硫黄マスタードに暴露されたイランの退役軍人における酸化ストレスの増加と関連したテロメア短縮

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Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen.2018 Oct;834:1-5. S1383-5718(17)30355-8. doi: 10.1016/j.mrgentox.2018.06.017.Epub 2018-06-20.

硫黄マスタードに暴露されたイランの退役軍人における酸化ストレスの増加と関連したテロメア短縮

Telomere shortening associated with increased levels of oxidative stress in sulfur mustard-exposed Iranian veterans.

Effat Behravan
Seyed Adel Moallem
Fatemeh Kalalinia
Mahnaz Ahmadimanesh
Peter Blain
Paul Jowsey
Shahriar Khateri
Mohammad Mahdi Forghanifard
Mahdi BalaliMood

PMID: 30173859 DOI: 10.1016/j.mrgentox.2018.06.017.

抄録

硫黄マスタード（SM）は最も広く使用されている化学兵器です。第一次世界大戦や最近のイラン・イラク紛争で使用された。分子実験や動物実験におけるSMの遺伝毒性やDNAアルキル化効果はよく知られている。本研究では、1983年から88年の間にSMに曝露されたイラン退役軍人40人と、曝露されていない健康なボランティア40人を対象に、リンパ球のテロメア長とイソプロスタンF2αの血清レベルをq-PCRおよび酵素免疫測定法を用いて測定した。その結果、SM被曝者の相対的なテロメア長は非被曝者に比べて有意に短いことがわかった。また、8-イソプロスタインF2αのレベルは、対照群と比較してSM暴露群で有意に高かった。酸化ストレスは、遺伝子変異や抗酸化酵素の活性変化に伴う抗酸化応答の異常によって引き起こされる可能性があります。慢性呼吸器疾患や感染症も酸化ストレスを増加させる可能性がある。本研究では、「早老の表現型」を明らかにしたことが新たな発見となりました。より具体的には、加齢とともに自然に起こるテロメア短縮が、SMに曝露された人では加速されていることがわかった。酸化ストレス、DNA修復遺伝子の変異、エピミュータイオンがテロメア短縮の主要なメカニズムの一つであると考えられます。これらの知見は、テロメア伸長による新たな治療法の開発や、SM毒性の暴露バイオマーカーの検証に役立つ可能性がある。

Sulfur Mustard (SM) is the most widely used chemical weapon. It was used in World War 1 and in the more recent Iran-Iraq conflict. Genetic toxicity and DNA alkylation effects of SM in molecular and animal experiments are well documented. In this study, lymphocytic telomere lengths and serum levels of isoprostane F2α were measured using q-PCR and enzyme immunoassay-based methods in 40 Iranian veterans who had been exposed to SM between 1983-88 and 40 non-exposed healthy volunteers. The relative telomere length in SM-exposed individuals was found to be significantly shorter than the non-exposed individuals. In addition, the level of 8-isoprostane F2α was significantly higher in the SM-exposed group compared to controls. Oxidative stress can be caused by defective antioxidant responses following gene mutations or altered activities of antioxidant enzymes. Chronic respiratory diseases and infections may also increaseoxidative stress. The novel finding of this study was a the identification of 'premature ageing phenotype'. More specifically, telomere shortening which occurs naturally with aging is accelerated in SM-exposed individuals. Oxidative stress, mutations in DNA repair genes and epimutaions may be among the major mechanisms of telomere attrition. These findings may help for a novel therapeutic strategy by telomere elongation or for validation of an exposure biomarker for SM toxicity.