Transcriptome analysis in mouse skin after exposure to ultraviolet radiation from a canopy sunbed

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dc.contributor.author

Qutob, Sami S. Qutob

Roesch, Samantha P.M.

Smiley, Sandy

Bellier, Pascale

Williams, Andrew

Cook, Kate B.

Meier, Matthew J.

Rowan-Carroll, Andrea

Yauk, Carole L.

McNamee, James P.

dc.date.accessioned

2024-08-02T18:39:44Z

dc.date.available

2024-08-02T18:39:44Z

dc.date.issued

2024-02-05

dc.description - en

Exposure of skin to ultraviolet radiation (UV-R) from natural and artificial tanning increases the risk of developing skin cancer. On a molecular level, UV-R causes changes in gene expression that can lead to short-term (e.g., sunburn) and long-term (e.g., skin cancer) adverse effects. This study examined the dose- and time-dependent changes in gene expression that may drive these effects. The researchers exposed mouse skin to five doses of UV-R and measured gene expression at six post-exposure durations. They found that even the lowest dose produced significant changes in gene expression related to structural changes associated with UV-R damage. The highest dose produced the largest number of significant changes in gene expression, which were related to oxidative stress, P53 signaling, inflammation, biotransformation, skin barrier maintenance, and innate immunity. This study provides mechanistic insight into the short-term and potential long-term health effects of exposure to UV-R tanning that may not be threshold dependent.

dc.description.abstract - en

Exposure to ultraviolet radiation (UV-R), from both natural and artificial tanning, heightens the risk of skin cancer by inducing molecular changes in cells and tissues. Despite established transcriptional alterations at a molecular level due to UV-R exposure, uncertainties persist regarding UV radiation characterization and subsequent genomic changes. Our study aimed to mechanistically explore dose- and time-dependent gene expression changes, that may drive short-term (e.g., sunburn) and long-term actinic (e.g., skin cancer) consequences. Using C57BL/6N mouse skin, we analyzed transcriptomic expression following exposure to five erythemally weighted UV-R doses (0, 5, 10, 20, and 40 mJ/cm2 ) emitted by a UV-R tanning device. At 96 h post-exposure, 5 mJ/cm2 induced 116 statistically significant differentially expressed genes (DEGs) associated with structural changes from UV-R damage. The highest number of significant gene expression changes occurred at 6 and 48 h post-exposure in the 20 and 40 mJ/cm2 dose groups. Notably, at 40 mJ/cm2 , 13 DEGs related to skin barrier homeostasis were consistently perturbed across all timepoints. UV-R exposure activated pathways involving oxidative stress, P53 signaling, inflammation, biotransformation, skin barrier maintenance, and innate immunity. This in vivo study's transcriptional data offers mechanistic insights into both short-term and potential non-threshold-dependent long-term health effects of UV-R tanning.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

L'exposition aux rayons ultraviolets (UV-R), provenant du bronzage naturel et artificiel, augmente le risque de cancer de la peau en induisant des changements moléculaires dans les cellules et les tissus. Malgré des altérations transcriptionnelles établies au niveau moléculaire dues à l'exposition aux UV-R, des incertitudes persistent concernant la caractérisation des rayons UV et les changements génomiques ultérieurs. Notre étude visait à explorer de manière mécaniste les changements d'expression génique dépendants de la dose et du temps, qui peuvent entraîner des conséquences actiniques à court terme (par exemple, coup de soleil) et à long terme (par exemple, cancer de la peau). En utilisant la peau de souris C57BL/6N, nous avons analysé l'expression transcriptomique après exposition à cinq doses UV-R pondérées érythémalement (0, 5, 10, 20 et 40 mJ/cm2) émises par un appareil de bronzage UV-R. À 96 h après l'exposition, 5 mJ/cm2 ont induit 116 gènes différentiellement exprimés (DEG) statistiquement significatifs associés à des changements structurels dus aux dommages causés par les UV-R. Le plus grand nombre de changements significatifs dans l'expression des gènes s'est produit 6 et 48 heures après l'exposition dans les groupes de doses de 20 et 40 mJ/cm2. Notamment, à 40 mJ/cm2, 13 DEGs liés à l'homéostasie de la barrière cutanée ont été systématiquement perturbés à tous les points temporels. L'exposition aux UV-R a activé des voies impliquant le stress oxydatif, la signalisation P53, l'inflammation, la biotransformation, le maintien de la barrière cutanée et l'immunité innée. Les données transcriptionnelles de cette étude in vivo offrent des informations mécanistes sur les effets à court terme et les effets potentiels à long terme non dépendants du seuil du bronzage aux UV-R.

dc.description.fosrctranslation - fr

L’exposition de la peau aux rayons ultraviolets (UV-R) provenant du bronzage naturel et artificiel augmente le risque de développer un cancer de la peau. Au niveau moléculaire, les UV-R provoquent des changements dans l’expression des gènes qui peuvent entraîner des effets indésirables à court terme (par exemple, coup de soleil) et à long terme (par exemple, cancer de la peau). Cette étude a examiné les changements dépendants de la dose et du temps dans l’expression des gènes qui peuvent être à l’origine de ces effets. Les chercheurs ont exposé la peau de souris à cinq doses d’UV-R et ont mesuré l’expression des gènes à six durées post-exposition. Ils ont découvert que même la dose la plus faible produisait des changements significatifs dans l’expression des gènes liés aux changements structurels associés aux dommages causés par les UV-R. La dose la plus élevée produisait le plus grand nombre de changements significatifs dans l’expression des gènes, qui étaient liés au stress oxydatif, à la signalisation P53, à l’inflammation, à la biotransformation, au maintien de la barrière cutanée et à l’immunité innée. Cette étude fournit un aperçu mécaniste des effets à court terme et à long terme potentiels de l’exposition au bronzage UV-R sur la santé qui peuvent ne pas dépendre du seuil.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1111/php.13917

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2795

dc.language.iso

en

dc.publisher

Wiley

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.subject.en - en

Health

Health and safety

dc.subject.fr - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.title - en

Transcriptome analysis in mouse skin after exposure to ultraviolet radiation from a canopy sunbed

dc.type - en

Article

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