Abstract
Sulfur mustard (SM) is a strong alkylating agent, which produces subepidermal blisters, erythema and inflammation after skin contact. Despite the well-described SM-induced gross and histopathological changes, the exact underlying molecular mechanisms of these events are still a matter of research. As part of an international effort to elucidate the components of cellular signal transduction pathways, a large body of data has been accumulated in the last decade of SM research, revealing deeper insight into SM-induced inflammation, DNA damage response, cell death signaling, and wound healing
SM potentially alkylates nearly every constituent of the cell, leading to impaired cellular functions. However, SM-induced DNA alkylation has been identified as a major trigger of apoptosis. This includes monofunctional SM-DNA adducts as well as DNA crosslinks. As a consequence, DNA replication is blocked, which leads to cell cycle arrest and DNA single and double strand breaks. The SM-induced DNA damage results in poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) activation. High SM concentrations induce PARP overactivation, thus depleting cellular NAD+ and ATP levels, which in consequence results in necrotic cell death. Mild PARP activation does not disturb cellular energy levels and allows apoptotic cell death or recovery to occur. SM-induced apoptosis has been linked both to the extrinsic (death receptor, Fas) and intrinsic (mitochondrial) pathway
Additionally, SM upregulates many inflammatory mediators including interleukin (IL)-1α, IL-1β, IL-6, IL-8, tumor necrosis factor-α (TNF-α) and others. Recently, several investigators linked NF-κB activation to this inflammatory response
This review briefly summarizes the skin toxicity of SM, its proposed toxicodynamic actions and strategies for the development of improved medical therapy
چکیده
سولفور موستارد (گاز خردل) یکی از عوامل آکلیل دار کننده قوی است که بعد از تماس پوست با آن، منجر به بروز تاول های زیر پوستی، اریتما و التهاب می شود. علیرغم توصیف همه جانبه مشکلات ناشی از SM و تغییرات مربوط به آسیب شناسی بافتی، مکانیسم مولکولی اصلی این رخداد ها همچنان شایسته پژوهش بیشتر است. در راستای مطالعات بین المللی جهت روشن سازی مولفه های درگیر در مسیر های انتقال سلولی، در دهه های اخیر اطلاعات فراوانی در زمینه SM گرد اوری شده است که باعث عمیق تر شدن دانش فعلی در مورد التهابات ناشی از SM، واکنش های آسیب DNA و علائم مرگ سلولی و التیام زخم شده است.
SM به صورت بالقوه منجر به آلکیل شدن تقریبا تمامی ساختارهای سلولی و به تبع آن بروز اختلال در کارکرد های سلول می شود. با این حال، آلکیل دار شدن DNA تحت تاثیر SM به عنوان یکی از عوامل اصلی در بروز آپوپتوز (مرگ سلولی) تلقی می شود. همچنین شاهد بروز محصولات اضافی یک عملکردی SM-DNA و اتصال عرضی در DNA خواهیم بود. در نتیجه، تکثیر DNA بلوکه می شود که نتیجه این امر توقف چرخه سلولی و شکست در رشته های منفرد و دوتائی DNA است. آسیب هایی که تحت تاثیر SM در DNA ایجاد می شوند، منجر به فعالیت پلی(ADP-ribose) پلیمراز (PARP) می شود. هر چه تراکم SM بالا باشد، فعالیت PARP نیز افزایش خواهد یافت که نتیجه این پدیده اتمام سطوح NAD+ و ATP سلولی است که به تبع آن شاهد مرگ سلول نکروزی خواهیم بود. فعال شدن خفیف PARP هیچ تاثیری بر سطوح انرژی سلولی ندارد و منجر به مرگ سلول آپوپتوزی و یا ترمیم آن می شود. آپوپتوز ناشی از SM هم با مسیر های بیرونی (گیرنده مرگ و Fas) و هم با مسیر های درونی (میتوکندریایی) در ارتباط است. افزون بر این، SM باعث افزایش اکثر میانجی های التهاب آور نظیر اینترلوکین (IL)-1α، IL-1β، IL-6، IL-8، TNF-α و سایر موارد می شود. اخیرا، مطالعات متعددی بین فعالیت NF-kB و واکنش های التهابی رابطه برقرار کرده اند.
در مطالعه حاضر به خلاصه ای از مسمومیت پوستی ناشی از SM و همچنین به فعالیت های توکسیکودینامیک و استراتژی های مربوط به توسعه روش های درمانی اشاره شده است.