Определение маркеров окислительного повреждения нуклеиновых кислот 8-гидроксигуанозина и 8-гидрокси-2’-деоксигуанозина в моче методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемным масс-спектрометрическим детектированием

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Продукты окислительного повреждения нуклеиновых кислот рассматриваются как относительно стабильные биомаркеры при диагностике негативных последствий оксидативного стресса. Содержание биомаркеров окислительной деградации ДНК (8-гидрокси-2’-дезоксигуанозин, 8-OHdG) и РНК (8-гидроксигуанозин, 8-OHG) в биожидкостях повышается при воздействии на организм токсичных соединений, радиации и других негативных факторов, сопряженных с оксидативным стрессом. Ввиду неинвазивности отбора и более высоких концентраций целевых аналитов моча рассматривается в качестве приоритетной матрицы для биомониторинга последствий оксидативного стресса. Разработана методика совместного определения 8-OHdG и 8-OHG в моче методом ВЭЖХ-МС/МС. В качестве внутреннего стандарта подобрано близкое по структуре экзогенное соединение 8-(1-гидроксибутан-2-иламино)-1,3,7-триметил-1-пурин-2,6(3H,7H). Диапазон измерений для обоих аналитов установлен в интервале от 1 до 50 нг/мл. Для подготовки биопроб к анализу оптимизирована процедура твердофазной экстракции на гидрофильно-липофильном сорбенте (HLB) в режиме удерживания целевых веществ. При использовании техники ВЭЖХ-МС/МС высокого разрешения погрешность анализа не превышает 25 % во всем диапазоне измерений. Проанализировано 130 образцов мочи работников химического предприятия без диагностированных системных заболеваний в возрасте от 20 до 70 лет. Содержание 8-OHdG в образцах мочи находилось в интервале от 1 до 20 нг/мл, а 8-OHG – от 2 до 12 нг/мл. Установлена зависимость концентраций обоих биомаркеров в моче от возраста работника.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. И. Савельева

Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека Федерального медико-биологического агентства России

Автор, ответственный за переписку.
Email: saveleva@rihophe.site
Россия, Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ст. Капитолово, Ленинградская обл. 188663

Г. В. Каракашев

Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека Федерального медико-биологического агентства России

Email: saveleva@rihophe.site
Россия, Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ст. Капитолово, Ленинградская обл. 188663

М. В. Беляков

Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека Федерального медико-биологического агентства России

Email: saveleva@rihophe.site
Россия, Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ст. Капитолово, Ленинградская обл. 188663

А. С. Венедиктов

Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека Федерального медико-биологического агентства России

Email: saveleva@rihophe.site
Россия, Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ст. Капитолово, Ленинградская обл. 188663

А. Н. Бикбулатов

Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека Федерального медико-биологического агентства России

Email: saveleva@rihophe.site
Россия, Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ст. Капитолово, Ленинградская обл. 188663

Список литературы

  1. Syslová K., Böhmová A., Mikoška M., Kuzma M., Pelclová D., Kačer P. Multimarker screening of oxidative stress in aging // Oxid. Med. Cell Longev. 2014. Article 562860.
  2. Giustarini D., Dalle-Donne I., Tsikas D., Rossi R. Oxidative stress and human diseases: Origin, link, measurement, mechanisms, and biomarkers // Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 2009. V. 46. P. 241.
  3. Reverri E.J., Morrissey B.M., Cross C.E., Steinberg F.M. Inflammation, oxidative stress, and cardiovascular disease risk factors in adults with cystic fibrosis // Free Radic. Biol. Med. 2014. V. 76. P. 261.
  4. Andrisic L., Dudzik D., Barbas C., Milkovic L., Grune T., Zarkovic N. Short overview on metabolomics approach to study pathophysiology of oxidative stress in cancer // Redox Biol. 2018. V. 14. P. 47.
  5. Ho E., Galougahi K.K., Liu C.-C., Bhindi R., Figtree G.A. Biological makers of oxidative stress: Applications to cardiovascular research and practice // Redox Biol. 2013. V. 1. P. 483.
  6. Rodrigo R., Libuy M., Feliú F., Hasson D. Oxidative stress-related biomarkers in essential hypertension and ischemia-reperfusion myocardial damage // Dis. Markers. 2013. V. 35. P. 773.
  7. Zinellu E., Zinellu A., Fois A. G., Carru C., Pirina P. Circulating biomarkers of oxidative stress in chronic obstructive pulmonary disease: A systematic review // Respir. Res. 2016. V. 17. P. 150.
  8. Shroff A., Mamalis A., Jagdeo J. Oxidative stress and skin fibrosis // Curr. Pathobiol. Rep. 2014. V. 2. P. 257.
  9. Araki E., Nishikawa T. Oxidative stress: A cause and therapeutic target of diabetic complications // J. Diabetes Investig. 2010. V. 1. P. 90.
  10. Niedzielska E., Smaga I., Gawlik M., Monieczewski A., Stankowiez P., Pera J., Filip M. Oxidative stress in neurodegenerative diseases // Mol. Neurobiol. 2016. V. 53. P. 4094.
  11. Padurariu M., Ciobica A., Lefter R., Serban I.L., Stefanescu C., Chirita R. The oxidative stress hypothesis in Alzheimer’s disease // Psychiatr. Danub. 2013. V. 25. P. 401.
  12. Kino K., Hirao-Suzuki M., Morikawa M., Sakaga A., Miyazawa, H. Generation, repair and replication of guanine oxidation products// Genes Environ. 2017. V. 39. P. 21.
  13. Schaich M.A., Weaver T.M., Roginskaya V., Freudenthal B.D., Van Houten B. Single-molecule analysis of purified proteins and nuclear extracts: Insights from 8-oxoguanine glycosylase 1 // DNA Repair. 2024. V. 134. Article 103625.
  14. Nie J.J., Pian Y.Y., Hu J.H., Fan G.Q., Zeng L.T., Ouyang Q.G. Increased systemic RNA oxidative damage and diagnostic value of RNA oxidative metabolites during Shigella flexneri-induced intestinal infection // World J. Gastroenterol. 2021. V. 27. № 37. P. 6248.
  15. Guo C., Chen Q., Chen J., Yu J., Hu Y., Zhang S., Zheng S. 8-Hydroxyguanosine as a possible RNA oxidative modification marker in urine from colorectal cancer patients: Evaluation by ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry // J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2020. V. 1136. Article 121931.
  16. Broedbaek K., Ribel-Madsen R., Henriksen T., Weimann A., Petersen M., Andersen J.T. Genetic and environmental influences on oxidative damage assessed in elderly Danish twins // Free Radic. Biol. Med. 2011. V. 50. № 11. P.1488.
  17. Hofer T., Seo A.Y., Prudencio M., Leeuwenburgh C. A method to determine RNA and DNA oxidation simultaneously by HPLC-ECD: Greater RNA than DNA oxidation in rat liver after doxorubicin administration // Biol. Chem. 2006. V. 387. № 1. P. 103.
  18. Liu Q., Liu Z., Wang C.C., Gao X., Li C.B., Wang M., Wang Q., Cai J.P. Increased production of 8-oxo-7,8-dihydroguanine in human urine, a novel biomarker of osteoporosis // Free Radic. Res. // 2022. V. 56. № 5–6. P. 358.
  19. Liu Z., Wang J.J., Liu Q., Li J., Jiang S., Ma Y.Q., Dang Y.M., Cai J.P. Urinary 8-oxoGuo as a potential novel evaluation index for patients with nephrotic syndrome // Free Radic. Res. 2022. V. 56. № 11–12. P. 691.
  20. Shimoi K., Kasai H., Yokota N., Toyokuni S., Kinae N. Comparison between high-performance liquid chromatography and enzyme-linked immunosorbent assay for the determination of 8-hydroxy-2′-deoxyguanosine in human urine // Cancer Epidemiol. Biomark. Prev. 2002. V. 11. P. 767.
  21. Ravanat J., Guicherd P., Tuce Z., Cadet J. Simultaneous determination of five oxidative DNA lesions in human urine // Chem. Res. Toxicol. 1999. V. 12. P. 802.
  22. Chiorcea-Paquim, A.-M. 8-oxoguanine and 8-oxodeoxyguanosine biomarkers of oxidative DNA damage: A review on HPLC–ECD determination // Molecules. V. 27. № 5. P. 1620.
  23. Pilger A., Ivancsits S., Germadnik D., Rüdiger H.W. Urinary excretion of 8-hydroxy-2′-deoxyguanosine measured by high performance liquid chromatography with electrochemical detection // J. Chromatogr. B. 2002. V. 778. P. 393.
  24. Zhao G., Fu Y., Yu J., Wang S., Duan K., Xie F., Liu H. A Simple method for the determination of 8-oxoguanosine, 8-oxo-2′-deoxyguanosine and 8-iso-prostaglandin F2α in human urine by UHPLC–MS/MS // Chromatographia. 2017. V. 80. № 3. P. 401.
  25. Каюков И.Г., Галкина О.В., Тимшина Е.И., Зубина И.М., Михеева А.Ю., Бердичевский Г.М. Креатинин в современной оценке функционального состояния почек (Обзор литературы и собственные данные) // Нефрология 2020. T. 24. № 4. C. 21.
  26. Wu L.L., Chiou C.C., Chang P.Y., Wu J.T. Urinary 8-OHdG: A marker of oxidative stress to DNA and a risk factor for cancer, atherosclerosis and diabetics // Clin. Chim. Acta. 2004. V. 339. № 1-2. P. 1.
  27. Martinez-Moral, M.-P., Kannan, K. Analysis of 19 urinary biomarkers of oxidative stress, nitrative stress, metabolic disorders, and inflammation using liquid chromatography–tandem mass spectrometry // Anal. Bioanal. Chem. 2022. V. 414. № 6. P. 2103.
  28. Lu Z., Li Q., Dai Y., Pan X., Luo X., Peng R., Guo C., Tan L. Association of co-exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and phthalates with oxidative stress and inflammation // Sci. Total Environ. 2024. V. 912. Article 169513.
  29. Lin X.Y., Liu Y.X., Zhang, Y.J., Shen, H.M., Guo, Y. Polycyclic aromatic hydrocarbon exposure and DNA oxidative damage of workers in workshops of a petrochemical group // Chemosphere. 2022. V. 303. Article 135076.
  30. Shih Y.M., Cooke M.S., Pan C.H., Chao M.R., Hu C.W. Clinical relevance of guanine-derived urinary biomarkers of oxidative stress, determined by LC-MS/MS // Redox Biol. 2019. V. 20. P. 556. doi: 10.1016/j.redox.2018.11.016
  31. Malayappan B., Garrett T.J., Segal M., Leeuwenburgh C. Urinary analysis of 8-oxoguanine, 8-oxoguanosine, fapy-guanine and 8-oxo-2’-deoxyguanosine by high-performance liquid chromatography-electrospray tandem mass spectrometry as a measure of oxidative stress // J. Chromatogr. A. 2007. V. 1167. № 1. P. 54.
  32. Li Y.S., Fujisawa K., Kawai K. Diurnal and daily fluctuations in levels of the urinary oxidative stress marker 8-hydroxyguanosine in spot urine samples // Genes Environ. 2025. V. 47. № 1.
  33. Cordes J., Zhao S., Engel C. M., Stingele J. Cellular responses to RNA damage // Cell. 2025. V. 188. № 4. P. 885.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Схема 1. Окисление гуанина при электрофильной атаке.

Скачать (32KB)
Метаданные
3. Таблица 3. 8-Гидрокси-2’-деоксигуанозин (8-OHdG)

Скачать (30KB)
Метаданные
4. Таблица 3. 8-Гидроксигуанозин (8-OHG)

Скачать (31KB)
Метаданные
5. Таблица 4. 8-OHdG

Скачать (42KB)
Метаданные
6. Таблица 4. 8-OHG

Скачать (37KB)
Метаданные
7. Таблица 4. 8-OHdG, 8-OHG

Скачать (27KB)
Метаданные
8. Таблица 4. 8-OHdG, 8-OHG

Скачать (24KB)
Метаданные
9. Схема 2. Структурная формула внутреннего стандарта – 8-(1-гидроксибутан-2-иламино)-1,3,7-триметил-1-пурина-2,6(3H,7H).

Скачать (26KB)
Метаданные
10. Рис. 1. Схема пробоподготовки образцов мочи для определения 8-OHG и 8-OHdG.

Скачать (117KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025