Excessive exposure to estrogens is the most important risk factor for the development of hormone-sensitive cancers, especially breast cancer. Estrogen stimulates the expression of genes and proteins involved in cell proliferation by binding to estrogen receptor (ER). Another possible mechanism of ER-independent carcinogenicity of estrogens is based on the hydroxylation of estradiol resulting in the formation of catechol estrogens. Catechol estrogen 4-hydroxyestradiol ($4-OHE_2$) is further oxidized to catechol estrogen-3,4-quinones, the major carcinogenic metabolites of estrogens. Evidence increasingly supports the critical role of $4-OHE_2$ in hormonal carcinogenesis via DNA adduct formation or production of reactive oxygen species, which finally contribute to the transformation of normal mammary epithelial cells and the enhanced growth of breast cancer cells. It is also reported that the level of $4-OHE_2$ or its quinones is highly up-regulated in urine or tissues of breast cancer patients. Thus, we highlight the oncogenic roles of $4-OHE_2$ in catechol estrogen-induced breast carcinogenesis.
The hydroxylation of estradiol results in the formation of catechol estrogens such as 2-hydroxyestradiol ($2-OHE_2$) and 4-hydroxyestradiol ($4-OHE_2$). These catechol estrogens are further oxidized to quinone metabolites by peroxidases or cytochrome P450 (CYP450) enzymes. Catechol estrogens contribute to hormone-induced carcinogenesis by generating DNA adducts or reactive oxygen species (ROS). Interestingly, many of the natural products found in living organisms have been reported to show protective effects against carcinogenesis induced by catechol estrogens. Although some compounds have been reported to increase the activity of catechol estrogens via oxidation to quinone metabolites, many natural products decreased the activity of catechol estrogens by inhibiting DNA adduct formation, ROS production, or oxidative cell damage. Here we focus specifically on the chemopreventive effects of these natural compounds against carcinogenesis induced by catechol estrogens.
Kim, Seong Hwan;Lee, Su-Ui;Kim, Myung Hee;Kim, Bum Tae;Min, Yong Ki
Molecules and Cells
/
v.20
no.3
/
pp.378-384
/
2005
Estrogen metabolites are carcinogenic. The comparative mitogenic activities of $17{\beta}$-estradiol (E2) and four metabolites, 2-hydroxyestradiol (2-OHE2), 4-hydroxyestradiol (4-OHE2), $16{\alpha}$-hydroxyestrone ($16{\alpha}$-OHE1) and 2-methoxyestradiol (2-ME), were determined in estrogen receptor(ER)-positive MCF-7 human breast cancer cells. Each of the E2 metabolites caused proliferation of the MCF-7 cells, but only E2 and $16{\alpha}$-OHE1 induced a greater than 20-fold increases in transcripts of the progesterone receptor (PR) gene, a classical ER-mediated gene. This suggests that the mitogenic action of E2 and $16{\alpha}$-OHE1 could result from their effects on gene expression via the ER. E2 metabolites altered the expression of E2-regulated proteins including heat shock proteins (Hsps). $16{\alpha}$-OHE1 and 2-ME as well as E2 increased levels of Hsp56, Hsp60, $Hsp90{\alpha}$ and Hsp110 transcripts, and the patterns of these inductions resembled that of PR. Hsp56 and Hsp60 protein levels were increased by all the E2 metabolites. Levels of the transcripts of 3 E2-upregulated proteins (XTP3-transactivated protein A, protein disulfide isomerase-associated 4 protein and stathmin 1) and an E2-downregulated protein (aminoacylase 1) were also affected by the E2 metabolites. These results suggest that the altered expression of Hsps (especially Hsp56 and Hsp60) by E2 metabolites such as E2, $16{\alpha}$-OHE1 and 2-ME could be closely linked to their mitogenic action.
The elevated level of circulating estradiol increases the risk of breast tumor development. To gain further insight into mechanisms involved in their actions, we investigated the molecular mechanisms of 4-hydroxyestradiol (4-$OHE_2$) to initiate and/or promote abnormal cell growth, and of $\alpha$- or $\gamma$-tocopherol to inhibit this process. MCF-10A, human breast epithelial cells were incubated with $0.1{\mu}M$ 4-$OHE_2$, either with or without $30{\mu}M$ tocopherols for 96 h. 4-$OHE_2$ caused the accumulation of intracellular ROS, while cellular GSH/GSSG ratio and MnSOD protein levels were decreased, indicating that there was an oxidative burden. 4-$OHE_2$ treatment also changed the levels of DNA repair proteins, BRCA1 and PARP-1. $\gamma$-Tocopherol suppressed the 4-$OHE_2$-induced increases in ROS, GSH/GSSG ratio, and MnSOD protein expression, while $\alpha$-tocopherol up-regulated BRCA1 and PARP-1 protein expression. In conclusion, 4-$OHE_2$ increases oxidative stress reducing the level of proteins related to DNA repair. Tocopherols suppressed oxidative stress by scavenging ROS or up-regulating DNA repair elements.
The human cDNA clone UDPGTh2, encoding a liver UDP-glucuronosyltransferase (UDPGT), was isolated from a .gamma.gt 11 cDNA library by hybridization to mouse transferase cDNA clone, UDPGTm1. The two clones had 74% nlicleotide sequence identities in the coding region. UDPGTh2 encoded a 529 amino acid protein with an amino terminus membrane-insertion signal peptide and a carboxyl terminus membrane-spanning region. In order to establish substrate specificity, the clone was inserted into the pSVL vector (pUDPGTh2) and expressed in COS 1 cells. Sixty potential substrates were tested using cells transfected with pUDPGTh2. The order of relative substrate activity was as follows: 4-hydroxyestrone > estriol >2-hydroxyestriol > 4-hydroxyestradiol > $6{\alpha}$-hydroxyestradiol >$5{\alpha}$-androstane-$3{\alpha}$, $11{\beta}$, $17{\beta}$-triol=5${\beta}$-androstane-$3{\alpha}$${\beta}$, $17{\beta}$-triol. There were only trace amounts of gulcuronidation of 2-hydroxyestradiol and 2-hydroxyestrone, and in contrast to other cloned transferase, no gulcuronidation of either the primary estrogens and androgens (estrone, $17{\beta}$estradiol/testosterone, androsterone) or any of the exogenous substrates tested was detected. A lineweaver-Burk plot of the effect of 4-hydroxystrone concentration on the velocity of glucuronidation showed an apparent Km of $13{\mu}M$. The unique specificity of this transferase might play an important role in regulating the level and activity of these potent and active estrogen metabolites.
Estrogens are considered the major breast cancer risk factor, and the carcinogenic potential of estrogens might be attributed to DNA modification caused by derivatives formed during metabolism. $17{\beta}$-estradiol ($E_2$), the main steroidal estrogen present in women, is metabolized via two major pathways: formation of 2-hydroxyestradiol (2-OH $E_2$) and 4-hydroxyestradiol ($4-OH\;E_2$) through the action of cytochrome P450 (CYP) 1A1 and 1B1, respectively. Previous reports suggested that $2-OH\;E_2$ has putative protective effects, while $4-OH\;E_2$ is genotoxic and has potent carcinogenic activity. Thus, the ratio of $2-OH\;E_2/4-OH\;E_2$ is a critical determinant of the toxicity of $E_2$ in mammary cells. In the present study, we investigated the effects of berberine on the expression profile of the estrogen metabolizing enzymes CYP1A1 and CYP1B1 in breast cancer MCF-7 cells. Berberine treatment produced significant induction of both forms at the level of mRNA expression, but with increased doses produced 16~ to 52~fold greater induction of CYP1A1 mRNA over CYP1B1 mRNA. Furthermore, berberine dramatically increased CYP1A1 protein levels but did not influence CYP1B1 protein levels in MCF-7 cells. In conclusion, we present the first report to show that berberine may provide protection against breast cancer by altering the ratio of CYP1A1/CYP1B1, could redirect $E_2$ metabolism in a more protective pathway in breast cancer MCF-7 cells.
This work was conducted to investigate the effect of bisphenol A (BPA) on estradiol (E2) 2-and 4-hydroxylase activities in the liver, kidney and lung tissues of male and female rats. After intraperitoneal administration of BPA to male and female rats for 4 days at 0, 10, and 50 mg/kg, the conversion of the substrate for hepatic and extra-hepatic enzyme activities was measured by GC/MSD. The result showed decreases of body and organ weights at 50 mg/kg BPA of male and female rats. Male hepatic E2 2-hydroxylase activity was inhibited by 68% at 10 mg/kg and by 82% at 50 mg/kg BPA. Female hepatic E2 2-hydroxylase activity was decreased by 46% at 10 mg/kg and by 56% at 50 mg/kg to the control. E2 4-hydroxylase was inhibited by 57 and 57% at 10 mg/kg and 54 and 78% at 50 mg/kg in liver of female and male, respectively. The urinary excretion rate of 2-hydroxyestradiol (2-OHE), androsterone and testosterone in urine of female rats with 50 mg/kg BPA were decreased significantly. The results showed that 50 mg/kg BPA was decreased E2 2-and 4-hydroxylase activities in liver, but not in other tissues. The urinary excretion rates of 2-OHE, androsterone and testosterone were also decreased. In liver, estrogenic enzyme activity were higher in male than female. These results suggest that BPA can disrupt estrogen metabolism by suppressing E2 2-and 4-hydroxylase activities in the liver of male and female rats.
CYP1B1 enzyme metabolize PAHs and estradiol. CYP1B1 metabolize estradiol to 4-hydroxyestradiol that is considered as carcinogenic metabolite. Luciferase activity was induced about 20 folds over that control by 1 nM TCDD (2,3,7,8-tetrchlorodibenzo-p-dioxin) and these inductions were dose-dependent. Recent industrialized society, human hasbeen widely been exposed to widespread environmental contaminants such as PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbon) that are originated from the incomplete combustion of hydrocarbons. PAHs are known to be ligands of the AhR (aryl hydrocarbon receptor). Induction of cytochrome P4501B1(CYP1B1) in cell culture is widely used as a biomarket for PAHs. Therefore we have studied the effect of PAHs in the human breast cancer cells MCF-7 to evaluate bioactivity of PAHs. Cytochrome P4501B1(CYP1B1) is known to be inducible by xenobiotic compounda such as policyclic aromatic hydrocarbon (PAH) and dioxins such as 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin(TCDD). And these induction of CYP1B1 is also regulated by many categories of chemicals. In order to investigate the effects of several chemicals on CYP1B1 gene expression in luciferase gene, and then transfected into these cells. After treatment of chemicals, the luciferase activity was measured. We examined effects of PAHs on the CYP1B1-lucifrease reporter gene and CYP1B1 mRNA level. Benzo(k)fluoranthene showed strong response to CYP1B1 promoter activity stimulation, and also CYP1B1 mRNAs increase in MCF-7 cells in a concentration-dependent manner. flvonoids such as genistein decreased B(k)F induced luciferase activity at low concentration. it exhibited stimulatory effect at high concentration.
Proceedings of the Korean Society of Applied Pharmacology
/
2001.11a
/
pp.112-112
/
2001
2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) is an environmental toxin that activates the aryl hydrocarbon receptor (AhR) and disrupts multiple endocrine signaling pathways by enhancing ligand metabolism, altering hormone synthesis, down regulating receptor levels, and interfering with gene transcription. And TCDD-mediated gene transactivation via the AhR has been shown to be dependent upon estrogen receptor (ER) expression in human breast cancer cells. In the present study, we have examined the effect of natural estrogen, phytoestrognes and environmental estrogens on the regulation of CYP1A1 gene expression in MCF-7 human breast cancer cell line. that ER and AhR are co-expressed. pCYP1A1 -luc reporter gene was transiently transfected into MCF-7 cells. These cells were treated with various chemicals and then luciferase assay was carried out. 17be1a-estradiol significantly inhibited TCDD stimulated luciferase activity dose dependently and this inhibition was partially recovered by concomitant treatment of tamoxifen. 17beta-estradiol metabolites, 2-hydroxyestradiol and 16alpha-estriol resulted in less potent inhibitory effect than estradiol and synthetic estrogen, diethylstilbestrol (DES) showed no effect on CYP1A1 gene expression. This study demonstrated that estrogen down-regulated TCDD stimulated CYP1A1 expression via ER mediation. And we have found out that several flavonoids such as genistein, kaempferol, daidzein, naringenin, and alkylphenols such as nonylphenol, 4-octylphenol and resveratrol also inhibited TCDD induced CYP1A1 expression like estrogen.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.