R
e
a ct
iv e o x
y g
e n sp
e ci
e s(
R O S
)
a r ep
r od
u c ed i
n c el l
sb
y
b
o
t
h
e nd
o
g
e
n o us
a nd
e x o
g
e
n o u sp
r o c e s se
sO
xi d
at
iv e
st
r e s s a ri
s es
w h
e
nt
h
e
R O S
a
r e at
hi g h
en
o ug h
c
o
n c e nt
r at
i
o
n st
o o ve
rw h
el m
t
h
e
ce
l l
's
no
rm
a
l
a nti
o
xi d
a nt
de
f
e ns e
m
e ch
a n
i
sm
s
.T h
ef
a ct
t
h
at
D N
A
i
sm
od i f
i ed b
y R
O S h
a sle
d
t
oth
e s ug g
e
st
io n
th
at
o xi d
ati
v e st
r e s sm
a
y
b
e a ni m p
o
rt
a nt
f
a
ct
o
ri
nt
h
ep
r oc e
s s of
c
a r ci
n og
e n e sis
M
a
m m
al i
a
n c el ls c o n
ta
i
nt
h
r e em
ai
n
a nt
io x
i d
a nt
e n zy
m
e st
h
at
f
u
nc t
i
o
nt
om
ai
nt
ai
nR O S
at
v e ry l
ow
c o n ce
nt
r at
i
o n sC
at
a
l
a
s e(
C A
T
)
a
ct
st
o sc a
v e ng
e
h
y
d
ro
g
e
np
e
ro
xi d
e.G lu
t
at
h io
n ep
e r o
xi d
a s
e(
G PX
)
d
e
t
o xi f i
e
sh yd
r og
e np
e
ro
xi d
e a
sw
el l
a
sl i p i d
-d
e riv e
d
o
rg
a ni
ch y d
r op
e r o xi d
e sS
up
e r o xi d
e
d i
sm
ut
a s e(
SO D
)
c o
n v e rt
st
h
e s
up
e r o xi d
ea n
io n
r ad ic a
l
to
hy d
r og
e np
e r o xi d
e.D
ec
r e a s ed
e xp
re
ss
io n
o
f C A T
,G P X
a n
d SO D i
nc
a n c e r c el l
sw
o
ul d b
e e xp
e ct
ed
t
o r e s ult
i
n el
e va
t
ed l
e v el
s o
f h
y
d
r og
e
np
e
ro
xi d
ea n
d
s u
p
e r o xi d
e.A
n um b
e ro
f
st
ud i
e sh
a
ve sh
o
w
n
t
h
a
t th
e a c
t
iv
i
t
ie
s o
f
t
h
e
se e n
zy m
es a
re
d
e c r e a s ed i
nt
um
o rc
el
l
s c om
p
a r ed
t
o ad
j
a c e nt
n o rm
al
t
i
ss u e
D
o
w
n re
g
ula
t
io n
of
a
nt
io x
i d
a nt
g
e n e e xp
r e s si
o n re
s ult
sin
c o n si
st
e nt
l y
ele v a
t
ed l
e v els o
f
R
O S,
a st
at
e r ef
e r re
d
t
o a sp
e r sis
te n
t
o xi d
at
i
v est
r es s
R O S
c a u s e s e v e r al
t y
p
e s of D N A d
am
ag
e,i
n clu
d i
ng b
a s em
od i f i
c at
io n
, st
r a nd
b
r e ak
a
g
e, a nd D N A
-p
r ot
ei
n cr o s s
-l i
nk
sO
ne
of
t
h
e
m
a
j
o ro
xi d
at
i
ve
l y m
od i f
ie
d D N A
b
a
s es
in
vi
v oi
s8
-h y d
r o xy
-2
'
-
d
e o xy
g
u a n o si
n eT
h is
p
ro
d
u ct
,w h i
ch i
s al
s o r ef
e r re
d
t
o
a s8
-O H
-d G
o r7
,8
-d i h y -d
r o-8
-o x -o -2
'
-
d
e o xy
g
u a n o sin e
,i
sm
ut
at
i
o np
r o ne a
nd
r e s ult
sin
a
G C
t
oT
:A
t
r a n s ve
rs
i
o nf
ol l
o
w i
ng D N A
r ep l i
c at
io n
E le v a
t
ed l
e v el
s of 8
-O H
-d G h
a v eb
e e nd
et e
ct
ed i
n c a n c e rs
fr o
m
s e v e r al
t
i
ss u e s
{
i
.e. ,b
r ea
st
,l
u ng
a
nd k i d
n ey
)
H
um
a nm
ut
T h
om
olo
g
u e(
h
M
T H l
)
p
r e v e nt
st
h
ef
o rm
at
i
o n of 8
-O H
-d G
re
si d
d
ep h
o sp h
o ry l
at
i
ng 8
-o x o-d
G
T P
t
o8
-o
x
o-d G
M
P
,
t
h
e r eb
y p
r e v en t
i
ng
m
i
si
n c o rp
o r at
i
o n of
t
h
e o xi d i
z ed f
r ee
n u cl
e oti d
e
i
nt
oD N A
O
v e r e xp
r e s si
o n of h
h d T
H
l m
R
N
A h
a sb
e e nd
et
ec
t
e
d i
np
ri m
a ry
r e na
l
c e
l l
an
d b
r e a st
c a r ci
n om
a s a sw
el l
a si
nl
u ng
c a nc
e r c el l l i
ne
s.H
um
a
n8
-o
x og
ua
m
ne
D N A gl
y
c o sy l
as
e{
h O G G l
)
c at
a
l
y
z e st
h
e e x ci
si
o n of 8
-o x o-g
u a ni
n e(
8
-o x oG
)
a nd 2
,6
-
d i
am i
n o-4
-h
y
d
r o xy
-5
-f
o rm
am i d
o-p
y
ri m i d i
ne
(
F
a
p y
)
f
r om
D N A
T
o
d
a
t
e,n o s
t
ud i
e sh
a
ve s
h
ow
nh O G G l
t
o
b
e o
v e r e xp
r e ss
ed i
nt
um
o
rt
is s
u e s.H
ow
e v e r, e xp
re
s si
o n of
h
O G G
I
h
a sb
e e nsh
ow
n
t
ob
e up
r eg
ul
at
ed
i
n v
i t
r oi
n re
sp
o n s et
oo x
i d
at
i
v e st
r e s sH
um
a nm
ut
Y h
om
olo
g
u e(
h
M
Y H
)
h
as
a n e n zy
m
a
t
i
c a ct
i
vi
t
y
t
h
at
r e
m
o v e sa
n ad
e ni
n eb
a s ef
r om
a nA
:8
-o
x oG b
a
s ep
ai
r.
N
o st
ud i
es
h
a v e e xa
m i
n ed
t
h
e
e x
p
r e s si
o n oi h
M
Y
H i
nt
um
o rt
i
s s u e s.I
f p
e r si
st
e nt
o
xi d
at i
v e st
r es
si
s af
e at
u r e of
c a
n c e rc e
l l
s,t
h
e ni
t
i
sp
r ed i
ct
ed
t
h
a
t
h
M
T
H
l
,h O G G l
a nd h
MY
H
sh
o ul d b
e o v e r e xp
r e s s ed i
nt
h
e s ec
el l
sB
y
m
e a s u ri
ng p
r ot
ei
nl
e v el
s of C A T
,G P X
,SO D
,h
M
T H l
,h O G G l
a
nd h
M
Y H in
s
p
ut
um
s am p l
e
sf
r om
at
-ri
sk i
nd i
vi d
u al
s{
i
. e., s
m
ok
e r s)
,i
t
sh
o ul d b
ep
os
si b l
e
t
o
d
e
t
ec
t
p
e
r si
st
e
nt
o
xi d
at
i
v e st
r e s si
n e xf
ol i
ate
d
c el l
sf
ro
m
t
h
el
u ng
T h i
sm
a
y p
r o vi d
e
a ne
w
C h
a
p
t
e rI
.T h
eR
ol
e of O
xi d
ati
v eSt
r e s si
nC
a
rc
i
n og
e ne s
i
sp
1
C h
a
p t
e rI
I
C
at
al
a s ep
7
C h
a
p
t
e rI I I
G l
ut
at
h i
o
n eP
e r o xi d
a s ep
1 0
C h
ap t
e rI
V
.S
up
e
r o xi d
eD i
sm
ut
a s ep 1 8
C h
a
p
t e
rV
F
o rm
a
t
i
o
na
nd
R
e
p
ai
r of 8
-O H
-d G
p
2 3
C h
ap
t
e rV
I
.H
um
a
nM
ut
T H
om
ol
o
g
u e(
hM
T
H l
)
p 2 6
C h
a
p
t
e rV
I
I
8
-O
x og
u a ni
n e
D N A G l
y
c o
sy l
a
se
(
h O G G l
)
p 3 4
C h
a
p
t
e rV I
I I
H
um
a nM
ut
Y
H
om
ol
og
u e(
h
M
Y
H
)
p
3 9
C h
a
p
t
e rIX
.S
um m
a ry
an
d
R
e c om m
e nd
a
t
i
on
sf
o
rF
ut
u r eR
e s ea
rc
h
p
.4 0
C
H
A
P T E
R
L
T
H
E
R O
L E
O
F
O
X
T
O
A
T I
V
E
S
T R E
SS
I N
C A R C
I
N O G E N
E
SI
S
R
e a ct
iv
e
o xy
g
e n sp
e ci
e s
(
R O S
)
c a nb
ep
r od
u c ed
ei
th
e
rb
y
e nd
og
e no
u s o re
x og
e no
us
p
r oc e s
se
sT h
e
fa
m i l y
of R O S i
nc
l
ud
es
th
e
s up
e ro
xi d
e an
i
o n(
O
2O
,
h
y
d
r og
e np
e r o xi d
e(
H
2O
2)
, a nd
t
h
eh
y
dr o x
y
l
r ad i
c
al
(
H O
*)
a
sw
el l
a sl i p i d
-
d
e riv e
d
o xy g
e n-c e n
t
e r ed
r adi
c als
(
L
0
» a nd
L
O O
*)
E
nd
og
e n o u s s o u r c es
of
R
O S i
n clu
d
e cy t
o ch
r om
eP 4 5 0
,i
nf l
am m
a
t
o
ry
c e
l l
s,m i
t
o
ch
o
nd
r
i
a a
nd p
e ro
xi
so
m
e s
E
xo
g
e
no
us so
u r c
e s of R O S
in c
l
ude
h
y p
e r o xia
, o z o n e, r ad i
at
i
o n a nd
x e n ob i
ot
ic s
O
xi d
at
i
v e st
r e s s a ri
s e sw
h
e nt
h
el
e v el
o
f
t
h
e
s eR
O S
o ve
rw h
el m
t
h
e c el l
's n o r
m
al
a
nti
o xi d
an
t
de
f
e n s em
e ch
an
i
sm
s(
Si
e s,19 9
1
)
T
h
i
sc
el l
ul
a r st
ate
m
ay
al
s o oc
c u ri f
th
e a nt
i
o xi d
a nt
c ap
a ci
t y
of
th
e c el
l i
sd
e c r e a se
d
C
el lu
l
a ra
nti
o
xi d
a
nt
sin c
l
ud
e
b
ot
h
no
n-en
zy
m
a
ti
c
(
e.g
.,
g l
ut
at h
io
n e, vit
a
m i
n
C
a
n
d
vi
ta
m i
nE
)
a
nd
e n zy
m
a
ti
c(
e.g
., c
a
t
ala
s e,g
l
ut
at
h io
n ep
e ro
xi d
a s e a nd
s up
e r o xi d
e
d i
sm
ut
a s e)
m
e
m b
e r sT h
u s, ast
at
e of
o
xi d
at
i
v e st
r e ss
m
ay
e
xi
st
i f d i
et
a ry
a nt
i
o
xi d
an
t
l
e
ve
l
sa
r el
ow
o
ri f
e n zy
m
e e xp
r e s sio n
i
sm
od i fi
ed
.W
h
e n e x c e s sR O S
a r ep
r e s e nt
in
t
h
e c el l
, ei
th
e rD N A
,l i p i d
s o rp
r ote
i
n sm
ay
b
ea
t t
a ck
ed
T
h
ef
ac
t t
h
at
D N A is
m
od i fi
e
d b y R O S h
a
sl
ed
t
ot
h
es
ug
g
e st
i
o nt
h
at
o
xi d
at
i
v est
r e s s
m
a
y b
e a n
i m p
o r
t
a
nt
f
a c
t
o r
i
n
t
h
e
p
ro c
es s o
f
c ar c
i
no
g
e n e s
is
I
n
d
e
ed
,
i
t
h
as
b
e e n
s
h
o
w
nt
h
at
a nt
i
o xi d
a nt
de
f
e n s e s a r e alt
e r ed i
np
r o-c a r ci
n og
e ni
c st
at
e
s(
C
e r ut t
i
et
al
.,
19 9
4
)
.F
u rt
h
e r, e
p i d
em io
l
og i
c
al
st
ud i
e sh
a v e sh
ow
nt
h
at
a nt
i
o xi d
a nt
sp
r ote
c t
ag
ai
ns
t t
h
e
d
e v el
op m
e nt
of
c an
c e r(
A m
e s,
19
8
3 ;
W
i l l
et
a
nd
M
a cM
ah
o n ,19
84
)
C
e r ut t
i
(
19
9
4
)
h
as
s
t
at
e
d
t
h
at
R O S p
o s s e s st
h
r e e e s s e nt
ia
l p
r op
e rti
e s of
c
a r ci
n og
e ns
T h
es e
a re
t
h
e ab i l i
t y
t
o :1
)
el i
cit
p
e rm
a n e nt
s tr u c
t
u r al
ch
a ng
e s
i
nD N A
(
e.g
. ,b
a s e
-p
a
i
rm
u
ta
t
i
o n s a
nd
d
el
eti
o ns
);
2
)
a c
t
i
v at
e
b
ot
h
cy t
o
p l
a sm i
c a nd
nu
cle a r s
i g
n al
t
ra n s
d
uc
t
i
o np
at
h w
a
y
s;
a nd 3
)
t
h
at t
h
e n um b
e r of
o xi d
at
i
ve
h it
st
oh
um
a
nD N A i
s
ap p
r o xi m
at
el
y
10
,0 0 0 p
e r c el l
p
e r
d
a
y
.F
o rt
un a
t
e
l y
,D N A
-r e
p
a
i
re
n zy m
e s effi
ci
e nt
l
y
r em
o
ve
th
e
m
aj
ori
t y
of
t
h
ele s
io
ns
f
o rm
ed
;
h
o
w
e v e r ,r
ep
air
effi
ci
e n cy i
s n ot 1 0
0
%
(
A
m
es a
nd S h i
g
e
n ag
a,19 9 2
)
T
h
e
re
s ul
t
i
sth
at
o xi
da
t
i
v eD N A le s
i
o n s a c c um
ul
at
ew i
th
ag
eM
ut
at
i
o ns
a c c um
ul
at
ew i
t
h
ag
e a sw
el l
(
G
ri
st
et
al
,19 9 2
; B
r a nd
a et
al
,19 9
3
)
.I
t
is
f
o
rt
h i
sr e a so n
th
a
t t
h
e o
d d
s o
f
d
e v elo
p i
ng
c a n c e rin c r e
a
s ew i
t
h
ag
eR O S
c a us
e s e v e ra
l
t
y p
e
s of D N A d
am
a
g
e,in c
l
ud in
g b
a s em
od
i fi
c
at
i
o
n , st
r a nd
b
r e ak
ag
e, a nd D N A
-p
ro
t
ein
c r o s s-l in
k
s
(
H
a
l l i w
e
l i
a nd A
r u om
a
,19 9 1
)
O
ne o
f
t
h
e
m
a
j
o ro
x
i d
ati
v el
y
m
od i fi
ed D N A b
a s e si
n viv o
i
s8
-h y d
ro
xy
-2
'-d
e o x
y
g
u
a n osi
ne
(
T
oy
ok
u ni
et
a
l
,19
94
)
T
h i
sp
r od
u ct
,w h i
ch i
sa
l
s o r ef
e r r ed
t
o a s8
-
O H
-d G
o r7
,8
-
d i h y d
r o-8
-o x o-2
'
-d
e o xy
g
u an o
si
ne
,i
sm
ut
at
io n
p
r o n e an
d
r e s ul
t
si
n aG
:C
- >
T
:At
r a n s v e r si
o nf
ol l
ow i
n
g
D N A
re
p l i
c a
t
i
o n(
K
uc
h i
n o et
al
,19 8 7
;
Sh i b
ut a
ni
et a
l
,19
9
1
)
A
s e ns
it
iv e
m
et
h
o
d f
o
rd
et
e ct
io n
of 8
-O H
-d G h
a sb
e e n
d
e s c ri b
ed
t
h
at
em p l
o
y
sh i g h p
r es
s ur
el i q
ui d
c
hr
o
m
at
og
r ap h y w i
t
h
el
e ct
r o ch
em i
c al de
t
e ct
i
o n(
H P
L
C /E C D
;
F l
oy d
et
al
,19 8 6
)
.G
a sc
hr
o
m
at
og
ra
p h y
c o up l
ed w i
t
h m
a ss
sp
e c
t
ro
m
et
ry
(
G C /
M
S
)
h
a
sa
ls
ob
e e n us e
d
t
od
e
t
e
ct
t
h i
sm
od i fi
ed b
a s e(
D i
zd
a r og
l
u ,19 9 2
)
T
ab le
1
sh
ow
s8
-
O H
-d G l
e v el
sin
c o nt
r ol
a nd
t
um
o
rt
i
s s ue s
f
o rf
o u
rd i ff
e re
nt t
y p
e
s of
c a r ci
n om
a si
nm
ul
t
i p l
e c a s e st
udi
e sI
t
c a nb
es
e e nt
h
at
in
t
h
re
e o ut
of
t
h
ef
o u rt y
p
e s,8
-
O H
-d G le v e
ls a r e
si g
n
i fi
c a nt
l
y
el
e v at
ed i
nt
um
o rt
i
ss u e s c o
m
p
a r ed
to
n o rm
al
t
i
s s u e sf
r om
t
h
e s am
ep
at
i
e nt
s.T
h
eg
r e at
e st
d i f f
e r en c e
i
n8
-O H
-d G l
e v el
sw
a s ob
s e r v ed i
nin v a s
i
v ed
u
cta
l
c a r ci
no
m
as
of
th
eb
r ea
st
w h
e r et
um
o rl
e v el
sw
e re a
p
p
r
o xi
m
at
el
y t
e
nt
i m
es
g
re
ate
r
t
h
a ni
n co
nt
r ol
t
i
s s u eT h
e o nl y
t
y p
e of
c a n
c e
rt
h
at
d i d
n 't
e xh i b i
t
a s
i g
ni fi
ca
nt
i
n c re
a s ei
n8
-O H
-d G le v
T
ab l
e
1
.C
o nt
e nt
of 8
-
h
y
d
ro
xy
-2
'-
d
eo
xy
g
u a no
si
ne
i
nh
um
a n c a rc
i
no
m
a(
m
ult
i
p
l
e
ca
s e st
ud
y
)
O
r
g
a n
H i
s
t
o
l
og y
C
o
nt
r ol
T
um
o
rN
;
st
at
i
s
ti
c sM
e
t
h
od
R
ef
e r e n c eB
re a
st
I
n va
si
v ed
u
ct
al
ca
r ci
n om
a
4
.13
±
0 4 3
L
u ng
Sq
u am
o
us c e
l l
c a r ci
n om
a
1 1 2
±
2 3
L
i
ve
rH
ep
at
o c el l
ul
a r c a rc
i
n om
a1
5 7 ±
0 2
1
K i d
n ey
R
e
na
l
ce
l l
ca
r ci
no
m
a3 6 0
±
0 2 0
4 0
.1
±
1 1 1
2
5
.5
±
7
.0
2 2
9 ±
0 3 8
5
5
6
±
0 4 1
(
5
;
P
<
0 0 1
)
(
5
; P
<
0 0 5
)
(
1 1
,1 8
; /
^
=
0 17
4
)
(
3 1
;
P
<
0 0 0 0 5
)
G C /
M
S
M
a
l i
n s a nd H
a
i m
a
n ot
,19 9 1
G C /
M
S
J
a r ug
a
er
a/
.,
19 9 4
H P
L
C /
E
C D
Sh i m
od
a
et
al
,19 9 4
H P L C /E C D
O k
am
o
t
o et
al
. ,19 94
T h
ea
m
ou
nt
o
f 8
-h y d
r o x
y
-2
'-
d
e o
xy g
ua n
os
i
n ep
e r
10
^d
e
o xy g
u a no
si
n ei
nD N A i
ss
h
o
w
nb y m
ea
ns
±
S E
.M
A l l
o
f
t
h
e
s am p l
e
se
xc
ep
t
t
h
o se
f
ro
m Sh i m
o
d
a
et
al
.,
19 9 4
a
r ep
ai
r ed
s a
m p l
e sf
r om
th
e
s am
ep
at
i
e nt
G C /
M
S
,g
a s ch
r om
at
og
r ap h
y
w i
t
h m
a ss
sp
e ct
r om
et
ry ;
H
P
L C / E C D
,h i gh p
e
rf
o rm
a n c el i q
u
i d
ch
ro
m
a
t
o
g
r ap h
y
w i
t
h
e
l
e
ct
ro
ch
e
m i
ca
l d
e
t
e c
t
o rT
a
b l
e
ad
a
p
t
e
d f
ro
m T
o
y
ok
u
ni
et
al
,19 9 5
.T
ab l
e2 C
o nt
e nt
of
8
-h
y
d
r o xy
-2
'-
d
e o x
y g
ua
no
si
n ei
nh
um
a n n e op l
as
m
(
si
ng
l
e c a s e st
ud
y
)
O
rg
a nH i
s t
ol
og y
C
o
nt
r ol
T
um
o rB
ra
i
nF
i b
ri l l
a ry
a
st
r oc
y
t
o
m
a1
3 6
L
u ng
Sq
ua
m
o us
ce
l l
c a rc
i
n om
a
9 6 8
L
u ng
A
d
e n o c a rc
i
n om
a7
.3 3
C
o
l
o nN
o
n-p
ri m
a ry
c a rc
i
no
m
a2 7 1
St
o
m
a ch
M
u ci
n
o u s c a rc
i
n om
a0 9 4
O
v a ry
S
er o
u s cy
s
t
ad
e n o ca
r ci
no
m
a3 1 1
2 4 9
10
.1
2 3 0
4 4 3
5
0 8
9 2 0
D
at
ab
a
s ed
o nG C /
M
S m
et
h
o
d
a re
f
r om O l i
n
sk i
et
al
.,
19 9 2
T h
e a
m
o
u nt
o
f 8
-h
y
d
r o xy
-2
'-d
e o
xy g
ua
n o si
ne
p
e r10
^
d
e o
xy g
ua
n os
i
n ei
nD N A i
s
sh
ow
nT
a
b l
ef
r om T
oy
ok
u ni
et
al
.s a
m
p l
e
sfr o
m
t
h
e s am
ep
a
t
i
e
nt
sI
n st
e ad
, c o nt
r ol l i
v e r s am
p l
es
w
e
r ef
r om
p
a
t
i
e nt
sw i
t
h
m
e
t
a
sta
t
i
c
l i
v e rt
um
o
rs
; t
h
u s
,t
h
e
le v
e
l
o
f 8
-
O H
-d G in
t
h
e s e
c on
t
r ol
s
m
a
y h
a
v eb
e e
nh i
g
h
e rt
h
a ni f p
a
i
r ed
c o nt
r ol
s am
p
l
e s
h
ad b
e e n u s ed
D
a
t
a o n8
-O H
-d G le v e
l
sf
r om
a
s
i
ngl
e c a s e st
ud
y
a r e sh
ow
nin
T
ab l
e2
H
e r e,t
h
eg
r e at
e st
el
e v at
io n
of 8
-
O
H
-d G le v e
ls
w
a so
b
s e r v ed i
n a n ad
e no c
a r ci
no
m
a of
t
h
e
l
u ng
T
og
e
t
h
e r,t
h
e s e st
ud i
e
si
nd ic a
t
e
t
h
a
t
8
-O H
-d G
, a
m
a rk
e ro
f
o xi d
at
iv e
st
r e s s,i
s el
e v at
e
d i
n a nu
m b
e r of di f f
e r e nt t y
p
e s of
c a nc
e rT h
u s,i
t
ap p
e a r s ei
t
h
e rt
ha
t t
he
ra
t
e of
R
O S g
e n e r at
i
o
ni
s
h i gh
e ri
nt
um
o rt
is
s
ue c o
m
p
a
r ed
t
oa
d
j
a
c e nt
n o rm
a
l
t
i
s s u e o rt
h
a
t t
h
e a nt
i
o
xi d
a nt
c ap
a ci
t y
of
t
h
e
f
o
rm
e ri
sd i m i
ni
sh
ed
D
e c r e a se
d
e
xp
r e s si
o n of
c at
al
a s e, s up
e r o xi d
ed is
m
ut
a s
e a nd g l
ut
at
h i
o n ep
e
r o xi d
a s ei
n c a n c e rc
el l
sw
o ul d b
e e xp
ec
t
ed
t
o r e s ul
t
i
n el
e
v at
ed l
e v el
s of h
y
d
r og
e np
e ro
xi d
e a nd
s up
e r o xi d
e(
F
i
g
u r e1
)
It
i
sw
el l
e st
ab l i
sh
e
d
t
h
at t
h
e s e sp
e
ci
e s a r ec
ap
ab l
eo
f i
nd
u
ci
ng
e xp
r e s si
o n of
t
h
ep
r ot
o-o
nc
og
e n e sc
-f
o s, c
-j
u n ,a
nd
c-m y
c(
C
r aw f
o
rd
et
al
,19 8 8
;
N
o s e et
al
,19 9
1
)
vi
aa
ct
iv a
t
i
o
n of
t
h
et
r a
ns
c ri p
t
i
o nf
a c
t
o rN F
-
k
B
(
Sh
r e ck
et
al
,19 9
1
)
.T h
u s, o n c o
g
e n e a ct
iv a
t
i
on
is o n e r o
l
eo
f
R
O S in
c a r ci
n
og
e n e si
s.I
nt
h
ep
r es
e n c eo
f
t
r a ce
m
et
al i
o n s s u ch
a sir o n
a nd
c
op p
e r,h y d
r og
e np
e r o xi d
e a nd
s
up
e r o xi d
e r e a ct t
o
p
r od
uc
eh
y
d
r o xy l
ra
d i
c al
sT h
es
ec
a n,i
nt
u r n, r e a ct
d ir e
c
t
l y w i
t
h D N A
t
op
r od
u c eb
a s em
o
d i fi
c a
t
io n s
o
r st
r a
nd b
re a
k
s
.U l
t
i m
a
t
e
l y
,s
uc
h m
ut
a
t
i
o n s c
a nl
e a
d
t
o a c el l
ul
a r st
a
t
e
r e
f
e r r ed
t
o a sg
e n om i
ci
n st
ab i l i
t y
,
in
w h i
ch
n um
e r o u s ch
r om
o s om
al
ab
e r r at
i
o
n s a r et y
p i
c al l
y
p
r e s e nt
(
C h
e ng
a nd L
o eb
,1 9
9 3
)
T
h is a
b i l i
t
y
t
oi
nd
u c eg
e n om i
cin s
t
ab i l i
t y
r e
p
r e s e nt
s a s e c o nd
r ole o
f R O S i
n c a r ci
n og
e n e sis
A
th
i
rd
r ole
p
r op
o s ed b
y T
oy
ok
un
i
et
a
l
.(
1 9 9 5
)
is
t
h
ea
b i l i
t
y
o
f R O S
t
oi
nd
u c e ch
e
m
ot
h
e
ra
p
y
r e
si
st
en
c eb
y
up
r eg
ul
a
t
i
ng
o
t
h
e ra n
t
io x
i d
a
nt
s s uc
h
a s a
d
ul
t
T
-c e
l l l
e uk
em i
a
-d
e ri
v ed f
a ct
o r-t
r a n sf
e r a s e(
G S
T
)
a nd
g
lu
t
at
h i
o n e(
G SH
) (
F
i
g
u r e1
)
.F i
n al l
y
,R
O S m
ay
f
a ci l i
t
at
ei
n v a si
o n a nd m
et
a st
a si
sb
y
c a u sin
g d
am
ag
et
op
r ot
e a s ein
h
i b
it
o r s(
e.g
.,a
i-p
r ot
e a s ei
nh i b i
t
o r)
b
y
o xi d i
zin
g m
et
h i
o nin
e r es
i d
u e so
f
t
h
e a
ct
i
v e si
t
e
(
Sw
ai m
a
nd
P
i
z z o,19 8 8
;
J
oh
n s o
n a nd
T
r a vi
s
,1
9
7
9
)
,t
h
e r eb y i
nd
u cin
g
e nh
a n ce
d
a ct
i
o n of p
r ot
e a se s
.T
og
et
h
e r,t
h
e s ef
u n ct
i
o n s of
R
O S i
nd i
c at
e
t
h
a
t t
h
e se s
p
e cie
sa r
e c ap
ab l
e of p
a rt
ic
i p
a
t
in
g i
nt
h
ei
ni
t
i
at
i
o n,p
r om
ot
i
o n a nd p
r og
r e s sio n
p h
a s e s of
c
a r ci
n og
e n e si
sT h
u s,R
O S m
ay b
e
c o n s
i d
e r ed
t
ob
e c om p l
et
e ca
rc
in o
g
e n s.N
u c
le u s
A
n
t i
o
x
id
a n
t E
n z
y m
e
(
C
a
t
a
la s e
,S O D
) i
H
2
O
2.
O
2t
F
e
C
u
P
e
r
i iS
fl
o
n
P
^
t
e
l
n
D
a
m
a
g
e
I
P
r
o t
e a s e
In
h i b i t
o r
A
n
t i
o x
i d
a n
t
t
D
a
m
a
g
e
(
A D F
,G S T
-] t,
G S H
e
t
c
.)
P
r
o
t
^
O
n c
o
g
e n e
A
c
t i
v a
t i
o n
1
m
a
g
e
i
l
e a s e
t
G
e n o
m
i
c
^
^In s
t
a
b i l i t
y
C
h
e
m
o
t ii
e
r a
p y
R
e s
i
s
t
a n c e
I
i
n v a s
io n
{M
e
t
a s
t
a s
i
s
F
i g
u r e1 S
ch
em
a
t
i
c o ut
l i
n e of
t
h
e r ol
e of
r e a ct
iv e o x
y g
e n sp
ec
i
e sin
c a n c e r.F
r om
T
oy
ok
u ni
et
al
. ,19 9 5
SO D
, s up
e
ro
xi d
e
d i
sm
ut
a s e;
"O H
,h y d
r o xy
l
r ad i
c al
;
A D F
,a
d
ul
t
T
-c el l le
u
k
em i
a-d
e r
i
v ed f
ac
t
o
r;
G S
T
,
g l
ut
a
t
h i
o ne
S
d
am
ag
e r ep
ai
r e n zy
m
e s a sm
a rk
e r s of
ox
i d
ati
v e st
r ess
i
n c a r ci
n og
e
n e si
sw i l l b
ea
d d
r es
s ed
T h
ep
u rp
os e
of
t
h i
s st
ud y i
st
od
et
e rm i
n
ei f
c at
al
a s e(
C A T
)
,g l
ut
at
h i
o
n ep
e r o xi d
a s e(
G
P
X
)
, s up
e r o xi d
ed i
sm
ut
a s e(
SO D
)
,h
um
a nM
ut
T h
om
ol
og
u e(
hM
T H l
)
,8
-o x
o
g
u
a ni
ne
D N A g l
y
c o sy
l
a s e(
h O G G
l
)
a
nd h
u
m
a
nM
ut Y
h
om
ol
og
u e(
h
M
Y H
)
c a nb
e
C H
A
P
T E R
n
.C A T
A L
A S E
C
at
al
a s e(
C A
T
)
i
st
h
em
ai
n c el l
ul
a r e n zy
m
e r e sp
o n si b l
ef
o r s c a v e ng
i
ng
H
2O
2C A T d
e c om p
o s e sH
2O
2t
ow
a
t
e r a c c o rd i
ng
t
ot
h
ef
ol l
ow i
ng
r e a ct
i
o n(
P
a ni k
e r a nd
I y
e r,1
9
6
5
)
:2 H
2O
2 -^
2 H
2O
+O
2T h
eC A T l
o
c u sh
a
sb
e e na s s
i g
n e
d
to c
h
ro
m
o s o
m
e
1 l p l 3
(
J
u n
i
e n
et
al
,19 8 0
)
.L
ud w i g
et
al
.(
1
9 9 1
)
e x am i
ne
d l
o ss
of h
et
e r o zy
g
o si
t y
(
L O H
)
at t
h
eC
4 r
i
o c u s u si
ng
ac o
h
o
rt
of 4 8
n o n-sm
al l
c el l l
u ng
c a n c e r(
N SC L C
)
s
am p l
es a
nd
n o rm
al l
im g
t
i
s
s u ef
r om
t
h
e s a
m
e
p
a
t
i
e
nt
sT h
e
i
nc
i d
e
nc e o
f
L
O H
a
t t
h
eC A
T
I
o q u sw
a s7 2
%
(
2 1/ 2 9
)
.L
o s s of
t
h
e
w h
o
l
ea
rm
o
f
ch
ro
m
o
s om
e1 I p p l
ay
sa
m i
n o r r ol
ei
ng
e n e r at
i
ng l l p l 3 d
e
l
et
i
o n si
nN SC L C
A
sa
d
up l i
c a
t
i
o
n of
t
h
e
re
m
a
i
ni
ng
a
l l
el
ei
n s am p l
e s
w i
t
h L O H
a
t t
h
e
C
4 r l
o c
us
w
a s
r a r el y
o
b
s e r v ed
,i
nt
e r st
i
t
i
al d
el
et i
o
n , a nd
n ot
m i
t o t
i
c
re
c om b i
n at
i
o n ,s e
em
st
ob
et
h
em
o st
c om m
o nm
et
h
o
d f
o
rg
e n ed
e
l
et
i
o
nF
o ng
et
al
.(
19
9 4
)
e x am i
n ed l
o s s of h
et e
r o zy
g
o si
t y
(
L
O H
)
at
t
h
e
C
A T
\
o c u %b
y
m
e a n s o
f
re s
t
r
i
c
t
i
o n
f
r a
g m
e n
t
l
e
ng
t
h p
o
l ym
o
rp h i
sm
(
R
F L P
)
a
na
l y
s
i
sF
o
rt
y p
e
rc e
nt
o
f
t
h
e
c a s e sw
e
r e sq
u am
o u s c el l
c a r ci
n om
a s(
SC C
s)
T h
ef
r eq
u e n cy
of L O H
at t
h
eC A T
l
oc
u sw
a s
15
%
(
6/ 4 0
)
T h i
sw
a s si m i l
a
rt
ot
h
e2 3
%
f
o u nd b
y
W
e st
o n et
al.
(
19
8 9
)
H
ow
e v e r ,i
t
w
a
sl
ow
e
rt
h
a nt
h
e
7 2
%
f
o u nd b y L
ud w i g
et
al
.(
19 9 1
)
T h i
sd i f f
e r e n c em
ay
b
ed
u et
o ah i g h
e rp
e r c e nt
ag
e(
6 6
%
)
of SC C
si
nt
h
el
at
t
e r st
ud
y
W
i
t
h
r e sp
e ct t
o
s u r vi
v al
,s e c
c a s
e sw i
t
h L O H
at
l l p l 3 h
ad
a si g
ni f i
ca
nt
l y w
o r se
p
r og
n os
i
st
h
a nSC C
sw i
t
h
o ut
L O H
a
t t
h i
s
l
o c
us
{
p
<
0
.0 0 2
)
A d
e n o c a r c
i
n o
m
a s
(
A C
s
)
,t
h
e o
t
h
e r
m
a
j
o
rh i
st
o
l
o
g i
c a
l
a
m
aj
o r r ol
ei
nd
et
e rm
i
ni
ng
t
um
o rp
r og
r e s si
o ni
nt
h i
s s ub
t
y
p
eG
u n e r et
al
(
1 9
9 6
)
d
et
e rm i
n ed
t
h
eC
A T
a ct
i
vi
t
i
e si
nf
ift
e e nl
u ng
c a r ci
n om
at
i
s s ue
s a
m p l
e s a nd
c o r r e sp
o nd i
ng
n o rm
al
s am
p l
e sf
r om
t
h
e s am
e c a s e sT
h
e s ew
o rk
e r sf
o un
d
3 3
5
3
±
6 0 9 U / m g p
ro
t
e
i
n(
m
e a n
±
S
.E
M )
o
f C A T i
n
l
u ng
c a nc e
rt
i
s s u ea
nd 7 1
.3 3
+
14 3
8
U / m g
p
r ot
ei
ni
n n o rm
al l
u ng
t
i
s s u eT
h i
sd i ff
e r e n c ew
a sf
o
u nd
t
ob
e si g
ni fi
ca
nt
a
t
t
h
e
l
e v el
o
f
/
?<
0
.0
1
.J
a r ug
a et
al
.(
1
9 9 4
)
al
s od
et
e rm i
n ed
t
h
e a ct
i
vi
t
y
of l
u ng
c a n c e rt
i
s su e s
t
ob
e
l
ow
e rt
h
a nt
h
e
i
r s u r ro
u nd i
ng
c a n c e r-f
re e
t
i
s s u es
;
h
ow
e ve
r,t
h
ed i f f
e r e n ce
b
et
w
e e nt
h
e
t
w
ow
a s n ot
a sg
r e at
(
F
i g
u r e2
) M
el l
o ni
et
al
.(
1 9
9 6
)
f
o u nd
n odi f f
e r e n c ei
nl
u ng
e
p i
t
h
el i
al l i
ni
ng fl
ui d C
A T
l
e v el
sb
et
w
e e nl
u ng
c a n
c e rp
at
i
e nt
s a nd h
e
al
t
h
y
n o n¬s
m
ok i
ng
co
ntr o
l
s ub
j
e ct
s6 3
Q
n s rm
lH
c a n ttaro u aF
i g
u r e2
A
c
t
i
vi
t y
of
c ata
l
a s ei
nh
um
a n c
a n c e r o u sl
u ng
t
i
s s u e s a nd
t
h
ei
r s u r ro
u nd i
ng
c a n c e r-
f
r ee
t
i
s s u e sV
a
l
u e s=
m
e a n±
S D
(
n=
3
)
F
ro
m J
a
r ug
a et
al
,19 9 4
.D
ue
t
o
t
h
e re
l
a
t
i
ve
n o n-i
n v a si
ve
n e s s of b l
oo
d
s
a
m p l i
ng
,b l
o od m
a
y
b
e ag
o o
d
b i
ol
og i
c al fl
ui d f
o rt
h
e ap
p l i
c at
i
on
of
o xi
d
at
i
v e st
r e s sb i
om
a rk
e r sC
a s ad
o et
al
.(
1 9 9 5
)
h
av
e c om p
a
r ed
t
h
e a ct
i
vi
t y
of C A T i
nb l
o od
ob
t
ai
n ed f
r om l
u ng
c a n c e rp
at
i
e
nts
t
ot
h
at
o
f
h
e al
t
h y
ag
e
-m
at
ch
e
d
c on
t
r ol
sW
i
t
h
o ut ta
k i
ng
ag
ei
nto
a c
co
u nt
,t
h
es
ew
o rk
e
rs
f
o
u nd
ah
em
og l
ob
i
n,H
b
)
c om
p
a r ed
t
ot
h
at
of
t
h
e c o nt
r ol
s(
2 1 4 ± 7
K l
g
of H b
)
H
ow
e v e r,w h
e nt
h
eg
r o up
sw
e r e st
r ati f
i ed
a
c c o rd in
g t
o ag
e
, a si g
ni fi
c a nt
in c r e a s e
in
C A
T
a
ct
iv
i
t y
w
a
ss e e n
i
nt
h
e2 8
-
3
7
y
ra
g
eg
r o up
c om
p
a rin
g b l
o od f
r om
p
a
t
ie n
t
s(
2
7 6 ± 2
1
A
7g
of H b
)
t
ot
h
at
of
c o ntr o
l
s(
2 3 4
+
9
K I
g
of
H
b
)
C
o n v e r s el
y
,t
h
ep
at i
e nt
sin
t
he
5 8
-
6 7
y
r ag
eg
r o up
e x