Молекулярно-биологические маркеры окислительного стресса и апоптоза при воздействии низких концентраций бисфенола А на клетки линии HepG2

Проведена оценка биологических эффектов малых концентраций бисфенола А в эксперименте in vitro на клетках линии НеpG2. Одним из механизмов влияния бисфенола А на организм является индукция окислительного стресса. Проанализировано воздействие 0.10, 0.25, 0.50 и 1.0 мкМ бисфенола А на клетки линии НеpG2 при экспозициях 48 и 72 ч, в качестве параметров которого рассмотрены выживаемость клеток (МТТ-тест), степень выраженности окислительного стресса по данным о содержании белковых и небелковых SH-групп, карбонильных производных белков, а также транскрипционного NRF2 и антиапоптического BCL-2 факторов. Уровень NRF2 и BCL-2 не изменяется при 48-часовом воздействии бисфенола А на клетки и возрастает при инкубации в течение 72 ч. Это повышение обусловливает рост концентрации тиоловых групп и поддерживает стабильный уровень карбонильных производных белков, что способствует формированию молекулярного механизма защиты клеток от воздействия ксенобиотика. В результате действия этих факторов малые концентрации бисфенола А не оказывают выраженного действия на выживаемость клеточной линии HepG2.

1. Sharma M., Sharma R., Gupta P., Srivastava S. Bisphenol-A induced oxidative stress and its fertility aspects // Int. J. Pharm. Sci. Res. 2019. V. 10, No 8. P. 3519–3531. http://dx.doi.org/10.13040/IJPSR.0975-8232.10(8).3519-31.

2. Vasiljevic T., Harner T. Bisphenol A and its analogues in outdoor and indoor air: Properties, sources and global levels // Sci. Total Environ. 2021. V. 789. Art. 148013. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148013.

3. Hahladakis J.N., Iacovidou E., Gerassimidou S. An overview of the occurrence, fate, and human risks of the bisphenol-A present in plastic materials, components, and products // Integr. Environ. Assess. Manage. 2023. V. 19, No 1. P. 45–62. https://doi.org/10.1002/ieam.4611.

4. Palsania P., Singhal K., Dar M.A., Kaushik G. Food grade plastics and Bisphenol A: Associated risks, toxicity, and bioremediation approaches // J. Hazard. Mater. 2024. V. 466. Art. 133474. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.133474.

5. Kapustka K., Ziegmann G., Klimecka-Tatar D., Ostrega M. Identification of health risks from harmful chemical agents – review concerning bisphenol A in workplace // Prod. Eng. Arch. 2020. V. 26, No 2. P. 45–49. https://doi.org/10.30657/pea.2020.26.10.

6. ГОСТ 12.1.007-76. Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. М.: Стандартинформ, 2018. 7 с.

7. Commission Regulation (EU) 2024/3190 of 19 December 2024 on the use of bisphenol A (BPA) and other bisphenols and bisphenol derivatives with harmonised classification for specific hazardous properties in certain materials and articles intended to come into contact with food, amending Regulation (EU) No 10/2011 and repealing Regulation (EU) 2018/213. Official Journal of the European Union. Ser. L. 2024. 15 p.

8. Сперанская O., Понизова O., Цитцер O., Гурский Я. Пластик и пластиковые отходы в России: ситуация, проблемы и рекомендации // Международная Сеть по Ликвидации Загрязнителей (International Pollutants Elimination Network), 2021. 92 с.

9. Geens T., Neels H., Covaci A. Distribution of bisphenol-A, triclosan and n-nonylphenol in human adipose tissue, liver and brain // Chemosphere. 2012. V. 87, No 7. P. 796–802. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2012.01.002.

10. Дергачева Н.И., Паткин Е.Л., Сучкова И.О., Софронов Г.А. Бисфенол А и болезни человека. Механизмы действия // Экологическая генетика. 2019. Т. 17, № 3. P. 87–98. https://doi.org/10.17816/ecogen17387-98.

11. Hercog K., Maisanaba S., Filipič M., Sollner-Dolenc M., Kač L., Žegura B. Genotoxic activity of bisphenol A and its analogues bisphenol S, bisphenol F and bisphenol AF and their mixtures in human hepatocellular carcinoma (HepG2) cells // Sci. Total Environ. 2019. V. 687. P. 267–276. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.05.486.

12. Cooper J.E., Kendig E.L., Belcher S.M. Assessment of bisphenol A released from reusable plastic, aluminium and stainless steel water bottles // Chemosphere. 2011. V. 85, No 6. P. 943–947. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2011.06.060.

13. Жолдакова З.И., Синицына О.О., Харчевникова Н.В. Современное состояние вопроса о токсичности бисфенола А при воздействии в дозах, близких к признанным безопасными // Токсикологический вестник. 2012. № 4. С. 19–25.

14. Acconcia F., Pallottini V., Marino M. Molecular mechanisms of action of BPA // Dose-Response. 2015. V. 13, No 4. Art. 1559325815610582. https://doi.org/10.1177/1559325815610582.

15. Даренская А.Д., Доброва Н.В., Степанова Е.В. Молекулярно-биологический маркер Bcl-2 при колоректальном раке: характеристика, роль в механизмах регуляции апоптоза, влияние на прогноз (обзор литературы) // Современная онкология. 2019. Т. 21, № 1. С. 52–58. https://doi.org/10.26442/18151434.2019.1.190278.

16. Абаленихина Ю.В., Ерохина П.Д., Сеидкулиева А.А., Завьялова О.А., Щулькин А.В., Якушева Е.Н. Внутриклеточная локализация и функция ядерного фактора эритроидного происхождения 2 (Nrf2) в условиях моделирования окислительного стресса in vitro // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2022. Т. 30, № 3. С. 296–304. https://doi.org/10.17816/PAVLOVJ105574.

17. Salehabadi A., Farkhondeh T., Harifi-Mood M.S., Aschner M., Samarghandian S. Role of Nrf2 in bisphenol effects: A review study // Environ. Sci. Pollut. Res. 2022. V. 29, No 37. P. 55457–55472. https://doi.org/10.1007/s11356-022-20996-3.

18. Cevik D., Yildiz G., Ozturk M. Common telomerase reverse transcriptase promoter mutations in hepatocellular carcinomas from different geographical locations // World J. Gastroenterol. 2015. V. 21, No 1. P. 311–317. http://doi.org/10.3748/wjg.v21.i1.311.

19. Stanley L.A., Wolf C.R. Through a glass, darkly? HepaRG and HepG2 cells as models of human phase I drug metabolism // Drug Metab. Rev. 2022. V. 54, No 1. P. 46–62. https://doi.org/10.1080/03602532.2022.2039688.

20. Allameh A., Niayesh-Mehr R., Aliarab A., Sebastiani G., Pantopoulos K. Oxidative stress in liver pathophysiology and disease // Antioxidants. 2023. V. 12, No 9. Art. 1653. https://doi.org/10.3390/antiox12091653.

21. Das S., Mukherjee U., Biswas S., Banerjee S., Karmakar S., Maitra S. Unravelling bisphenol A-induced hepatotoxicity: Insights into oxidative stress, inflammation, and energy dysregulation // Environ. Pollut. 2024. V. 362. Art. 124922. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.124922.

22. Birben E., Sahiner U.M., Sackesen C., Erzurum S., Kalayci O. Oxidative stress and antioxidant defense // World Allergy Organ. J. 2012. V. 5, No 1. P. 9–19. https://doi.org/10.1097/wox.0b013e3182439613.

23. Nagarajan M., Maadurshni G.B., Manivannan J. Exposure to low dose of Bisphenol A (BPA) intensifies kidney oxidative stress, inflammatory factors expression and modulates Angiotensin II signaling under hypertensive milieu // J. Biochem. Mol. Toxicol. 2024. V. 38, No 1. Art. e23533. https://doi.org/10.1002/jbt.23533.

24. Куликовский А.В., Николаева А.С., Насонова В.В., Иванкин А.Н. Аналитические возможности определения пероксидного окисления белков животного происхождения // Все о мясе. 2016. № 4. C. 34–37.

25. Kaspar J.W., Niture S.K., Jaiswal A.K. Nrf2:INrf2 (Keap1) signaling in oxidative stress // Free Radical Biol. Med. 2009. V. 47, No 9. P. 1304–1309. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2009.07.035.

26. Кондратенко Н.Д., Зиновкина Л.А., Зиновкин Р.А. Транскрипционный фактор NRF2 в функционировании эндотелия // Молекулярная биология. 2023. Т. 57, № 6. C. 1058–1076. https://doi.org/10.31857/S0026898423060101.

27. Куценко В.А., Дашкова Д.А., Рукша Т.Г. Угнетение экспрессии транскрипционного фактора NRF2, опосредованное miR-155, вызывает снижение жизнеспособности клеток меланомы вне зависимости от редокс-статуса // Цитология. 2024. Т. 66, № 1. С. 46–53. https://doi.org/10.31857/S0041377124010044.

28. Васин М.В., Ушаков И.Б. Радиомодуляторы как средства биологической защиты от окислительного стресса при воздействии ионизирующей радиации // Успехи современной биологии. 2020. Т. 140, № 1. С. 3–18. https://doi.org/10.31857/S0042132420010081.

29. Nakamura M., Yamanaka H., Oguro A., Imaoka S. Bisphenol A induces Nrf2-dependent drug-metabolizing enzymes through nitrosylation of Keap1 // Drug. Metab. Pharmacokinet. 2018. V. 33, No 4. P. 194–202. https://doi.org/10.1016/j.dmpk.2018.04.003.

30. Chepelev N.L., Enikanolaiye M.I., Chepelev L.L., Almohaisen A., Chen Q., Scoggan K.A., Coughlan M.C., Cao X.-L., Jin X., Willmore W.G. Bisphenol A activates the Nrf1/2-antioxidant response element pathway in HEK 293 cells // Chem. Res. Toxicol. 2013. V. 26, No 3. P. 498–506. https://doi.org/10.1021/tx400036v.

31. Niture S.K., Jaiswal A.K. Nrf2 protein up-regulates antiapoptotic protein Bcl-2 and prevents cellular apoptosis // J. Biol. Chem. 2012. V. 287, No 13. P. 9873–9886. https://doi.org/10.1074/jbc.m111.312694.

32. Калинин Р.Е., Сучков И.А., Климентова Э.А., Егоров А.А., Карпов В.В. Биомаркеры апоптоза и пролиферации клеток в диагностике прогрессирования атеросклероза в различных сосудистых бассейнах // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2022. Т. 30, № 2. C. 243–252. https://doi.org/10.17816/PAVLOVJ88938.

33. Сеничкин В.В., Первушин Н.В., Зуев А.П., Животовский Б., Копеина Г.С. Таргетирование белков семейства Bcl-2: что, где, когда? // Биохимия. 2020. Т. 85, Вып. 10. С. 1421–1441. https://doi.org/10.31857/S0320972520100097.

34. Wong R.S.Y. Apoptosis in cancer: From pathogenesis to treatment // J. Exp. Clin. Cancer Res., 2011. V. 30, No 1. Art. 87. https://doi.org/10.1186/1756-9966-30-87.

35. Longoni B., Boschi E., Demontis G.C., Marchiafava P.L., Mosca F. Regulation of Bcl-2 protein expression during oxidative stress in neuronal and in endothelial cells // Biochem. Biophys. Res. Commun., 1999. V. 260, No 2. P. 522–526. https://doi.org/10.1006/bbrc.1999.0928.