Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

МОДИФИКАЦИЯ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ДРОЖЖЕВЫХ КЛЕТОК И ЕЕ СВЯЗЬ С ПОСТРАДИЦИОННЫМ ВОССТАНОВЛЕНИЕМ

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "МОДИФИКАЦИЯ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ДРОЖЖЕВЫХ КЛЕТОК И ЕЕ СВЯЗЬ С ПОСТРАДИЦИОННЫМ ВОССТАНОВЛЕНИЕМ"

шшсшйтёо сельского хозяйства ссср шчно-тедоаашшш институт сшскохозяйственной рлдаиогвд

КАБАКОВА Й9ЛЛВ Мкхлйловна

Уда 577.3311663.12/14

ИОдаШКАЩЯ Р^ОЧШГГЩЕЕЖЧОСГт №ШШХ КЛЕТОК и ££ сшь с воотддкационш БОССТЛНОаЛЕШЕМ

(03.00.01 - радиобиология!

АвТорвфер&Т дкссертащ« на оойсканне ученой степени кандидата биологические паук

На пррвад: рутошеи

Обнинск - 1985

Работа выполнена в Научяо-яссдвдоватедосжт институт медшршмой радиологии Alfil СССР*

Научные'руководителя;

доатор бпологичвсиюс шун Й.Г,КМШИрН, доктор бяологкиевкюс вцгх В.Г.БЦДЕНСНИЙ

Офщиахьные оппоненты: .

доитор бкологичесикх tiaye М.Н.ШСНИК, калцидат биологических наук Б.И.СДРАЮТЬЦКВ

Ведутцая организация - Институт ядерной 4иэяки ни.Б.П, Кодотантиков» АН СССР

Защит» диссертации состоится " 1985 года яа

заседаний специализированного совета К XSO.8I.OI »с Всесоюзно»!

тга-исследовательском институте сельскохозяйственной радиологии - СССР tto адресу: 127560, г.Москва, уи.Прянивникооа, 6, корпус " (старый).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всесоюзного научно-исследовательского института сельскохозяйственной радиологии.

Автореферат разослан */9щ 1985 г.

Ученый секретарь специализированного совэта

Н. И. Сатарова

0Щ4Я ЗСШКОТКСТШ ЕШТИ

Актуальность твщ». В наатоядм времч продолжается войск физических и лимнчееких факторов, ускйив£игрс{ кли ослабляющих реакции кла-ток на облучение, а также йэуч*??ел юс влиямяэ »а пострадиационное восстановление. Фактор», владякц« н» радиочувствительность, могут изменять как вероятность образования потенциально детальных повреждений иди проявления раиизов&нньсх повреждений, тех а эффективность восстановления жжетоз от потенциально летальных повреждений.

Прикекокяэ ноточвдшов нейтронов в народной хозяйстве » медицине вызывает необходимость более тщательного изучения их бвологического действия. Особый интерес представляет выявление способности клеток к пострадиационному восстановления поело овдучения бьютршм нейтронами я определенна величины коэффициента кислородного усиления, поскольку литературные данные противоречивы* Оря облучении нейтронами больедя или меньшая часть поглощенной дозы обусловлена вкладом /"-излучения, поэтому возникает необходимость изучения совместного действия редко-и штоткоионнэярущвй радиации на клетки к исследования ОБЭ ^-частиц в связи со способностью клеток к пострадиационному восотвковлешш. Эти вопроси изучены совершенно недостаточно.

Использование в качестве теот-*эбьвктов Для таких исследований Кроякввкх клеток позволяет коянчаетташс оценить выживаемость к пострадиационное восетаковлсшн» клеток разков платности. Экспериментальное изучение модификации радиочувствительности клеток и ее влияю» ка пострадиационное восстановление - актуальная задача современной радиобиологии.

Цель и залечи исследования. Цель работ« состояла в выявлении роли пострадиационного восстановления я кодификации радиочувствительности дрошнвьос клеток в зависимости от их плоидаости» условия культивирования и облучения. Необходимо было ретять «яеягвф» задачи! изучить радиочувствительность и эффективность пострадиационного восстановления дроивевых клеток разной шеоидности; определить сроки реализации потенциально летальных повреждений при инкубации дрожжевых клеток на питательной среде и выяснить роль пострадиационного восстановления в модификации ВЕСЕИваомооти, наблюдаемой при культивировании облученных дрожжевых клеток ка средах о повыаеннда содержанием хлористого натрия; исследовать связь ОБЭ ¿¿-частиц с плонднастьо клеток я их способность» ж восстановление; изучить особенности комбинированного действия (¿-частиц и Г-иэлучекня на дрожжевые клетки; исследовать влияние быстрых кейтронав.шивьямваемоеть -дрожжевых клеток и способность к пострздивц?ошгому^^^^кйккии; оценить величину коэффициент« кислородного у' '

1 МОчН. СЭЛЬСКО* • * с!-*-!!« !

- г -

Научная новизна. 0 работе впервые подучены следящие факты:

— для иэсгешасг серий по липло шдшг штаымов дроджеЯ о увеличением числа хромосоьшш: наборов клетке повышается эффективность пострадиационного восстановления;

- с ростом г.лоидкости ветчина ОБЭ -частиц возрастает;

— нутации радиочувот вительности сшдашт величий!* ОБЭ X—частиц, причем величина ОЕЭ коррелирует со способностью ялеток к эосстаноэ-лешн>;

- калы® дозы /-радиации снихвпт чувствительность дишюьдныа: дро«Уев1д клеток к oi. -облучекна за счет повышения эффективности пост» радиационного возстано иления;

— дишюидаые и поллплоиджв дрожжевые клетки способны к восстав ноаленмо после облучения быстрыми нейтронный; коэффициент кислородного усиления для быстрых неДтроков реактора БР—IO»I|3j

- разработана методика изучения реализации потенциально леталь^ кис повреждений с применением арсената натрия, блокирующего клеточное деление, но не подавля»це1чз пострадиационное вое становление клеток дроякейЕ определены сроки завершения реализации потенциально летальных повреждения в зависимости от дозы облучения.

Научко-гипактичоская ценность работу. Развитие в диссертации положения имеют важное теоретическое и практическое значение. Увеличение эффективности восстановления с ростом плоидности служит веским аргументом а пользу представления, согласно которым налшше гомологичных згромосом является необходимой предпосылкой для осуществления пострадиационного восстановления клеток в непитательной среде* Подученные 9 диссертации данные позволяют прогнозировать эффективность мсдафикбц,;и радио чувств ительност и клеток по их способности к постра-Д'ла^юкиоиу восстановив«®. Иатодические приемы, использованные в боте, способствовали обнаружении нового "быстрого" типа восстановления »«неспособности дро/ззгвых клеток, открытого в 1982 г. Глазуновым A.B. с Налульцеьичем Ь.Г.

В сеяаи с перспективой применения реактора КР-Ю в клинической практике особое зшчение имеют обнаруженная з работе способность дрок-, Яйвык кгеток, облученных быстрыми нейтронами, к пострадиационному вое-, становления и модифицируемость выживаемости кислородом. Эффект снижения чувэтъительности *лоток к воздействию J, -частиц за счет облучения их малыми дозами i -излучения и связь этого эффекта с пострадиационном воестановлением следует учитывать при разработке методов комбинированной радиотерапии.

Обт*м раЗсгц. Диссертация состоят из введения, обзс.*>а литер !ту-

- 3 -

ры, двух глав собственных экспериментальные исследований, заключения и выводов. Работа содержит 173 страницы» 34 рисунка и 9 таблиц. Сак-сок цитированной литературы включает 54 работы на русском языке и 159 работ на иностранных язшах.

Апробация. Материалы диссертации доложены на научных конференциях НИИМР АМН СССР (Обнинск, 1970, 1975, 1980); 1-ой Всесоюзной конференции "Использование ноИгроков в медицине" (Обнмнек, 1976}, 7-ой Всесоюзной конференции ".Актуальные вопроси космической биологии и авиакосмической медицины" (Кадета, 1982), Всесоюзном рабочем совещании "Вопросы биологического действия и дозиметрия тяжелых эаргекешшх частиц и адронов высоких энергий" (Цущино, 19Э2){ Всесоюзном рабочей совещаю (и "Комбинированное действие ионизирующих излучений и других физ'лчвокгос факторов среды" (Обнинск, 1983); Рабочем совещании по проблеме радиочувет в стельности хромосом (Сбнинск, 1984).

Диссертационная работа апробирована на неаошбораторком научном семинаре ВНИИ СХР, состоявшемся 10 марта 1985 г.

Публикации. Основные результаты исследований, обобщенных в'дпе-еертации, изложен» а 7 журнальных статьях и 3-х тезисах докладов.

материалы и метода экспериментальных исследований

Основным объектом исследований в работе являются простейшие из эукариотов - дрокжеэко клетки, строение которых сходно с клетк&ки высших организмов. Дрожжи являются у*шкальнг-м объектом, у которого возможно получение полиплоидных штаммов, что позволяет проводить эксперименты с клетками разной плоидаостн. Для них получены радиочувствительные мутанты, дефектные по различным системам репарации, изучение свойств которых позволяет составить представление о восстановлении клеток "дикого" типа. Основной биологический тест - выживаемость клеток, оцениваемая по способности облученных клеток образовывать видимые невооруяенньа/ глазом макрояолонии.

Дрожжевые клетки облучали в суспензии о концентрацией 10 клеток/ мл или в видо монослоя на поверхности агара. Питательной средой оголило неохмеленное пивное сусло с концентрацией 4°Балл, в которой добавляли агар-агар, рН-6,6-7,0. Использовали также питательные сре-. ды с пониженным содержанием сусла или повышенным содержанием (65). Для обнаружения поетрадиечионного восстановления Й~3 ил обученной суспензии клеток инкубировали при ЗО'С в стеряльной водоггро-■одкй воде с последующи«! определением пыжигаемости. При кггучэнчи каелоооядгого а^пкта аноисию создавали продуванием череа сугпена'.т азста.

- 4 -

В работе иеяеяьвбйана! ¿"-получение Со установки "Гаиаасалд-220", рентгвногсйоо иадучбша теригаьтнчйсноа установки "ТУР-60" при калркквнни на труСМ <&Q äB tt ТСК6 £2 ик, средние ЕГО которых ~ 0,2 хэВ/шш: быстрые ttaflfpetM ВИШШ &-3 ядерного реактора ЕР-Ю с еиер-гией ~ 0,85 ЬЬВ, ЛШ BBÖ/usut ^-источник P« с вшргивй 3,5 ВзВ, JES мВЛаса,

Все ОПкТЦ, р8ЭуДЬ»й*и КОТОРЫХ ЙЗЛОХбШ В работе, йшолтнв в 5-10 повторноотях и ьроша&ызароемш на мкочв усредненных данных в определением орвднв-евадратичшг о отклонения. В некоторых случаях приведены результата типичного экспврйивкть При даиамешкм воспроизведении качвоТМкноЯ Хйртиш в разных повторноеткх.

РЕЗУЛЬТАТЫ ёКСПЕРИМЕНТАЛЬШК ИССДЕДСйУйШ И 1К СВСУВДЖКЕ

I» Влияние шдндиоути дрож»евиу ^лет^М н* т>ддиофлэотвотедьяость и постради&1що(шо9 ворс тенор лен и».

Для изучения влияния швоидности на радио чу ее твнто хьшс т ь клеток к <Г_издуч0щ® Со и нл их способность х пэстрадвадиоиноиу восстановления бшш исследованы полиплоидные ишш дрожжей серим Моргкые-ра, на долиоотьо изогвккыв, н три кэогекньга серки Ласковокого» иоду—, чеюше из одного «сходно го втамыа На рис Л приведены резуль-

таты дея одаой ваогенной серии похкпдоидных пташоа серии Л&с ко некого.

I » л е ч»л

АО э i, rp (Cftll'

•ко «/> нл i«ii иоо о I г з а

Рий.1. Кривив вымвммо-стн (А) н пострвдмациои-ного восстьпозлаизш жизнеспособности (Б) г&шк»-кдных к созшддоядшгх вл»-ток дролгмй, облученных С -«вантлыщ

1-6 - плокдность иг&'мов.

Из рис,1,А наиболее "радио чувств втмьет«* падаете* глллоид.

na*3oiee реэнемнтиьм дмионд, л с увеличением (маидности с до в радио «i/вствит««ность ооымаетс*, что кохно объяснять увелячекиеи числа 5фомого*ч то есть размеров ммианн <К&лульцееич И,Г., 1978),

Нрявь» во; с тема в лети *иэнеспособности дрожжевых клеток, оСчу-uemed раэличньми до »ем» «о времени, характеризуются н&лмчмем резко-

- 5 -

го пояьдй» выюгваемостя в вервь» сутки посла облучения я плато, радиологе иного ккхе 10С^ вдаи!явности, что обусловдана существованием необратимого компонента дуче вого по раже вил. Способность крою« сих меток к восстановламкв хорошо описывается уравненная, связывав аффективную дозу ® ^ф/Ь/ * о дозой облучение Б^, временем восстановления t , скорость» восстановления и величиной квобратиного компонента лучевого поралакйл вэф,/ 1>£, тупа ^^ф. - Доза, соответствующая плато восстановления.

3 диссертации приведены значения к рассчитанные Для полиплоидных бггшмов дооажвЯ серия (&>ртинер* в Ласкопского. В таблице I црерд*авл«кы данные дая одяой серии вэогокных погиилондаыэс гатайнов дроззий,

Та^лкца I, РаддабкедоГйчэсякз характеристики полкшеовдных штатов дрожжей яэогеююй серии Ласковского, облученных Г-квантам».

* I Йтаам I Плоидность ( ^ ТП^Гр! ^час-''' I ^

1 211-Ш1 I . . I 70 О I

2 2Н-1&М/2 2 2,1 250 0,063+0,004 0,62+0,03

3 501 3 3,0 170 0,026+0,001 0,53+Ь,04

4 401 4 1,3 160 0,056^0,003 0,34+0,03

5 500 5 2,3 170 0,07Йр,005 0,15*0,02

6 600 6 1,8 150 0,051+0,002 0,22+0,02

Кэ таблицы I и Д&нных диссертация следует, что с ростом шюид-ности к уменьшается, а, еда до вате яъ но, увеличивается способность клеток к восстановлению. Однако, укенъшкие о шюидковтьо достоверно показано для игогвнкьос полиплоидных серий Ласяовското, а для мэвзо-генных поднпдойДиыг вгвкмов серия Морткыара наблюдается лквь тенденция к уменьшит), так как различия, обусловлвннио плоидноетъю, *юг-ли перекрываться различиями, связанными е генотипом. Скорость восста-нобйенмя не зависит от плоадностк. Таким обрезом, облучении» подпило» идные клетки имйпт те« болывув вероятность восстановления от потенциально летальных повреждения, чем вишз их плоидиость. Эти результаты согласуются с дакхычи молекулярной радкоОколо гии о способности диплоидных клеток восстанавливать дяухиитевыэ разрывы ДОК по рекомбянлди-онноку механизм между гомологичными участками ДОХ (йеэпИс , 1975, 1976; Кул«* к др., 1979), а с у величанием алоидностн число го-

«юлзгкдеых хромосом B03ps<0îaeî4

2. Ortp^^a,»^^. потенциально летальных. повре*"

Тьг. вочтрадкгщноккоа »асоташвлтиш осуществляется на толь-до о не питательноЛ с рада, ш и при шиубации на питательной Среда, оно jioïôt вкосйгь сйййд s регистрируемую выживаемость клеток» а соответственно я е иодифнявцко выживаемости. Поэтому вопрос о сроках рааяиаацки ¡югекциэлькнх Повреждения, т.о. переход toc « необратимое состояние, ииевт saaiwe з^ачздюз. Проследить утрату клетками способности к восстановлению на протяжении всего почкования можно лиаь с использование« арсоната нагрия, блоккругацего в целом кдоточпое деление, нэ влияя на процасо пострадиационного шсетано в лекия. Последнее могло Сыть включено в жяЙоД аомект вранени, если реализация не эа-версилдйь. Нами показано, что у дрогяявых клеток реализация потенциально летальных по вражда кий' происходит в интервале мавду осуществлением царзого и началом второго почкования я определены сроки завершения реализации аотенцкаяько жето.ши.и: поврегсдений в зависимости от доэм: при облучений в доэо 170 и £20 Гр реализация завершается за II часов, а при об луче! им а дозе 320 Гр за Ï-3 часов при инкубации на питательной среде. Поскольку за отй срока восстановление существенно повышает выживаемость клеток, оно tfosat вносить заметный вклад и в кодификацию выживаемости.

3. Влияние хлористого натрия на ркдисавмрс^ь обдученн:дс клеток.

Одним нз модификаторов радиочувствительности дрогяавых клеток

явд&ет«« xsopttûruft кзд^Д, снижаи^нй при концентрации 6% выживаемость облученных клеток на питательной среде. Можно предположить, что ПаС1 либо подавляет восстановление клеток на питательной среде, либо повышает вероятность проявления лучевых повреждений. Для решения этого вопроса нами прогеденц специальные исследования, результаты которых представлены ка рисунке 2.

На рис.2 видно, что величина модификации выживаемости под влиянием 6% UaCl одинакова для клеток, способных к пострадиационному boccï аноаде wib (крнэде 1,2) и для клеток, завершивших- вое становление (кривые 3,4); наклоны экспоненциальна участков ярмшх вшздсасиости клеток на солевой и стандартной питательных средах практически одинаковы, Следовательно, восстановление вносит одинаковый вклад в вихи~ воемость клеток на стандартной и солевой питательных средах, т.е. KaCl не подавляет пострадиационное восстановление. Можно предположить, что некоторые сублетальные повреждения становятся летальными з

Рий.2, Kpwsm рыживоемостн диплоидных клеток

на Среди о ЯаС1 (1,3) н стандартной питательной среде (Й,4) срйчу после облучения U,2) я посге 2-х суточного восс-г&ноэленяя в ВРЛ» (3,4).

с раде с 6% iJaCl . Тогда ш среде с €&ЯвС1 джя дяплойднш дрожже-аих клеток экстрапохлциошюе число уыеньа&ется, а ддя гаплоидных клеток, поскольку у них наг субяегалышх повреждения, выживаемость уменьшаетеЧ »»зависимо от дозы обдумекия, что и показано нами екеле-ряиенгалбш. Восстено вдек»э ка яхтагелькой среде проявляется я той, что на среда с пониженной кенцвнтрацией гиггвтелыпл: веществ выживаемость дрохвввых клеток больше, чем m стандартной среде. Таблица 2, Вцжиааемсстъ ;ц®1л»яднше дрозтый меток ка сояевой и бессолевой средах, содердаарЯ 4° к 2° Еалл сусла.

Доза обучения I 1200 Гр Г 1600 Гр

Содержаний сусла в пнтатвя*- ] t ^ ] ]„<,_

1. ВУгиваекость клеток на „ ' „ „ „ . „ л бессолевой среде, %, J,74»p,07 3,6+0,2 0,55+р,02 1,27+0,06

2. Выашвае^ость клеток ш _ ____„___ . , „ „

солевой среде, 0,41+0,02 7,8+0,3 0,095*0,004 4,6*0,1

Увеличен«« выживаемости дроккевыэс меток па соловой среде с пониженной концентрацией питательных веществ 12°Еадл сусла) подтверждает, что на соаавой среде восстановление клеток не подавлено, на среде с 2(®Балл сусла приводит к эакоДаеккп скорости разкмеленад клеток, увеличение времени восстановления Я псвшенко выживаемости за счет увеличения степени восстановления клеток. Таким образом, снижение выживаемости диплоидных дрокзеевых клеток на питательной среде

Л О 3 А, Гр

- а -

с 6$ HsCl обусловлено повышением вероятности яроявления повреидо— ниЯ, а повышение вшиа&еиастй на мьшшальной среде с !:;ici обусловлено восстановлением.

4. Относительная биологическая »Активность легального действнд d -частиц на дрожжевые^ jt .тет ки_ разной плоту ост и.

Эксперимент альтами данкьмм, ггрсдставденньии а диссертации, показано, что ОБЭ с1*»яъс1Щ мя полиллокдннх штаммов серии Лас ко век ого с ростом плоидиоотй увеличивается с до 6,4, а величина необратимого яомпоналТй «ормситя К снижается, /Рис.Ь/ niOKüitÖiT'i

Рис.3,А, Завиекийсть величины необратимого коиотют& поражения от пдоидностй: I - облучение U -ч&сткцтш; Z - облучение 1Г-къыпши, Б. Зависииость ОБЭ от пломднссти.

Следовательно, чек выше олоид-нооть клеток, тем аффективнее протекает в них репарационные процессы, т.е. тем выше кх способность к восстаиовлвнию, тем больше величина ОБЭ о1 -частиц. Значения йосла облучения клвтон —частике« После ов лучения (/'-квантами. Это означает.

S

1 г а 4 "У е'

цами достоверно ечз«, что эффективность постради^чиокного восстановления полиплоидны* дрожжевых клеток от совреяд*кий, «кавшпа и-чмтицши, всегда ниш, чем после облучения /-КШгтям*. Полученные Данные согласуются с сов-рекеккти арардтяениетм иодекулярмой радиобиологии о том, что плот-ноиониэирующие излучения йыэываот больше необратимых повреждений, которые клетка не может восстановить С с о и. сь «1. ,1975).

Для подробного изучения связи ОБЭ «I -частиц со способностью клеток к восстановлению мы провели исследование с большой коллекцией ра-дно чувствительных мутантов дрожжеа, различаасцихся по способности к пострадиационно«у воссталовленив.

5, Влшшид цутаций радиочувствительности на СБЭ, на пртеа денных чла рис.4 криаих ьыи&аенйети диплоидных дрожже-ввх клеток "дикого'1 типа и различных гаа -мутантов, облученных ^ -квантами и -частицами, видно, что ССЗ -а —частиц выше дня клеток

"дикого* типа чей дм га(1~«утантов, и что не только диплоидные клетки "дикого" »та», но и некоторые гей-чутанты способны к пострадиационному восстановлении. Проведанный в диссертации анализ показал, что ОБЭ <*■ -частиц «.орреяирует со способность» клеток к восстанови»-к»®. ОБЭ выше для диплоидных клеток "дикого" типа, отлича1щидся высокой эффективность» пострадиационного восстановления (ОБЭ = 5,1), несколько снижена для гетерозиготных мутаятов (ОЕЭ » 4,5) к некоторое гомозиготных мутантов (ОБЭ - 4,0), способных к восстановлен»», но значительно меньше для гомозмчтыХ цуг люто в, не способны* к воо-становлени» (ОБЭ » 1,6-2,7). Значения ОБЭ «¿-частиц дня н&мболое ра-диочуветвктельких диплоидных втеиаоа дроагаай, т.в, наиболее дефицит-ИЯХ по способности а восстйиовявиив, близки значениям СЭ ¿¿-частиц дня гаплоидных гай-мутантов, (СЕЗ ^ 2,0).

Л« «л Гр

0.1

t.oil

к* .*> .ы* \\ i V1 > V 'i ч* МО l'J м и« \\\ V'* • WIJ di H

\ vvVí ft1 lo* \ \\ \ \ * ' \;г * V V \ V VI \ А V ^ ; \z 3 \ V\ ** > 4„ •> t»

j,í jo. i>

Р»с.4. Кривые ьыхиваемости дкшювдаых дрожжевых клеток Saecbaro-mycea cerevisiee "дикого" типа И раэлИ'ШЫХ гаД -мутантов после облучения «i -'истицами и Т -квантами, высеянных на питательную среду сразу после облучения (1,3) и после 3-х суточного восстановления в непитательной среда (2,4). Лтаммы: А - XS вОО/ШЬ/алБ/ t Б -XS 1956/г ad 6-1/ rad В - XS I9£Vrad ie-£/r»4 I&-2/; Г -

X3 IB06/rBi so-I/rad 50-1/; Д - XS 806 (red 5I-I/rad 5I-I); E -xa 605 t^A» /rad 5I-I); s - XS 1898 (rod 52-1/r.-л 52-1); 3 - XS istft (тй 53-I/i'aa 53-1); И - Xs 1905 55-3/гнй 55-3); tí - X^ 1943 56-I/^<1'5ó-I)j Л - X3 1988 <«<d 57-1/ 57-1). Уменьшение различий в радиочувствительности раднореаисте иг гаи и радиочувствительных клеток с увеличением ЛЛЭ излучения, обнаружен-

- 10 -

нов ранее для клеток Е-соЩнаупез, 1966; Нилзоя et al,, 1967), наблюдалось вами и для дрогкевцХ нлетог. Причем, это уменьшение в боль-salt степени проявляется для диплоидних клеток, утративших способность X восстановлению (для цутанта fad 52/ rnd 52 после облучения У-кван-» теми Р 0дик/ T>Quyr. ш 5,3, о после облучения «¿-частицами ■ 3,2), чеы ддя клеток, способных к восстановлении <для мутанта гad 56/ rad 56 после облучения /-квантами Ю0Д1и./ 1>0»Ст. = 1,32, а после сблучения U-частщами ~ 1,15). Это обусловлено снижением радиорезистентности клеток "дикого" типа о увеличением JOT3 излучения, т.е. большей активностью плотноионизкрутецил: излучения в инактивации клеток, способных в восстановлению, чем клеток, дефектных по репарации. Поскольку вероятность формирования первичных раднационких повреждения у атаммов "дикого" типа и rod -мутантов одинакова, эти данные указывают, что ОБЭ шютноиодаэ «потеря иацучениП определяется не только повышенной вероятностью Лорнирования первичных радиационных поарездмтай, но я процессам* постродяациогеюго воссталоалония*

6. Комбинированное действие d -»частно и ¡Г-яязнтов на ггоозгкаго» клетки.

Одновременное и последовательное облучение редко— и плотнонон«-зкрувечей радиации в первом приближении может моделировать комбинированное нейтро»-/-облучение. Для диплоидних клеток рроакей отамма М-1Э9В показано, что предварительное облучение ялотон cl.-частицами 6 малы* дозах (23-46 Гр), сняжагл^пх тгаиваемость до 80-60?, повыоо-ет цуветвтгте лъность хдетоя к яоеледахяцему /-«бдученкю ( б /г>0 Т - 0,04-0,44), а в больких дозах (120-230 Гр) не изменяет ( /»0 f - 1-0,9).

Предварительное облучение клеток '-хваятамя в дозах, снижающих , выаиваемость до 15-20%, приводит х небольшому повышения устойчивости их к последующему облучении of-частицам* ( dq)■%{< /0о Ы. » 1,2), л предварительное облучение клеток /—квантами в дозах, снижающих выживав- • мость до 0,156, на вляяет на их чувствительность к </ -частица«.

На рис.5 представлены результаты одновременного ? + X -облучения клеток "дикого" типа и red мутантов (соотношение мощности доз 1:3). Для сравнения полученных результатов с ожидаемыми мы рассчитали теоретическую кривую выживаемости при одновременном облучении в предположении об аддитивности эффектов. Поскольку S ^ близка 100$, теоретическая кривая выживаемости представляет собой кривую выживаемости после -облучения, у которой маситаб доз.увеличр» ни фактор 4/3. Для стамча а-1Э9В теор. = 1,27, ¿актор камен«-«™ до-

зы мадуу Ярквыкя посла 3-х суточного восоталоваення такой га, как и сразу позкэ оЗяучвиия (йЭД « 4/3), Так кап выживаемость клеток посла восстановления соответствует окидаемоь£у значение, различие между эа-'о-пердагентальной и теоретической кривыми вшгаваекостя клеток сразу поо— лэ сблучеяия нельзя объяснить те«, что низкие дозы У-радиацки сттау-лиру»т репарационные процессы в клатках. Эти результаты свидетельствуют лялгъ о том, что низкие дозы /-радиации сшшт чувствительность клеток к Д-обдучени», а роль пострадиационного восстановления при атом достоверно не была выявлена. В связи с этим та провели аналогичные зксаерикенты с дкллондкьы ггаммом "дкхого" типа 600, отяичгас-более эффективным пострадиацноккш восстановлена^ С Лс» 0,30) во сравнений со штаммом М-139П С к = 0,45), и мутантом гза.52/ 52, утратиьшш способность к восстановлению. Дая штамма X ® ВО0 различие ызжду теоретической и регистрируйся кривыми вцаизаккя после сдаоаре-«енного / , оС. -облучения выражены более ярко 1>0 Г^^Ь те ср. * 1,70. Различие между кривыми ш;дивааностк клеток посла восстановления от обдучения оС-частицами и одновременного Пи -облучения больше (¿ИД =* что свидетельствует о тенденция к сккжени» величины к . Для

СА), УЗ 800 (Б) и X" 1898 (В) после обдууения ¿.-ч&агицами (I), квантами (.2) и одновременного I*, -облучения (3); теооетич&ская кривая вдамнлемости после одновременного /, <Л -облучения (4). кривые выживаемости после восстановления от -облучения (5) и от одновременного X , -облучения С6).

Таким сбразоо, при о дно а ременном ' , -X -облучении снихание

- 12 -

чувствительности клеток s облучэнко oi -частицаай связано с постра-р^бодоикш* воестановдекиои: чей выв» способность клеток к пострадка-циошоесГ восстановлена, теп сильнее проявляется гффэкт, а у нтамм&. Не способного s пострадиационно»*?' восстановлению, »тот эффект отсутствует,

7. Радиобиологические twaiatjira^^^miaBjCT клеток на облуч»;нза. быстр!^та наЛтронамЯ.

OED быстрых нейтронов и способность клеток х пострадиационному восстано в лекел после облучегаш быстрыми нейтронами являются вахдай-сша радиобиоаогячвсккмч харяятермстгашкч нейтронного пучха, знание которых необходим дня его врактйчвся^го применения в медицинекоЯ радиологии. ПрвввданМУО не ряс.6 результаты доказувмэт, что облученные быстрыми вейтроваий дкплоидаке я полиплоидные дрожкеенэ клетки, способны расстанавливаться. Обнаруженное нами пострадиационное »dccta-нсааеняе поаке овдутенкд быстрыми нейтрона«« подавервдает унивврсаль-ньгИ характер этого важного биологического феномена.

j.,J(J , Рис.б. Кривые выливаемо"......' ' ж

сти гаплоидных дз>оэга»й вггамка 2X1-1 в после облучения быстрыми нейтронами

(1) и Г-ксантаыя (2). (А). Кривые выживаемости повиплоидаых клеток дрожжей после облучения Сыст-рьми нейтронами (I) и <) -квантами (2); после 3-х суточного восстановления (2,4). (Етамкы: Б - 211 -дгалоид, В - 415 - тетра-лдояд, Г - 500 - пента-шгоид; Д - 600 - гекса-плоид.

Из рассчитанных величин необратимого компонента поражения клеток следует, что эффективность пострадиационного восстановления полиплоидна« клеток после облучения быстрыми нейтронами и /-квантами практически овкиакова С к н « 0,36-0,4?; ^0,30-0,43). ОБЭ с ростом плоидаости от гаплоида до диплоида увеличивается с 2,1 до 2,8, а е дальне увеличением плоидности практически не изменяется (СЮ • 2,9-3,3). Из экслсркмснтольюэ; данкис, представлен™:* в дисеерта-

фи, вытеяает, что после облучения дшхаоадшх клеток быстрыми нвйт- . рокаии вторая форма инактивации (гибель после 1-2-сс деления) встречается на чаща, чей тюоле облучения Г»антада, & доя гаплоидных и полиплоидных клеток »та раэаида отсутствует. Последнее мояет быть связано с те», что вероятность проявления повреадзкиЗ поела облучения у гаплоидных к полиплоидных клзтох высока дала после облучения /—«бантами.

Особой ийтерос предрт&адяет нссюдованлв возможности модификации действия быстрых нейтронов в воиект ойщгчения.

д о 3 1, г?, _ „ - „ . -. ------

гио.7. кривив йлЕИваекости дкплоид-

. дах дроежей ктймма 11-1393 после об-лучедая ивйгронаш на воздухе (I) и в акоксга (2); посла облучения /квантами на воздухе (4} к в шоке и а

А» Кривые вшхваеыостн после 3-х суточного эосотаноэлення (3,5,6,0), 5. Заиксздость СШ шйтроноа от доз» /-«»лучения:

1 - облучвииэ в авокеш;

2 - обдуче иве на воздухе.

too

Vt. 1-е tfflft ttfS ttfe ИД "

0.«

4 í>.

Для с равна имя модифицирующего влияния кислорода на »$фект излучений с различными ЛЛЭ мы определит кооффициенг кислородного yetue-H»uu КНУн - 1,3; КСУ^- « 1,9. При изучвнва влияния кислорода «а ОБЭ быстрих нейтронов нами показано, что СБЭ в 4иоксии 8 ¡л», чем в кас-■ городе: 0£SH воноксии - 2,7; в кислороде - 2,2. В основе увеличения СБЭ йыотрнх нейтронов лежит большая модифицируемость выживаемости кислородом доело f -облучения. Присутствие кислорода или аноксия во время евлучеьня бьгетршм неЯтромэмИ не влкяпт на способность клеток диялоиднш: дрожжей восстала вливать рддиацнодаыа повреждения в непитательной с рода: к « 0,50»' к^» 0,43 (облучение в кислороде), fcH «0,49, 0,49 (ойхучекжо в аиоксад).

Так«» образом, полукепки» оармгетри; кривых выживаемости в соче-тешаи с относительно больше* выходом 2-ой фо^шы »щактнвацмж позволяет кнтерпретнрааать иисокую СЮ Систршс нейтронов как следствие So-лае глубокого поярекданзд клеточмш: структур. Довреждаещее действие бысгркзс нейтронов »га Аяообг-ект можно ослабить уценьыекием давления

висло рода s момент обд/чения» хотя модифицитуищий эффект от;тх воздействий меньше, чем для Т -излучения. Модифицируемость биологического действия бистры* тайтропоа под влиянием кислород! (КйУ„ * 1,3) заставляет учитывать этот фактор при использования канала Б—3 реактора ЕР-10 в лучевой терапии.

D Ц Б О Д а

1. Пострадиационное восстанорление жазпоспоообностд ддшюндныя и полиплоидных дрожжевых клеток, наблюдаемое ври выдергивании клеток в голодной среде, играет существенную роль в модификации выживаемости, как при изменении условия пострадиационного культивирования клеток, так и при изменении вида излучения.

2. Для кзогеюспс политик) шашх штамаюв дрожжей с ростом плсидно-сти повышается эффективность пострадиационного восстановления, что проявляется в снижении обрат шо го компонент» лучевого поражения.

3. При инкубации облученных клеток на стандартной питательной среде реализация потенциальных повреждений завершается за 8-1I часов; в течение этого времени клетки способны восстанавливаться от jyt&Bux повреждений. Снижение выживаемости облученных клеток на полноценной среде с повышенным содержанием НаС1 не связано с подавлением восстановления % ебуслонявно повшаением вероятности проявления реализованных повреждения или переходом сублетальшх повреждений в летальные,

а повышение выживаемости ка минимальной среда с Had обусловлено пострадкационтл восстановлением.

4. Повышенная биологическая эффективность летального действия плотно иониэ ируюцих излучений для дишшидаьос и полиплоидных дрожжевых клеток частично обусловлена гсе способностью к пострадиационному восстановлении, что четко проявляется в пониженной ОБЭ (¿—частиц при действии ка мутанты о ослабленной или полностью утраченной способностью к пострадиационному восстановлению.

5. При комбинированном действии /"-квантов и .¿-частиц на диплоидные дрожжевые клетки наблюдается неаддитквный еффакт, который зависит от последовательности облучения и от дозы, /¿алые дозы о£-„ частиц повызаат чувствительность клеток к последующему j*-облучении. Мальте дозы J*—радиации повыкают радиорезистентность клеток к облуче-

ci -чдетицаии. Повшение радиорезистентности зависит от способности глоток к пост радиационное восстановлению: чем гуте способность клат-гк к р:сстгкг>в,,:ен;а5, тем еилыше снижается их 1 ¡у вст вит ель кость к

- 15 -

обдувдгат cL -частицами. У. ыутвти, утратившего способность к восстановлению, «тот эффект зтсутствует.

6. Быстрые нейтроны реактора ВР-10 канала В-3 при действии «а дроккевые клетки вызывает более тяжель» воврэжденил, чей Т~—кваяти, что проявляется в болыаей частоте появления второй форыа икактива^ ции (гибель поста I-Ä-x делений) у дшлоидных клеток и в уие.шпении или исчезновении "плеча" кривых выживаемости полиплоидных штаммов. Тем на менее диплоидные и полиплоидные дрогжи способны восстанавливаться от повреждений, индуцированных быстрыми нейтроками, дочти с такой se эффективность», как и после /"-облучения. Кислородный эффект для нейтронов с енэргией 0,85 Jbö составляет It3.

СПИСОК РАБОТ, ОШШИКОШШХ ЛО ТЕАЕ ДЕЮСЕРТЛфШ

1. Кабакова Н.М, О зависимости постр&диацяоиного ""становления дрожжевых клеток от их плоидности, - В кн.; "Защита « восстановление при лучевых повреждениях". Наука, 1965, С.В4-90.

2. Кабакова U.U., 1£абаков E.H. Использование арсеката натрия для выяснение сроков реализации потенциальных повреждений

- В кн. i "Запрета и восстановлений при лучевых поврег,сэ-ниях", Ндука, 1966, с.73-83,

3. 1Сабакоаа U.M., Капульцевич Ю.Г. Влияние хлористого натрия на вьзшваемость облученных дрожжевых клеток. - Радиобиология, Í969, т.9, вда.6, с.092-696.

4. Виденокий В.Г., Капульцеаич О.Г.,Кабакова К.И., Петин В.Г., Литкевич В.А., ¿арнакеев В.В. Распределение поглощенной энергии в наноаетрических объемах тканеэквивалентного вещества и ОБЭ ионизируо-ЧЯХ излучений. - В кн.; "Радиация к организм", Обнинск, 1975, с.23-24.

5. Кабакова Н.Ц., Фарнакееа В.В., Веденский В.Г. Еликнио нейтронов ва дрожжевые щитки, ОЕЭ и пострадиационное восстановление.

— Тези ■ i докладов на Воесоьэнэй конференции "Использование нейтронов в медицине", Обнинск, 19/6, с.26-27.

0. Кабакова Н.И., Детин В.Г. Пострадиационное восстановлений и фактор слоидности. - Генетика, 1976, т.12, № 6, сЛС4-109.

7. Лабакова П.Я., Фарна^еев В.В., Вкденсиий В.Г. Влияние нейтронов на дрожжевые клетки: относительная биолэгячесяая эффективность и пострадиационное восстановление. - "Изд/цинсадя радиология", 197?, т. 22, * 10, с.12-15.

8. Кабакова H.H.* ВидсискиП В.Г,, Фарнакеев 8,В. Кислородный еффем, поотрадяацЕОнкое восстановление в ОЕЗ быетрш: нейтрсноэ для даялоядиах Дрожжевых плеток. — "Радиобиология", 1979, т. 19, вып.5,. 0.763-766.

9. Pet la T.G., КаЪакомв H.Ii. ЕВЕ оГ densely Ionising radiation tor wlla-typ® and radiosensitive mutante of yeast. - Wut et ion lie-search, 1931, v.S2, n.2, p.235-£94.

10. Кабакова U.U., tfeiö T,C. Пострадаадаокныа эффекту комбинированного действия У"-квантов и ./--частиц ка дидлоидныэ клетки Дрож-safl Ска клэточдок и Екутрголетоадом уровнях). - В кн.: "Радиация я срганйзм*, 1934, с.50-51.

h П '

Подписало к пэчаи TS о о УА

4ориат еуиаги л. ty*'S Пм.лкстов Тярак /ог> экз. Sanas &

Ейсалатво

Фотоофсетная лаборатория ЮИ г. Oörkkck, пр. Ленива, 62