Formaldehyde induces superbulky DNA interstrand crosslinks

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21850
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
• Research Institution: Osaka Metropolitan University (2022-2023); Osaka Prefecture University (2020-2021)
• Principal Investigator: Nakamura Jun 大阪公立大学, 大学院獣医学研究科, 客員研究員 (90804518)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松田 知成 京都大学, 工学研究科, 教授 (50273488) ; 川西 優喜 大阪公立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70332963)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2024-03-31
• Keywords: グリシドール / グリシドアルデヒド / ALDH2

Outline of Final Research Achievements

We could not find any evidence that the 1,4-dihydropyridine-type adducts formed by the reaction of formaldehyde (FA) with lysine side chains further react with DNA bases. We then hypothesized that glycidol may be metabolized in the body to produce glycidaldehyde (GALD), which has two functional groups, and further form ICLs. We found that glycidol is metabolized to GALD by alcohol dehydrogenase (ADH), and is further partially detoxified by aldehyde dehydrogenase 2 (ALDH2). Furthermore, we demonstrated that Aldh2 extracted from Aldh2-deficient (Aldh2 *2/*2 KI) mice has difficulty detoxifying and metabolizing glycidol.

Free Research Field

遺伝毒性

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒトは職業暴露に加え食用精製植物油や電子タバコのべーパーを介してグリシドールに暴露されている。グリシドールはエポキシド構造をもつプロパノールであり、DNAあるいは蛋白と容易に反応し遺伝毒性あるいは細胞毒性を引き起こす。本研究において、グリシドールが体内で活性化されることにより複雑なかつ非常に強い遺伝毒性を引き起こすグリシドアルデヒド（GALD）になることを明らかにした。しかもアルコールを飲んで顔が赤くなる日本人（約半数の日本人）がGALDの毒性を弱めることが苦手である可能性があることが明らかになった。今後、GALDの毒性の感受性についてさらに研究する必要がある。