гомология в аминокислотной последовательности отдельных изоформ. Так, среди членов одного подсемейства гомология составляет не ниже 55%, а среди членов одного семейства — 40% [35 ].
Семейство цитохрома Р-4501 состоит из одного подсемейства 1А, в состав которого входят два белка, 1А1 и 1А2. Цитохромы Р-4501А широко представлены в животном мире и гомологичные человеческие изоформы выявлены у грызунов, а также собак, приматов, рыб [16]. Ферменты семейства ответственны за активацию в организме человека широкого круга соединений, в том числе канцерогенов. Гомология в аминокислотной последовательности между 1А1 и 1А2 составляет 68% [21]. Функционально 1А1, 1А2 довольно близки, и в микросомах не всегда бывает возможным выявить, какая изоформа ответственна за окисление субстрата. Одним из различий является неодинаковый ответ на введение ингибитора 7,8-бензофлавона. Это соединение стимулирует окисление изоформой 1А1 и ингибирует изоформой 1А2 [40 ].
1А1. Последовательности аминокислотная для белка и нуклеотидная для гена, субстратная специфичность, регуляция экспрессии хорошо изучены для 1А1 экспериментальных животных. У грызунов эта изоформа практически отсутствует как конститутивная, но после обработки животных соединения типа 3-метилхолантрена, полихлорированных бифенилов экспрессируются в сравнительно высоких концентрациях в клетках различных органов, в первую очередь в печени, легких [16]. Считается, что именно эта изоформа ответственна за активацию в организме грызунов канцерогенов типа полицик-лических ароматических углеводородов (ПАУ). В организме человека эта изоформа также конститутивно очень слабо экспрессирована, но у курильщиков, подвергающихся хроническому воздействию ПАУ табачного дыма, она индуцируется в легких, плаценте, лимфоцитах [19, 33, 36, 41 ]. Однако в печени ее концентрация очень низка, и многие исследователи считают изоформу 1А1 вне-печеночной [39, 47 ]. С другой стороны, экспрессия этой изоформы в культуре клеток гепатомы человека при воздействии 2- (4-хлордифенил) -бензотиазола [25] может свидетельствовать о том, что эта изоформа индуцибильна и в печени человека, но вызывается соединениями, не являющимися индукторами для грызунов.
Клон ДНК, соответствующий гену 1А1, был изолирован из библиотеки ДНК человека с помощью клона
among members of a subfamily should not be less than 55%, and among members of a family — 40% [35 ].
Cytochrome P-4501 family consists of one subfamily 1A, involving two proteins 1A1 and 1A2. Cytochromes P-4501A are widely spread in the animal world, isoforms homological to human ones are found in rodents, as well as in dogs, primates and fishes [16 ]. The family enzymes are responsible for the activation of a large number of compounds, including carcinogens, in humans. The 1A1 and 1A2 homology in the amino sequence is 68% [21].
The 1A1 and 1A2 proteins are rather close functionally, and it is sometimes difficult to determine which isoform is responsible for oxidation of microsomal substrates. Their different response to the inhibitor 7,8-benzoflavone helps to make the distinction. This compound stimulates the oxidation with 1A1 and inhibits that with 1A2 [40].
1A1. The amino acid sequence of the protein, nucleotide sequence of the gene, substrate specificity, expression regulation are studied well in 1A1 test animals. Though practically absent as a constitutive isoform in rodents, it is expressed at rather high concentrations in cells of various organs, first of all in the liver and lungs, after the animals are treated with compounds such as 3-methylcholanthrene or polychlorinated biphenyls [16]. This form is thought to be responsible for the activation of carcinogens like polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in rodents. The constitutive expression of this isoform in humans is also very poor, but it is induced in the lungs, placenta, lymphocytes of smokers affected by PAH of tobacco smoke [19, 36, 41 ]. However its concentration in the liver is very small, therefore many investigators consider the 1A1 isoform to be extrahepatic [39, 47 ]. On the other hand, expression of this isoform in human hepatoma cell culture treated with 2-(4-chlo-rodiphenyl) -benzothiosole [25 ] gives evidence of its in-ducibility in the human liver with compounds that are not the inducers for rats.
The DNA clone corresponding to the gene 1A1 has been isolated from the human DNA library with the mouse gene 1A1 clone [24]. The gene obtained consists of 2566 nucleotides. This gene has been used as a matrix in synthesis of a protein of molecular weight 58150 in which the amino acid sequence demonstrates a 80% homology with the mouse gene 1A1 [11]. This enzyme has not been isolated from a human tissue yet. The isoform 1A1 is thought to be responsible for the activation of carcinogenic PAH in the human body. The isoform 1A1 induction with smoking results in apperance of this isoform in various organs, first of all, in the lungs and placenta. There is a positive correlation of the ability to metabolize PAH and formation of an adduct between
гена 1А1 мыши [24 ]. Полученный ген состоит из 2566 нуклеотидов. Используя его как матрицу, был синтезирован белок с мол.массой 58 150, в котором аминокислотная последовательность была на 80% гомологична 1А1 мыши [11 ]. Из ткани человека этот белок до настоящего времени выделен не был. Принято считать, что изоформа 1А1 ответственна за активацию канцерогенных ПАУ в организме человека. Индукция изоформы 1А1 в результате курения приводит к появлению этой изоформы в различных органах, в первую очередь в легких, плаценте. Показано существование положительной зависимости между способностью метаболизи-ровать ПАУ и образованием аддукта между компонентами табака и ДНК в легких, что характеризует риск возникновения рака легких [5 ]. Иммуногистохимиче-ское исследование с антителами к семейству 1А в легких курильщиков показало, что не все клетки компетентны в экспрессии этого белка: окрашивание обнаруживается только в клетках периферических воздухоносных путей [3 ]. Авторы этого исследования считают, что именно из этих клеток у курильщиков возникает рак легких. Прекращение курения приводит к тому, что уже через 6 нед экспрессия генов 1А не выявляется [37 ]. Предпринимались неоднократные попытки найти корреляцию между способностью метаболизировать ПАУ компонентами крови и риском заболеть раком легких. Высокая индуцибильность ПАУ-гидроксилазы в периферийных лимфоцитах чаще наблюдалась у больных раком легких, чем в контрольной группе [30 ]. Показан наследуемый [27 ] полиморфизм гена 1А1 человека по чувствительности к рестриктазе Мвр1 и более высокий риск заболевания раком легких в генотипе С [27 ]. К сожалению, не существует методов определения уровня экспрессии и активности изоформы 1А1 по экскреции метаболитов маркерных соединений, как в случае изоформ 1А2, 206, ЗА4.
1А2. В отличие от продукта гена 1А1 цитохром Р-4501А2 экспрессируется в печени человека и индуцируется у курильщиков, а также при приеме имидазоль-ного препарата омепразола [12, 37 ]. Во внепеченочных тканях он не обнаружен. Маркерными субстратами являются фенацетин, который окисляется 1А2 до парацетамола, и кофеин, который деметилируется также 1А2, и по экскреции продуктов окисления с мочой определяют индивидуальную активность фермента [8, 13]. Гомология в аминокислотной последовательности между 1А2 человека и крысы составляет 70% [26 ]. В отличие от 1А1 1А2 был выделен из печени человека [23 ], его мол.масса 54 000. Ингибиторный анализ, использование моноспецифических антител к изоформе 1А2 показало, что изоформа 1А2 является основной, активирующей большинство ариламинов до активных метаболитов, окисляя их по атому азота, в то время как другие
of individual ability to activate carcinogenic amines, groups at risk can be distinguished in areas contaminated with aromatic amines.
Tobacco components and the lung DNA, which is indicative of the risk lung cancer incidence [5 ]. An immu-nohistochemical assay using antibodies to the family 1A in smoker’s lungs has shown that not all cells are competent in the expression of this protein, i.e. the immu-nostaining is observed in cells of peripheral air passages only [3].
The authors of this publication believe that lung caner in smokers originates from these very cells. No expression of the gene 1A was observed 6 weeks after the donors gave up smoking [37 ]. There are numerous attempts to establish correlation between the ability to metabolize PAH by blood components and the risk of lung caner incidence.
The high inducibility of PAH-hydroxylase in peripheral lymphocytes is encountered more frequently in lung cancer patients as compared with the controls [30 ]. The human gene 1A1 has been shown to exhibit hereditary polymorphism in respect of sensitivity to the restrictase Mspl [27 ], and a higher risk of lung cancer incidence has been observed in the genotype C [27]. Unfortunately there are no methods for estimation of the expression and activity of the isoform 1A1 by excretion of marker metabolites, like those for the isoforms 1A2, 2D6, 3A4.
1A2. Unlike the gene 1A1 product the cytochrome P-4501A2 is expressed in the human liver and induced in smokers and in patients receiving omeprazole (an imidazole preparation) [12, 37 ]. It has not been found in extrahepatic tissues. The marker substrates include phenacetin oxidized by 1A2 to paracetamol and cofein demethylized by 1A2. The individual enzymatic activity is assessed by urinary excretion of the oxidates [8, 13 ]. The amino add sequence homology between the human and rat 1A2 is 70% [26]. 1A2 (unlike 1A1) has been isolated from the human liver [23 ], its molecular weight is 54000. An inhibitor analysis using monospecific antibodies to the isoform 1A2 has shown that 1A2 is the main isoform to activate most ary-lamines to active metabolites by N-atom oxidation while other isoforms can metabolize arylamines by oxidation into a ring which is the reaction of detoxication [4,7,8]. 1A2 is shown to vary greatly in content and in ability to oxidize substrates characteristic of this isoform in liver preparations. The isoform demonstrates a 100-fold and higher individual variation in these characteristics [34 ]. Aromatic amines are proven carcinogenic for the human population. Since the 1A2 shows a great variability in the expression and there is a method for determination
Cytochrome P-4502 is the most multi-membered family of the cytochrome P-450. It comprises 8 sub-
изоформы способны метаболизировать арил амины, окисляя их в кольцо, что является реакцией детоксикации [4, 7, 8 ]. Показано существование высокой индивидуальной вариабельности в содержании 1А2 в образ-цах.печени, а также в способности окислять субстраты, характеризующей эту изоформу. Эти различия от индивидуума к индивидууму могут колебаться более чем в 100 раз [34 ]. Поскольку канцерогенность ароматических аминов для человеческой популяции можно считать установленной, то существующая гетерогенность по уровню экспрессии 1А2 и наличие метода определения индивидуальной способности к активации канцерогенных аминов дают возможность выявлять группы риска для зон, загрязненных ароматическими аминами.
Семейство цитохрома Р-4502 самое многочисленное среди всех семейств цитохрома Р-450, насчитывает 8 подсемейств, и в 6 из них показано существование изоформ, присутствующих в организме человека. Некоторые из этих изоформ участвуют в активации проканцерогенов.
2А6. Эта изоформа с мол.массой 49 ООО выделена из печени человека [34, 48 ]. Используя моноспецифиче-ские антитела, было показано, что количество этой изоформы невелико — примерно 1 % от общего содержания цитохрома Р-450, имеется высокая индивидуальная вариабельность в содержании фермента и количество этой изоформы среди 20 исследованных образцов печени колебалось более чем в 100 раз [48 ]. Помимо печени, изоформа 2А6 выявлена и в толстом кишечнике [28]. Из печени грызунов также выделены изоформы цитохрома Р-450 подсемейства 2А — 2А1, 2А2
— из печени, а 2АЗ — из легких крысы и 2А4, 2А5 — из печени мыши. Небезынтересно заметить, что ферменты из мыши и крысы функционально очень сильно отличаются друг от друга. Так, характерным свойством изоформы 2А1 является окисление андрогенов в положение 7а, 2А4 — в положение 15а. 2А5 — является ку-марингидроксилазой. Изоформа из печени человека является кумарингидроксилазой, т.е. аналогична изоформе 2А5 мыши. Эксперименты с ингибированием окисления различных субстратов антителами к изоформе 2А6 показали, что окисление кумарина и деэти-лирование 7-этоксикумарина в организме человека катализируется исключительно этой изоформой [48]. Очищенный фермент 2А6 способен активировать до токсичных и мутагенных метаболитов канцерогены аф-латоксин (АФ) В1, ПАУ, диэтилнитрозоамин (ДЭНА) и диметилнитрозоамин (ДМНА). Однако в организме, по-видимому, он ответственен за активацию в печени только ДЭНА [11, 26], а в толстом кишечнике диме-тилгидразина [44 ]. Маркерный субстрат для определения уровня экспрессии изоформы 2А6 в организме че-
families with 6 of them containing isoforms found in humans. Some of these isoforms participate in the activation of procarcinogens.
2A6. This isoform of molecular weight 49000 has been isolated from the human liver [34, 48 ]. It has been shown by means of monospecific antibodies that the fraction of this isoform is not large — about 1 % of the total cytochrome P-450 content. The enzyme varies greatly in content, it has demonstrated a more than 100-fold rate variation in 20 liver preparations [48]. Besides the liver, the isoform 2A6 is found in the colon [28 ]. Isoforms of the cytochrome P-450 subfamily 2A have also been isolated from the liver of rodents, i.e. 2A1, 2A2 from the liver and 2A3 from the lungs of rats, 2A4, 2A5 from the mouse liver. Of note that the mouse and rat enzymes show a great functional difference. For instance, the isoform 2A1 is characterized by oxidation of androgens in the position 7a, while 2A4 — in the position 15a. The isoform 2A5 is coumarin hydroxylase. The human hepatic isoform is coumarin hydroxylase, i.e. it is similar to the murine isoform 2A5. Tests with inhibition of the oxidation of various substrates with antibodies to the isoform 2A6 have shown that this isoform solely catalyzes the oxidation of coumarin and the deethylation of 7-ethoxycoumarin in the human body [48 ]. The purified enzyme 2A6 is able to activate the carcinogens aflatoxin (AF) Bl, PAH, diethylnitro-soamine (DENA) and dimethylnitrosoamine (DMNA) to toxic and mutagenic metabolites. But in the body it seems to be responsible for the activation of DENA in the liver [ 11, 26 ] and of dimethylhydrazine in the colon only [44]. No marker substrate for estimation of the 2A6 expression in humans is described in the literature. We think that in may be a coumarin derivative. The inducer of this isoform in the human body is not known either, while pyrazole induces the functionally homo-logical murine isoform 2A5.
2C. Six proteins from this subfamily are found in humans, as follows: 2C8, 2C9, 2C10, 2C17, 2C18, 2C19 [35]. However, the substrate specificity is known for the first three enzymes only. This group was thought to be characterized by ability to oxidize the antiepileptic drug S-mephenytion in position 4. But as has been shown later the isoform 2C9 and, possibly, 2C10 only exhibit this ability [20, 38]. In the human body the subfamily 2C is responsible for oxidation of various drugs, such as nirvalon, tolbutamide, hexabarbital and others [19, 46 ]. There is a supposition that 2C oxidizes about 25% of DMNA in the human hepatic microsomes [32 ]. There are no reports of any other carcinogens oxidized by 2C isoforms. The genetic polymorphism in mephenytion hydroxylation is well known. The inability to metabolize mephenytion is a simple hered-
ловека не описан, хотя, видимо, таким соединением могло бы быть производное кумарина. Неизвестен также индуктор этой изоформы в организме человека, а для функционально гомологичной изоформы 2А5 мышей индуктором является пиразол.
2С. Это подсемейство представлено в организме человека шестью белками: 2С8, 2С9,2С10, 2С17, 2С18, 2С19 [35]. Однако субстратная специфичность известна только для первых 3 ферментов. Считалось, что отличительной чертой этой группы ферментов является способность окислять антиэпилептический препарат S-мефенатион по положению 4. Однако позднее было показано, что этой способностью обладает только изоформа 2С9 и, возможно, 2С10 [20, 39]. В организме человека подсемейство 2С ответственно за окисление различных лекарственных препаратов, таких как нирва-нол, толбутамид, гексобарбитал и др. [19, 46]. Высказано предположение, что примерно 25% окисляемого микросомами печени человека ДМНА приходится на долю 2С [32 ]. Сведений о том, что какие-либо другие канцерогены окисляются изоформами 2С, нет. Известен генетический полиморфизм в гидроксилировании мефенатиона; отсутствие способности метаболизиро-вать мефенатион наследуется как простой менделев-ский аутосомальный рецессивный признак [14]. Среди белой расы процент "плохих метаболизеров” составляет примерно 3—5, а среди японцев — до 23 [19 ]. Причины полиморфизма в способности метаболизировать мефенатион неизвестны.
2D. Это подсемейство в организме человека представлено одним ферментом 2D6. Маркерным субстратом является антигипертоническое средство дебризохвин, которое специфически окисляется этим ферментом по положению 4. Помимо дебризохвина, известно еще около 20 лекарственных препаратов, окисляемых изоформой 2D6 [45, 46 ]. До настоящего времени не было известно ни одного канцерогена, активируемого этой изоформой, однако недавно появилось сообщение, что 2D6 может образовывать токсичные метаболиты из "табачного" канцерогена 4- (метилнитрозоамино) -1 - (3-пиридил) -1 -бутанона [10], хотя реализуется ли этот процесс в организме, неизвестно. Показано существование генетического полиморфизма в способности окислять дебризохвин, который обусловлен тем, что у "плохих метаболизеров" происходит мутация в структурном гене, приводящая к нарушению сплайсинга и появлению нестабильного белка [18]. Существует много работ, в которых делалась попытка найти зависимость между способностью метаболизировать дебризохвин и опасностью заболеть раком. Результаты исследований неоднозначны. Имеются данные, согласно которым вероятность заболеть раком у "плохих метаболизеров" ниже [9 ], и в то же время имеются исследования, в которых эта закономерность не выявлена [15 ].
itary autosomal recessive character [14]. There are about 3—5% of poor metabolizers in the white race, while in the Japanese the percentage reaches 23 [19]. The reasons for the polymorphism in the ability to metabolize mephenytion are not known.
2D. The enzyme 2D6 from this family is only found in the human body. The marker substrate is the antihypertension drug debrisoquine that is specifically oxidized by the enzyme in position 4. Besides debrisoquine, there are about 20 drugs oxidized by the isoform 2D6 [45, 46 ]. No carcinogens activated by this isoform were known until recently when it was reported that 2D6 can transform the tobacco carcinogen ¿-(methylni-trosoamino) (5-pyridyl) -V-butanone to toxic metabolites [10], though it is not found out so far whether this process really takes place in the body. The enzyme is shown to exhibit genetic polymorphism in the ability to oxidize debrisoquine, i.e. "poor metabolizers" develop a mutation in the structural gene resulting in splicing disorder and formation of an unstable protein [18]. There are numerous reports of attempts to establish relation between the ability to metabolize debrisoquine and the risk of cancer incidence. The results of such investigations are equivocal. Some publications report a lower risk of cancer incidence in "poor metabolizers" [9], on the other hand, there are investigations that have failed to find any correlation between the two phenomena [15].
2E1. Similar to rats and mice the cytochrome subfamily P-4502E is represented in the human genome by a sole gene [35 ]. The protein consists of 493 amino acid residues and shows a 80% homology with the rat 2E1 enzyme [42]. The purified isoform 2E1 oxidizes DMNA, aniline, ethanol, p-nitroanisol, acetone [26, 31 ]. This isoform may be induced in the human body with ethanol and some drugs [2 ]. The induction of 2E1 in the human liver like in rats seems to be due to stabilization of the protein molecule rather than to enhanced gene transcription [43]. The enzyme shows a great variation in content in the human population.
Cytochrome family P-4503. ЗА. The isoforms 3A3, 3A4, 3A5, 3A7 are constitutively expressed in the human liver [35]. 3A4 is the major isoform in adults and ЗАЗ, 3A5 are minor isoforms [17]. The isoforms are not found in the embryonal liver [29 ], while the isoform 3A7 is disclosed in the embryonal liver only [29 ] and therefore is the only embryonal isoform of the cytochrome P-450 known by now. Besides oxidation of endogeneous steroids, 3A7 is able to activate the carcinogen AF Bi to mutagenic metabolites [28 ].
The homology in the amino acid sequence between the isoforms 3A4, ЗАЗ, 3A5 is 90—98% [16]. There is no principle difference in the substrate specificity be-
2Е1. Так же как у крыс и мышей, подсемейство цитохрома Р-4502Е представлено в геноме человека одним геном [35 ]. Белок состоит из 493 аминокислотных остатков, на 80% гомологичен 2Е1 крысы [42]. Очищенная изоформа 2Е1 окисляет ДМНА, анилин, этанол, п-нитроанизол, ацетон [26, 31 ]. Эта изоформа в организме человека, так же как и в организме грызунов, способна к индукции при потреблении этанола и некоторых лекарственных соединений [2 ]. По-видимому, индукция 2Е1 в печени человека, так же как и крысы, обусловлена не усилением транскрипции гена, а стабилизацией молекулы белка [43]. Индивидуальная вариабельность в содержании 2Е1 в человеческой популяции очень велика.
Семейство цитохрома Р-4503. ЗА. В печени человека конституитивно экспрессированы изоформы этого подсемейства ЗАЗ, ЗА4, ЗА5, ЗА7 [35 ]. В печени взрослого человека основной изоформой является ЗА4, а ЗАЗ, ЗА5
— минорные [17]. В эмбриональной печени эти изоформы не выявлены [29 ], в то время как изоформа ЗА7 обнаружена только в эмбриональной печени [29 ] и является пока единственной известной эмбриональной изоформой цитохрома Р-450. Наряду со способностью окислять эндогенные стероиды ЗА7 активирует до мутагенных метаболитов канцероген АФ В1 [28 ].
Степень гомологии в аминокислотной последовательности между изоформами ЗА4, ЗАЗ, ЗА5 составляет 90—98% [16]. Принципиального различия в субстратной специфичности между этими ферментами не выявлено. Эндогенными субстратами для них являются кортизон, тестостерон, прогестерон [21 ]. Маркерным субстратом является блокатор кальциевых каналов производное дигидропиридина нифедипин.
Изоформы ЗА ответственны за активацию в организме человека таких канцерогенов, как АФ В1 и АФ С1, 7—8-дигидродиоксибенз (а) пирена [6 ]. Показано существование гетерогенности в человеческой популяции по способности метаболизировать нифедипин. Так, примерно 50% мексиканцев являются "плохими метаболизерами" [23], а жители Южной Америки примерно в 2 раза медленнее метаболизируют нифедипин, чем белая раса [1 ].
Приведенные данные свидетельствуют о том, что в активации проканцерогенов принимают участие не все изоформы цитохрома Р-450. Основными являются изоформы 1А1, 1А2, 2Е1, ЗА4. Экспрессия этих изоформ в различных индивидуумах неодинакова, что должно определять неодинаковую чувствительность к действию канцерогенов. Существующие неинвазивные методы дают возможность выявить людей, чувствительных к действию определенных типов канцерогенов. Можно надеяться, что исследования в этой области помогут выявить группы риска не только для канцерогенно опасных производств, но и для определенного стиля жизни.
tween these enzymes. Their endogeneous substrates include cortisone, testosterone, progesterone [21 ]. The marker substrate is the calcium entry blocker nifedipin (a dihydropyridine derivative).
The isoforms 3A are responsible for activation in the human body of carcinogens, such as AF Bi and AF Gi, 7-S-dihydrodioxybenzo (a) pyrene [6]. The human population is shown to be heterogeneous in ability to metabolize nifedipin. About 50% of the Mexicans are "poor metabolizers" [23 ], people in southern Africa metabolize nifedipin twice as slow as the white [1 ].
These data prove that not all of the cytochrome P-450 isoforms participate in the activation of procarcinogens. The isoforms 1A1, 1A2, 2E1, 3A4 mainly contribute to the process. The expression of these isoforms varies greatly in different individuals which determines variation in sensitivity to carcinogenic action. The existing non-invasive methods allow detection of people sensitive to action of certain carcinogens. We hope that investigations in this field will help to distinguish groups at risk as concerns both carcinogenic works and certain style of living.
JIumepamypa / References
1 .Ahsan C., Renwick A., Macklin V. et al. // Brit.J.clin.Pharm. — 1991. — Vol. 31. — P. 399—403.
2. Amelisad S., Appel K., Schoepke M. et al. // Cancer Let. — 1989.
— Vol. 46. — P. 43—49.
3. Anttila S., Hietanen E., Vainio H. et al. // IntJ.Cancer. — 1991.
— Vol. 47.— P. 681—685.
4. Aoyama T., Gelboin H., Gonzalez F. II Cancer Res. — 1990. Vol. 50. — P. 2060—2065.
5. Bartsch H., Petruzzelli S., De Flora S. et al. // Mut.Res. — 1991.
— Vol. 250.— P. 103—114.
6. Brian W., Sari M., Iwasaki M. et al. // Biochemistry. — 1990. — Vol. 29. — P. 11 280—11 292.
7. Butler M., Guengerich F., Kadlubar F. // Cancer Res. — 1989. — Vol. 49.— P. 25—31.
8. Butler M., Iwasaki H., Guengerich P., Kadlubar F. II Proc. nat Acad.Sci. USA. — 1989. — Vol. 86 — P. 7696—7700.
9. Caporaso N., Tucker M., Hoover R. et al. // J.nat.Cancer Inst. —
1990. — Vol. 82. — P. 1264—1272.
10. Crespi C., Penman B., Gelboin H., Gonzalez F. II Carcinogenesis. _ 1991. —Vol. 12.— P. 1197—1201.
11. Crespi C., Penman B., Leakey J. et al. II Ibid. — 1990. — Vol. 11, —P. 1293—1300.
12. Diaz D., Fabre Daujat M. et al. II Gastroenterology. — 1990.
— Vol. 99. — P. 737—747.
13. Distlerath L., Reily P., Martin M. et al. // J.biol.Chem. — 1985.
— Vol. 260. — P. 9057—9067.
14. Drohse A., Bathum L., Gram L. // Brit.J.clin.Pharm. — 1989. — Vol. 27. — P. 620—625.
15. DucheJ., Joanne C., Barrel, etal. // Ibid. — 1991. — Vol. 31. — P. 533—536.
16. Gonzalez F. II Pharmacol. Rev. — 1989. — Vol. 40, № 4. — P. 243—288.
17. Gonzalez F. II Birt.Defects. — 1990. — Vol. 26. — P. 17—42.
18. Gonzalez F., Skoda R., Kimura S. et al. // Nature. — 1988. — Vol. 331. —P. 442—446.
19. Guengerich F. II Trends Pharm. Sci. — 1989. — Vol. 10. — P. 107—109.
20. Guengerich F. II Ann.Rev.Pharm.Toxic. — 1989. — Vol. 29. — P. 241—264.
21. Guengerich F., Marine M., Beaum P. et al // J.biol.Chem. — 1986. — Vol. 261. — P. 5051—5060.
22. Hammond E., Garfinkel L., Lew E. II Environm.Res. — 1978. —
Organization of Oncolological Service
Vol. 16.— P. 153—173.
23. Hoyo-Vadillo C., Castantda-Ytrnander G., Herrera J. et al. // J.clin.Pharmacol. — 1989. — Vol. 29. — P. 816—820.
24. Jaiswai A., Gonzalez F., Nebert D. II Science. — 1986. — Vol. 228.
— P. 80—83.
25. Kapenlampi S., Tuowi K., Karkalainen M. // Europ.J.Biochem. —
1989. — Vol. 181. — P. 143—148.
26. Kawajiri JC, Fujii-Kuriyama Y. // Jap.J.Cancer Res. — 1991. — Vol. 82.— P. 1325—1335.
27. Kawajiri K, Nakachi K, Imai K. et al. // FEBS Lett. — 1990. — Vol. 263, №1. — P. 131—133.
28. Kitada M., Taneda M., Ohi H. et al. // Mut.Res. — 1989. — Vol. 227. — P. 53—58.
29. Komori M., Hishio K, Kitada M. et al. // Biochem. J. — 1990. Vol. 29. — P. 4430—4433.
30. Kuori R., McKinney C., Slomiany D. et al. // Cancer Res. — 1982.
— Vol. 42. — P. 5030—5037.
31. Lasker J., Raney J., Kubala Sh. et al. // Biochem.biophys. Res. Commun. — 1987. — Vol. 148. — P. 232—238.
32. Lasser J., Rauling J., Kabata S. et al. // Ibid.
33. McLemore T., Adelberg S., Liu M. et al. // J.nat.Cancer Inst. —
1990. — Vol. 82. — P. 1333—1339.
34. Miles J., McLaren A., Forrester L, et al. // Biochem.J. — 1990. — Vol. 267.— P. 365—371.
35. Nebert D., Nelson D., Coon M. etal. //DNA.— 1991. — Vol. 10, №1, — P. 1—14.
Организация онкологичской помощи
© М.А.Бульбулян, 1992 УДК 616-006.04-057-055.2
М.А.Бульбулян
Проблемы профилактики рака и их связь с характером профессиональной занятости женщин
НИИ канцерогенеза
Успешная борьба со злокачественными новообразованиями требует обязательного знания уровней и особенностей распространения опухолей у населения, в том числе и в профессиональных группах. До последнего времени такие сведения относительно профессий женского труда были мало известны. Между тем среди всех работающих в стране женщины составляют более половины.
Существуют некоторые различия по сферам приложения труда: так, доля женщин, занятых в легкой промышленности, составляет 83%, на транспорте — 27%, в строительстве — 29%, в угольной промышленности
— 17%, среди работающих в производствах синтетических каучуков, синтетических волокон, пластических масс, в химико-фармацевтической промышленности большинство составляют женщины [6, 11 ].
Цель данной работы — изучение уровня смертности от злокачественных новообразований в группе городских женщин, которые в 1970 г. находились на пенсии и прежде занимались преимущественно физическим трудом.
36. Omiencinski C., Redlich C., Costa P. II Cancer Res. — 1990. — Vol. 50. — P. 4315—4321.
37. Pelkonen О., Pasoner М., Kuna H. et al. // Brit.J.clin.Pharm. — 1986. — Vol. 22. — P. 125—134.
38. Relling M., Aoyama Т., Gonzalez F., Meyer U. II J.Pharmacol. exp. Ther. — 1990. — Vol. 252. — P. 442—447.
39. Sesardi D., Boobis A., Eduard R., Davis D. // BritJ.clin.Phann.
— 1988. — Vol. 26 — P. 363—372.
40. Shimada Т., MarthiaM., Pruess-Schwartz D. etal. II Cancer Res.
— 1989. — Vol. 49. — P. 6304—6312.
41. SongB., Friedman F., Park S.S., GelboinH. // Science. — 1985.
— Vol. 228. — P. 490—492.
42. Song B., Gelboin H., Park S., Gonzalez F. II J.biol.Chem. — 1986. — Vol. 261. — P. 1689—1697.
43. SongB., Veech R., Park S. et al. // Ibid. — 1989. — Vol. 264. — P. 3568—3572.
44. Stralka D., Strobel H. II Cancer (Philad.). — 1991. — Vol. 68.
— P. 2363—2369.
45. Tyndale R., Gjnzalez F., Hardwick J. et al. // Pharm.Toxic. — 1990. — Vol. 67. — P. 14—18.
46. Wolf R., Miles ]., Gough A., Spurr N. II Biochem.Soc.Trans. —
1990. — Vol. 18. — P. 21—24.
47. Wrighton S., Campanile C., Thomas P. et al. // Molec.Pharmacol.
— 1986. — Vol. 29. — P. 405—410.
48. Yun C., Shimada Т., Guengerich P. II Ibid. — 1991. — Vol. 40.
— P. 679—685.
Поступила 01.04.92. / Submitted 01.04.92.
Organization of Oncolological Service
M.A.Bulbulyan
Problems of Cancer Prevention and Their Relation to Women’s Occupation
Research Institute of Carcinogenesis
Successful activities against malignancy require knowledge of the rate and peculiarities of tumor incidence in people, in particular by occupation. Such information concerning women was scarce until recently. However women are half of working people in this country.
The share of working women varies depending upon the branch of industry, e.g. it is 83% in light industry, 27% at transport, 29% in construction industry, 17% in coal mining, among people engaged in production of synthetic rubber, synthetic fibers, plastics, pharmaceutical industry women make the majority [6, 11 ].
The purpose of this investigation was to study the rate of deaths caused by malignant lesions in a group of urban women who were on a pension in 1970 mainly after engagement in physical labor.
Materials and Methods. The investigation used data about urban female pensioners who died in 1970 and had been occupied with physical labor when alive, as well as corresponding data about the population. The analysis covered urban population of 32 territorial units of the former USSR (17 regions of the RSFSR, 6 regions of Ukraine, Latvia, Azerbaijan, some areas of Bielorussia, Kazakhstan
