The involvement of a diol-epoxide in the metabolic activation of benzo(a)pyrene in human bronchial mucosa and in mouse skin

Abstract

DNA has been isolated from human bronchial segments that have been treated in short‐term organ culture with ³H‐labelled benzo(a)pyrene. DNA has also been isolated from mouse skin treated with ³H‐labelled samples of benzo(a)pyrene, with the related radioactive 4,5‐, 7,8‐ and 9,10‐dihydrodiols and with ³H‐3‐hydroxybenzo(a)pyrene. Sephadex LH20 column chromatography of hydrolysates of these DNA samples showed that the hydrocarbon‐deoxyribonucleoside products formed in benzo(a)‐pyrene‐treated human bronchial mucosa and mouse skin are indistinguishable from those that are formed when 7,8‐dihydro‐7,8‐dihydroxybenzo(a)pyrene 9,10‐oxide reacts with DNA in solution. These same hydrocarbon‐deoxyribonucleoside products were also found in hydrolysates of DNA from mouse skin treated with 7,8‐dihydro‐7,8‐dihydroxybenzo(a)‐pyrene but products of this type were not detected in hydrolysates of DNA following treatment of mouse skin either with the 4,5‐ or 9,10‐dihydrodiols or with 3‐hydroxybenzo(a)pyrene. The results show that the metabolic activation of benzo(a)pyrene to a diolepoxide, 7,8‐dihydro‐7,8‐dihydroxybenzo(a)pyrene 9,10‐oxide, which reacts with DNA, is the same in human bronchial mucosa, a tissue in which this hydrocarbon is suspected of being carcinogenic, as it is in mouse skin and in hamster embryo cells, two situations in which benzo(a)pyrene is known to induce malignancy. Formation D'un Diol‐époxyde Lors De L'activation Métabolique Du Benzo(a)Pyrène Dans La Muqueuse Bronchique Humaine Et La Peau De Souris L'ADN a été isolé à partir de segments bronchiques humains en culture organotypique à court terme traités avec du benzo(a)pyrène marqué au tritium, et à partir de peau de souris traitée avec du benzo(a)pyrène tritié, avec les 4,5‐, 7,8‐ et 9,10‐dihydrodiols radioactifs apparentés et avec du 3‐hydroxybenzo(a)pyrène tritié. La chromatographie en colonne de Sephadex LH20 des hydrolysats de ces échantillons d'ADN a montré que les produits de l'hydrocarbure et des désoxyribonucléosides formés dans la muqueuse bronchique humaine et la peau de souris traitées au benzo(a)pyrène sont identiques à ceux qui se forment lorsque le 7,8‐dihydro‐7,8‐dihydroxybenzo(a)pyrène 9,10‐oxyde réagit avec l'ADN en solution. Ces měmes produits ont été observés dans des hydrolysats d'ADN de la peau de souris lorsqu'elle a été traitée au 7,8‐dihydro‐7,8‐dihydroxybenzo(a)‐pyrène, mais pas lorsqu'elle a été traitée au 4,5 ou 9,10‐dihydrodiol ou au 3‐hydroxybenzo(a)pyrène. Les résultats montrent que l'activation métabolique du benzo(a)pyrène en un diol‐époxyde (7,8‐dihydro‐7,8‐dihydroxybenzo(a)pyrène 9,10‐oxyde) qui réagit avec l'ADN est analogue dans la muqueuse bronchique humaine, tissu dans lequel cet hydrocarbure est soupçonné d'ětre cancérigène, et dans la peau de souris et les cellules d'embryon de hamster, où l'on sait que le benzo(a)pyrène est cancérigène.