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Genotoxic effects and oxidative stress induced by organic extracts of particulate matter(PM 10)collected from a subway tunnel in Seoul, Korea.

粒子状物質(PM 10)の有機抽出物によって誘導される遺伝毒性効果と酸化ストレスは、ソウル(韓国)で地下鉄トンネルから集まった。

Published date

Journal

Mutat Res. 2012; 749; 39-47;

Author

Mi Hyun Jung, Ha Ryong Kim, Yong Joo Park, Duck Shin Park, Kyu Hyuck Chung, Seung Min Oh

Affiliation

Sungkyunkwan University, Gyeonggi-do, Republic of Korea

Abstract

Particulate matter (PM) has become an important health risk factor in our society. PM can easily deposit in the bronchi and lungs, causing diverse diseases such as respiratory infections, lung cancers and cardiovascular diseases. In recent days, more and more toxicological studies have been dealing with air particles in distinctive areas including industrial areas, transportation sites, or indoors. Studies on subway PM in particular, have been recognizing PM as an important health risk factor because many people use subways as a major mode of public transportation (4 million people a day in Korea). The main aim of the present study was to evaluate the genotoxic effects of organic extract (OE) of subway PM10 and potential attribution of PAHs to these effects. Particles were collected in the subway tunnel at Kil-eum station(Line 4) for one month and then extracted with Dichloromethane (DCM). Chinese Hamster Ovary cells(CHO-K1) and human normal bronchial cells (BEAS-2B) were exposed to OE, and MN and Comet assays were conducted to analyze the genotoxicity. The results showed that OE increased DNA or chromosome damages in both cell lines. In the modified Comet assay and MN assay with free radical scavengers, we confirmed that the genotoxic effect of OE was partially due to the oxidative damage on DNA. DCFHD Aassay also indicated that OE induced ROS generation in BEAS-2B cells. PAHs [benzo(a)anthracene,benzo(k)fluoranthrene, etc.], the most well-known carcinogens in polluted air, were detected in Kil-eum PM10. In conclusion, our findings confirmed that OE of subway PM10 has genotoxic effects on normal human lung cells, and oxidative stress could be one of the major mechanisms of these genotoxic effects.In addition, some genotoxic and carcinogenic PAHs were detected in OE by GC/MS/MS, even though PAHs level was not enough to increase CYP1A1 gene. Therefore, we suggest that additive or synergistic effects by unidentified chemicals as well as PAHs contained in OE of subway PM10 may induce genotoxic effects and further researches are needed to identify the genotoxic compounds in subway PM.

 

粒子状物質(PM)は、我々の社会の重要な健康危険因子になった。
PMは気管支と肺で容易に沈着することができる。
そして、多様な疾患(例えば呼吸器感染症、肺癌と心血管疾患)を引き起こす。
ここ数日には、ますます多くの毒物学的な調査は工業地区を含む特徴的な領域で空気粒子を扱っていたか、輸送部位であるか、屋内にあった。
多くの人々が公共輸送機関(韓国で1日につき400万人)の長調として地下鉄を使用するので、特に地下鉄PMの研究はPMを重要な健康危険因子と認めていた。
本研究の主要な目的は、地下鉄PM10からの有機抽出物(OE)とPAHsをこれらの効果に潜在的帰することの遺伝毒性効果を評価することであった。
粒子は1ヵ月の間Kil-eumステーション(第4行)の地下鉄トンネルで集められて、それからDichloromethane(DCM)で抽出された。
中国のHamster Ovary細胞(CHO-K1)とヒトの正常な気管支細胞(BEAS-2B)はOEを浴びた、そして、MNとコメット検査は遺伝毒性を分析するために行われた。
成績は、OEがDNAまたは染色体を増加させることを示したは、両方の細胞系でに悪影響を及ぼす。
遊離ラジカルスカベンジャーによる変更されたコメット分析とMN分析法では、我々は、OEの遺伝毒性効果が部分的にDNAへの酸化性ダメージによりあることを確認した。
DCFHD Aassayも、OEがBEAS-2B細胞でROS発生を誘発することを示した。
PAHs[benzo(a)anthracene,benzo(k)fluoranthreneなど](汚染された空気で最も有名な発癌物質)は、Kil-eum PM10で検出された。
PAHsレベルがCYP1A1遺伝子を増加させるのに十分でなかった場合であっても、結論(地下鉄PM10のOEには健康人肺細胞に対する遺伝毒性効果と酸化ストレスがあることがこれらの遺伝毒性effects.In相加の主要機序の1つでありえたと確証される我々の所見)では、若干の遺伝毒性および発癌性PAHsはGC/MS/MSによってOEで検出された。
従って、我々は未確認の化学物質ならびに地下鉄PM10のOEに含まれるPAHsによる添加物または相乗効果が遺伝毒性効果を誘導する可能性があるように提案する、そして、更なる研究は地下鉄PMで遺伝毒性合成物を特定するために必要である。


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