Proteomic analysis of liver in mice with different susceptibilities to fluorosis / Análise proteômica do fígado de camundongos com diferentes suscetibilidades à fluorose

ABSTRACT

Fluoride (F) is a potent anti-cariogenic element, but only an appropriate dose is effective to have therapeutic action, else systemic toxicity may be observed. Additionally, two factors, amount of F and time of exposure, drive its action. Surprisingly, the susceptibility to toxic effects of F is genetically determined. The present study identified the effects of F on the liver proteome of mice susceptible (A/J) or resistant (129P3/J) to the effects of F. Weanling male A/J (n=6) and 129P3/J mice (n=6) were housed in pairs and assigned to three groups given low-F diet and drinking water containing 0, 15 or 50 ppm F for 7 weeks. Liver proteome profiles were examined using nano-LC-ESI-MS/MS. Protein function was classified by GO biological process (Cluego v2.0.7 + Clupedia v1.0.8). Difference in expression among the groups was determined using the PLGS software. In the control group (0 ppm F), most proteins with fold change were increased in A/J mice. Precisely the proteins related to energy flux and oxidative stress were quite significant in this context, suggesting the high susceptibility of these mice to the effects of F, since the exposure also induces oxidative stress. Treatment with the lower F concentration provoked more pronounced alterations in fold change in liver proteins in comparison to the treatment with the higher F concentration. Strikingly, most of the proteins with fold change upon following 15 ppm F treatment, were increased in the A/J mice compared with their 129P3/J counterparts, thus suggesting attempt of the former to fight against the toxic effects of F. With respect to 50 ppm F, most proteins with fold change were decreased in the A/J mice compared with their 129P3/J counterparts, especially proteins related to oxidative stress and protein folding, which might be related to the higher susceptibility of the A/J animals to the deleterious effects of F. Our findings can provide new insights into the molecular mechanisms underlying genetic susceptibility to fluorosis by indicating key protein players which need to be better addressed in future experimental studies.(AU)

RESUMO

O Fluoreto (F) é um potente elemento anti-cariogênico, mas é somente efetivo terapeuticamente em uma dose apropriada. Por outro lado, doses acima das recomendadas levam a toxicidade sistêmica. Em adição, dois fatores decidem sua efetividade de ação quantidade de F e tempo de exposição. A suscetibilidade aos efeitos tóxicos do F é determinada geneticamente. O presente estudo avaliou os efeitos do F no proteoma do fígado de camundongos suscetíveis (A/J) ou resistentes (129P3/J) aos efeitos do F. Camundongos machos desmamados A/J (n=6) e 129P3/J (n=6) foram alojados em pares e divididos em três grupos tratados com ração com baixo teor de F e água contendo 0, 15, ou 50 ppm de F por 7 semanas. Perfis proteômicos do fígado foram examinados usando nano-LC-ESI-MS/MS. A função de proteínas foi classificada pelo processamento biológico GO (Cluego v2.0.7 + Clupedia v1.0.8). A diferença de expressão entre os grupos foi determinada usando o software PLGS. No grupo controle (0 ppm F), a expressão da maioria das proteínas foi aumentada nos camundongos A/J e precisamente as proteínas relacionadas ao fluxo de energia e estresse oxidativo foram significativas neste contexto, sugerindo portanto, a alta sucetibilidade destes camundongos aos efeitos do F, já que a exposição também induz o estresse oxidativo. O tratamento com baixa concentração de F provocou alterações mais pronunciadas em proteínas do fígado comparado ao tratamento com alta concentração de F. Notadamente, a maioria das proteínas encontradas no fígado dos animais tratados com 15 ppm de F foi aumentada em camundongos A/J comparados aos camundongos 129P3/J, demonstrando portanto, uma tentativa dos A/J de neutralizar os efeitos tóxicos do F. Já nos animais tratados com 50 ppm de F, a maioria das proteínas foi diminuída nos camundongos comparados aos seus pares 129P3/J, especialmente proteínas relacionadas ao estresse oxidativo e enovelamento de proteínas, o que pode estar relacionado à alta suscetibilidade dos animais A/J aos efeitos deletérios do F. Nossos achados podem fornecer novos insights que podem contribuir para a interpretação os mecanismos moleculares relacionados à suscetibilidade genética à fluorose, indicando proteínas chaves que precisam ser melhor estudadas em estudos futuros.(AU)