Роль репарации повреждений ДНК и апоптоза в формировании адаптивного ответа у лиц, подвергшихся хроническому радиационному воздействию

Пушкарёв, Сергей Анатольевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль репарации повреждений ДНК и апоптоза в формировании адаптивного ответа у лиц, подвергшихся хроническому радиационному воздействию
ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Роль репарации повреждений ДНК и апоптоза в формировании адаптивного ответа у лиц, подвергшихся хроническому радиационному воздействию"

На правах рукописи

0034540ЭЭ

ПУШКАРЁВ СЕРГЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

РОЛЬ РЕПАРАЦИИ ПОВРЕЖДЕНИЙ ДНК И АПОПТОЗА В ФОРМИРОВАНИИ АДАПТИВНОГО ОТВЕТА У ЛИЦ, ПОДВЕРГШИХСЯ ХРОНИЧЕСКОМУ РАДИАЦИОННОМУ

ВОЗДЕЙСТВИЮ

03.00.01 - Радиобиология

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Москва-2008

Работа выполнена на базе кафедры радиационной биологии Челябинского государственного университета и ФГУН «Уральский научно-практический центр радиационной медицины», г. Челябинск

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Аклеев Александр Васильевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Пелевина Ирина Ивановна

доктор химических наук, профессор Серебряный Александр Маркович

Ведущая организация: Институт общей генетики им. Н.И Вавилова

РАН, г. Москва

Защита диссертации состоится « /3 ч> J)e/¿с, » 2008 г. в « ^ '» часов на заседании диссертационного совета Д.501.001.65. в Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119991, г.Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, биологический факультет, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова

Автореферат разослан « S » МололЯ 2008 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета, . -

доктор биологических наук, - ~ j в. Веселова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

В настоящее время проблема влияния хронического воздействия низкоинтенсивного излучения, особенно в диапазоне малых доз, на организм человека является особенно актуальной (Кудряшов, 2004). Открытие таких эффектов малых доз (ЭМД) как адаптивный ответ (АО) и повышение радиочувствительности (ПР) после облучения в малых дозах, эффекта свидетеля и нестабильности генома заставляет пересмотреть, патофизиологические механизмы формирования отдалённых эффектов низкоинтенсивного радиационного воздействия в малых дозах (Mothersill, Seymour, 2000; Пелевина и др., 2003). Наименее изучены патофизиологические механизмы, обуславливающие формирование таких отдалённых последствий радиационного воздействия, как нарушение гемопоэза и иммунитета, а так же канцерогенез (Сусков, Кузьмина, 2001; Krestinina et al., 2005; Little, 2006; Аклеев и др., 2008).

Предполагается, что наряду с непосредственным повреждением ДНК в результате воздействия излучения на клетку, в реализации последствий облучения и формировании отдаленных эффектов особое значение имеет состояние клеточных защитных механизмов: систем антиоксидантной защиты, репарации ДНК, регуляции клеточного цикла и апоптоза (Пелевина и др., 2000; Бондарчук, 2003; Серебряный и др., 2004).

Всё вышесказанное обуславливает актуальность изучения проблемы влияния хронического облучения в диапазоне низких и промежуточных доз на состояние защитных систем клетки, а так же роли репарации повреждений ДНК и апоптоза в формировании реакций АО и ПР.

Цель работы

Исследовать роль процессов репарации однонитевых и двунитевых разрывов ДНК, а так же апоптоза в формировании адаптивного ответа

лимфоцитов периферической крови у лиц, подвергшихся хроническому облучению, в отдалённый период после облучения.

Основные задачи исследования:

1. Оценить исходный уровень фрагментации ДНК лимфоцитов и частоту апоптоза, а так же уровни данных показателей на различных этапах инкубации клеток и в различные сроки после облучения в дозе 1 Гр при наличии предварительного воздействия в дозе 0,05 Гр и в его отсутствие.

2. Изучить зависимость исходного уровня фрагментации ДНК и частоты апоптоза, а так же степени фрагментации ДНК и уровней апоптоза на различных этапах инкубации клеток и в различные сроки после облучения в дозе 1 Гр от величины доз хронического облучения костного мозга и мягких тканей, а так же от мощности дозы облучения костного мозга

3. Оцепить частоту случаев адаптивного ответа в различные сроки после облучения в дозе 1 Гр у лиц, подвергшихся хроническому облучению (диапазон доз на костный мозг от 0,21 Гр до 1,42 Гр) в отдалённом периоде, через 57-58 лет после пачала хронического радиационного воздействия.

4. Проанализировать взаимосвязь эффективности репарации одно- и двунитевых разрывов ДНК, а так же уровня апоптоза со способностью к индукции адаптивного ответа у лиц, подвергшихся хроническому облучению.

Научная новизна

Впервые оценена эффективность репарации одно- и двунитевых разрывов ДНК в лимфоцитах периферической крови у людей, подвергшихся хроническому облучению в результате радиационного загрязнения р. Теча, после дополнительного острого облучения клеток in vitro в дозе 1 Гр. Показано, что эффективность репарации одно- и двунитевых разрывов ДНК в лимфоцитах у людей, после хронического облучения (в диапазоне доз на костный мозг от 0,21 Гр до 1,42 Гр) не отличается от таковой в лимфоцитах людей контрольной группы

Впервые проводилась оценка влияния облучения в дозе 0,05 Гр, на эффективность процессов репарации одно- и двуцитевых разрывов ДНК, а так же уровень апоптоза лимфоцитов периферической крови у людей, подвергшихся хроническому облучению в результате радиационного загрязнения р. Теча, в различные периоды инкубации клеток in vitro, а так же в различные сроки после дополнительного острого облучения клеток in vitro в дозе 1 Гр. Показано отсутствие влияния предварительного облучения лимфоцитов in vitro в дозе 0,05 Гр на эффективность репарации одно- и двунитевых разрывов после острого облучения клеток in vitro в дозе 1 Гр.

Впервые проведена комплексная оценка вклада процессов репарации одно- и двунитевых разрывов ДНК, а так же апоптотичсской гибели лимфоцитов в формирование адаптивного ответа у людей, подвергшихся хроническому облучению в результате радиационного загрязнения р. Теча. Показано, что более редкая, по сравнению с контролем, регистрация случаев повышения радиочувствительности, у облученных людей может быть связана со снижением уровня апоптоза клеток под влиянием хронического облучения.

Положения, выносимые на защиту

1. В отдалённом периоде, через 57-58 лет после начала хронического радиационного воздействия (диапазон доз на костный мозг от 0,21 Гр до 1,42 Гр), у облучённых людей наблюдается снижение исходного уровня апоптоза лимфоцитов, сохраняющееся и в ходе инкубации клеток.

2. В отдалённом периоде отсутствует влияние хронического радиационного воздействия (в диапазоне доз на костный мозг от 0,21 Гр до 1,42 Гр) на эффективность репарации одно- и двунитевых разрывов ДНК в лимфоцитах крови после острого облучения клеток в дозе 1 Гр.

3. Одним из факторов, обуславливающих более редкую регистрацию случаев повышения радиочувствительности у облучённых людей, может являться снижение способности лимфоцитов к гибели по механизму апоптоза.

Практическая значимость

Результаты данного исследования показали снижение способности лимфоцитов периферической крови к формированию радиационпо-индуцировапного повышения радиочувствительности в отдалённые сроки после хронического облучения.

Исследована роль репарации одно- и двунитевых разрывов ДНК, а так же апоптотической гибели лимфоцитов периферической крови в формировании адаптивного ответа у лиц, подвергшихся хроническому облучению.

Полученные результаты внесли вклад в обоснование необходимости исследования апоптоза в отдалённые сроки после облучения у лиц, подвергшихся хроническому облучению, для целей формирования группы повышенного канцерогенного риска.

Апробация работы

Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практической конференции, посвященной 50-летию аварии на ПО «Маяк» (Челябинск, 2007), юбилейной конференции биологического факультета ЧелГУ (Челябинск, 2008), научной сессии, посвящённой 10-летию ЮжноУральского научного центра РАМН (Челябинск, 2008).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них 3 статьи -в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и выводов. Работа изложена на 194 страницах, иллюстрирована 51 таблицей, и 65 рисунками. Библиографический указатель включает в себя 151 наименование печатных источников, из них 83 на иностранном языке.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Характеристика обследованной группы

Обследовано 50 человек. Из них 27 составили группу лиц, подвергшихся хроническому облучению, 23 - группу сравнения. Группы были сформированы по принципу случайной выборки. Первая группа была представлена людьми, проживающими в окрестностях реки Теча, для которых с использованием дозиметрической системы реки Теча ПИ)8-2000 (Дёгтева и др., 2000) была восстановлена индивидуальная доза облучения красного костного мозга (ККМ) и мягких тканей. В состав группы сравнения входили лица, проживающие на близлежащих территориях, не подвергшихся радиоактивному загрязнению и имеющие сходные социально-экономические и медицинские условия с группой облучённых лиц.

Сравниваемые группы были сопоставимы по половому (преобладали женщины), национальному (преобладало тюркское население) и возрастному составу. Средний возраст составил 68Д±1,2 года для группы облучённых людей и 69,7±1,7 года для контрольной группы. Группа облученных лиц сопоставима с контрольной группой по качественному и количественному составу общесоматической патологии. В исследование включались лица без грубой соматической патологии (злокачественные новообразования, аутоиммунные заболевания и др.), не имеющие острых инфекционных заболеваний и обострений хронических воспалительных заболеваний. Все участники исследования подписали информированное согласие на свое участие в нем.

Исследование проводилось через 57 - 58 лет после начала хронического облучения. Доза на мягкие ткани была обусловлена воздействием излучения с низкой ЛПЭ: внешнего гамма-излучения и внутреннего облучения преимущественно от 137Ся. Доза внешнего облучения ККМ и мягких тканей сформировалась в течение 10 лет после начала облучения. Внутреннее облучение ККМ так же было наиболее интенсивным в первые 10 лет от

начала облучения, главным образом, за счет Р - излучения остеотропного 908г. Ко времени исследования средние дозы облучения ККМ и мягких тканей в группе облучённых лиц составили 0,74 ± 0,06 Гр и 0,05 ± 0,01 Гр соответственно. При этом критическим органом является красный костный мозг - центральный орган гемо- и иммунопоэза. Со временем мощность дозы облучения снижалась. К началу исследования средняя мощность дозы облучения ККМ составляла 0,17 ± 0,02 мГр/год.

Схема исследования

В качестве объекта исследования были использованы лимфоциты периферической крови, выделенные путём центрифугирования в градиенте плотности фиколл-урографин. Сразу после выделения часть лимфоцитов использовали для оценки исходных уровней фрагментации ДНК. Остальные лимфоциты разделяли на 10 проб, стимулировали ФГА и помещали в термостат, где клетки в течение 20 ч. инкубировались при температуре 37 "С. По истечении этого времени, пять проб подвергалась воздействию у -излучения в дозе 0,05 Гр, ещё пять проб такому воздействию не подвергалась. Облучение проб производилось с использованием установки ИГУР-1 (источник у - излучения - ШС5, мощность излучения - 0,71 Гр/мин). После этого, как облучённые, так и необлучённые пробы снова помещались в термостат и инкубировались при 37 °С в течение ещё 4 ч. Далее оценивались уровни исследуемых показателей через 24 ч. после начала инкубации и уровень через 4 ч. после облучения в дозе 0,05 Гр. Три пробы из числа облучённых в дозе 0,05 Гр и три пробы, не облучавшиеся в данной дозе, подвергали воздействию у - излучения в дозе 1 Гр (источник - 137Сэ, мощность - 0,71 Гр/мин.). Как в случае наличия предварительного облучения, так и при его отсутствии, уровни исследуемых показателей анализировались непосредственно после облучения в дозе 1 Гр, а так же спустя 2 ч. и 24 ч. Оценивался так же уровень после 48 ч инкубации и уровень спустя 28 ч. после облучения в дозе 0,05 Гр.

Метод ДНК-комет

Для оценки апоптоза и репарации использовался метод ДНК-комет (Ostling, Johanson, 1984; Singh et al., 1988). В основе метода лежит опосредованная воздействием постоянного электрического поля миграция ДНК единичных клеток В Нейтральный вариант Щелочной вариант

клетки представлен в виде ............и i iiim<jjiiii||i|ij

электрофоретического следа, НрЯЩ^^^^^^Н ВрМИдМ^ВШДд! ^ называемой «кометы» ^^^^ ^

клетке являются длина НИ

хвоста кометы, доля W"'ТфН^Н

I -Щ^Ш К

мигрировавшей ДНК и I

интегральный показатель - ЦЬм^^ЯНН

момент ^ хвоста ^ ^ (Тронов, ИИИННИИИИИИ ШИВЯшИШШШВт крови использовался

Рис.1. Примеры ДНК-комет, отражающих нейтральный вариант метода ,

1 ' различные степени фрагментации ДНК

(Oliv et al., 1991).

Использование щелочного варианта метода комет (Singh et al., 1988) позволило оценить так же количество однонитевых разрывов (ОР) ДНК и щелочнолабильных сайтов. Полученные препараты окрашивали Ethidium Bromide (20 мг/мл) и анализировали в среднем по 50 клеток на пробу.

Критерии для анализа эффективности репарации разрывов ДНК,

частоты апоптоза лимфоцитов и оценки адаптивного ответа

Для оценки эффективности репарации сопоставлялись между собой средние величины моментов хвоста после 24 ч инкубации (или через 4 ч. после облучения в дозе 0,05 Гр), уровни непосредственно после облучения в дозе 1 Гр, а так же 2 ч. и 24 ч. спустя.

Апопготическими считались кометы, доля мигрировавшей ДНК в которых превышала 40 %.

Критерием наличия у человека реакции адаптивного ответа (АО) или повышения радиочувствительности (ПР) служило появление после облучения в дозе 1 Гр достоверного отличия средней величины какого-либо из параметров комет в пробе, предварительно облучённой в дозе 0,05 Гр, от величины того же показателя в пробе, не подвергавшейся предварительному облучению Реакции анализировались непосредственно после облучения в дозе 1 Гр, а так же 2 ч. и 24 ч. спустя.

Микроядерный тест

Для оценки вклада репарации разрывов ДНК, а так же апоптоза в различные периоды инкубации клеток в формирование адаптивного ответа, результаты, полученные при использовании метода ДНК-комет, сопоставлялись с результатами микроядерного теста.

В ходе исследования образцы крови делили на 3 части, в каждый флакон добавляли ФГА до концентрации в среде 7 мкг/мл. После 24 ч. инкубации при 37°С, одну из проб подвергали у-облучению в дозе 0,05 Гр. Через 5 часов после этого пробу, подвергшуюся воздействию дозы 0,05 Гр, и одну из не подвергавшихся этому воздействию проб облучали в дозе 1 Гр. Через 48 часов от начала инкубации к пробам добавляли цитохалазин В до концентрации в среде 5-6 мкг/мл. Спустя 24 часа после добавления цитохалазина В клетки выделяли и фиксировали. Подсчитывали количество клеток с микроядрами па 1000 двуядерных клеток.

Наличие у человека АО или ПР определяли сравнивая уровни микроядер после облучения в дозе 1 Гр в пробе, предварительно облучённой в дозе 0,05 Гр, и в пробе, не подвергавшейся предварительному облучению.

Статистические методы

Статистическая обработка материала осуществлялась с использованием программы Statistica 6.0, а так же встроенного пакета статистического анализа MS Excel 2003. Сопоставление величии оцениваемых параметров комет, частот апоптоза и средних уровней микроядер производилось с использованием критерия Уилкоксона-Манна (Лакин, 1990; Юнкеров, Григорьев, 2002). Для выявления корреляций вычислялся стандартный коэффициент корреляции (Лакин, 1990). Определяя наличие у обследованного человека АО или ПР с помощью микроядерного теста, частоты клеток с микроядрами сравнивали при помощи критерия Пирсона (Хи-квадрат) (Лакин, 1990; Юнкеров, Григорьев, 2002). Критерий Хи-квадрат использовался и при сопоставлении групп друг с другом по количеству случаев АО или ПР, а так же при сопоставлении методов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Адаптивный ответ у лиц, подвергшихся хроническому облучению

Согласно полученным результатам среднее количество клеток с микроядрами после облучения лимфоцитов в дозе 1 Гр в группе подвергшихся хроническому облучению лиц было повышено, по сравнению с аналогичным показателем в контроле (табл. 1). Отличия от контроля по уровню микроядер отсутствуют при условии предварительного облучения клеток в дозе 0,05 Гр. При этом в группе облучённых людей не выявлено отличий между количествами клеток с микроядрами в пробе, облучённой в дозе 1 Гр, и пробе, подвергшейся такому же воздействию после

Таблица 1

Средние количества клеток с микроядрами (на 1000 клеток) при различных вариантах облучения лимфоцитов

Группа Значение Исходный уровень Облучение 1 Гр Облучение 0,05Гр +1 Гр

Облучённые N=16 среднее 21,94 ±2,85 164,13 ±7,44 р*=0,045 165,63 ± 8,01

о 11,64 30,38 32,70

max 48,00 224,00 217,00

min 7,00 118,00 114,00

медиана 21,5 161 168,5

Контроль N=10 среднее 15,10 ±3,06 141,20 ±5,34 р**=0,041 157,50 ±9,47

о 9,86 17,24 30,56

max 40,00 168,00 200,00

min 4,00 114,00 87,00

медиана 13 139,5 160

р* - достоверность отличия от контрольной группы

р** - достоверность отличия от показателя без адаптирующего облучения

предварительного облучения в дозе 0,05 Гр, тогда как в контроле предварительное облучение приводит к повышению количества клеток с микроядрами (табл. 1). Следовательно повышенная радиочувствительность лимфоцитов периферической крови у лиц, подвергшихся хроническому облучению сочетается с отсутствием у них изменений радиочувствительности клеток под воздействием дозы 0,05 Гр. Можно предполагать, что именно с такой разницей реакции на предварительное облучение и связано наблюдаемое в группе облучённых лиц при использовании микроядерного теста отсутствие случаев ПР (табл. 2).

В то же время, согласно результатам, полученным при использовании обоих вариантов метода ДНК-комет, частоты АО и ПР в группе облученных лиц не отличаются от контрольных. Отличия от контроля по частотам данных реакций отсутствуют так же и в дозовых подгруппах (диапазоны доз на ККМ: 0,21 Гр - 0,7 Гр и 0,7 Гр - 1,42 Гр). Отличия по частотам реакций отсутствуют и при сравнении подгрупп друг с другом.

Таблица 2

Реакции, выявленные с использованием микроядерного тсста

Реакция Контроль N=10 Облучённые N=16

абс. % абс. %

АО 1 10,0 0 0,0

НДА 2 20,0 9 56,3

НДПР 3 30,0 7 43,8

ПР 4 40,0 0 0,0 р*=0,006

АО - адаптивный ответ; НДА - статистически недостоверный адаптивный ответ, НДГГР - статистически недостоверное повышеЕше радиочувствительности; ПР - повышение радиочувствительности; р* - достоверность отличия от контрольной группы

Апоптоз лимфоцитов у лиц, подвергшихся хроническому облучению

Особенностью обследованной группы лиц, подвергшихся хроническому облучению, является сниженный по сравнению с аналогичным показателем в контрольной группе исходный уровень апоптоза по критерию ДР ДНК. Сниженные уровни данного показателя отмечаются и после 24 ч. инкубации и непосредственно после облучения в дозе 1 Гр (рис. 2). Предположение о наличии угнетающего действия хронического облучения на способность клеток к гибели по механизму апоптоза было высказано рядом авторов, сообщавших об угнетении р53-зависимого апоптоза под влиянием хронического облучения (ТакаИаБЫ, 2002; Еппэ, 2004; Миль и др., 2005; Хха <Ла1., 2004).

Без предварительного облучения

После предварительного облучения в дозе 0,05 Гр

р=0,018 I р=0,042

......р=0,(Й5

__I ЕЕч,- .¿г _

1 1К 2

1 - исходный;

2 - 24 ч. инкубации;

3 -1 Гр;

=0,046

0,025

р=0,005

1К

' Месйап I ) 26% ?5% \ ] Мп-Мзх

и - облучённые а -контроль

2 2к 3 Зк р - достоверность отличия от уровня в контроле

Рис. 2. Уровни апоптоза в группе облучённых лиц и в контроле по критерию

ДР ДНК

Отсутствие отличий между группами по частоте апоптоза, при использовании щелочного варианта метода комет может указывать на связь этих отличий с количеством комет, соответствующих терминальным стадиям апоптоза. Поскольку в случае использования щелочного варианта метода такие клетки могут выпадать из анализа.

Достоверных отличий уровня апоптоза в клетках, подвергшихся предварительному облучению в дозе 0,05 Гр, от уровня данного показателя в клетках, неподвергавшихся предварительному облучению, не было выявлено ни в группе облучённых лиц ни в контрольной группе.

При использовании щелочного варианта метода, как в группе облучённых лиц, так и в контроле, изменения частоты апоптоза, связанные с влиянием инкубации, выражены слабо, что может быть связано с уже упомянутым выше выпадением из анализа клеток, находящихся в терминальных стадиях апоптоза. Отличия между уровнями апоптоза в пробах, подвергнутых предварительному облучению, и аналогичных им

пробах, не подвергавшихся такому воздействию, отсутствуют, так же как и при оценке апоптоза по количеству ДР.

Не было выявлено зависимостей частоты апоптоза от величин доз облучения ККМ или мягких тканей. При этом было показано понижение частоты апоптоза, выявленной непосредственно после облучения лимфоцитов в дозе 1 Гр, при понижении мощности дозы хронического облучения ККМ (коэффициент корреляции г = 0,45).

При использовании щелочного варианта метода в пробах, подвергшихся предварительному облучению в дозе 0,05 Гр, выявлены положительные корреляции количеств ОР и уровней апоптоза лимфоцитов на вторые сутки инкубации, а так же через 2 ч. (рис. 3) и 24 ч. (рис. 4) после облучения клеток в дозе 1 Гр от доз внешнего облучения ККМ и мягких тканей.

у =5.11+37,53 К у=5,21+ 72,4 К

Согге1аШ)п:г=0,57 СоггеМюп: г = 0,49

Зависимость от дозы внешнего Зависимость от дозы внешнего облучения ККМ облучения мягких тканей

Рис. 3. Дозовые зависимости для уровня апоптоза через 2 ч. после облучения

клеток в дозе 1 Гр

Эти данные могут свидетельствовать о возможности модифицирующего действия предварительного облучения на уровень апоптоза. Вероятно, выраженность такого действия зависит от дозы хронического облучения ККМ и мягких тканей.

у = 3.43 +60.52 "х у-3,43 +66,5 ^

Согге1аКоп: г =0.54 СсггейИоп: г=0,54

Щ ш Ф Ш. А® 0.12 0.14'' 0,18 0.13 0,00 0$ 0,04 0,66 0,Й 0,10 0,12 0,14 0,15

[Ч,9%сзпИата | Дмз.Гр Даа, Гр

Зависимость от дозы внешнего Зависимость от дозы внешнего облучения ККМ облучения мягких тканей

Рис. 4. Дозовые зависимости для уровня апоптоза через 24 ч. после облучения клеток в дозе 1 Гр

Наблюдаемые закономерности указывают на возможность влияния дозы 0,05 Гр на апоптотическую гибель лимфоцитов после облучения в дозе 1 Гр. Однако отсутствие достоверных отличий между уровнями апоптоза лимфоцитов, облучённых в дозе 0,05 Гр, от соответствующих уровней в неподвергавшихся предварительному воздействию клетках не даёт возможности говорить о таком влиянии, как о механизме формирования адаптивного ответа. Тем не менее, учитывая выявленное в данной работе снижение уровня апоптоза у лиц, подвергшихся хроническому облучению, нельзя исключить участия апоптотической гибели лимфоцитов в формировании наблюдаемых отличий между группой облученных лиц и контролем по частоте ПР.

Связь фрагментации ДНК с репарацией и апоптозом.

Эффективность репарации ДР и ОР и её роль в формировании АО

При анализе степени фрагментации ДНК, было показано, что исходное количество ДР, а так же уровни данного показателя после первых суток инкубации у подвергшихся хроническому облучению людей достоверно

снижены по сравнению с аналогичными показателями в контроле, так же как это было отмечено и для частоты апоптоза (рис. 5).

Без предварительного После предварительного

облучения облучения в дозе 0,05 Гр

Рис. 5. Уровни ДР ДИК в группе облучённых лиц и в контроле

Исходное количество ОР ДНК, не отличается от исходного уровня в контроле. Независимо от наличия предварительного воздействия на клетки в дозе 0,05 Гр, отличий от контроля по числу ОР не отмечается и в других исследованных точках. Эти результаты так же совпадают с данными, полученными при исследовании апоптоза.

Отмечено, что в обеих группах имеет место увеличение количества ДР в ходе 48 ч. инкубации, наблюдаемое и в отсутствие предварительного облучения лимфоцитов (рис. 6-а), и при наличии такого воздействия (рис. 6-б). Сходство этих изменений с повышением уровня апоптоза указывает на то, что увеличение количества ДР может являться следствием гибели инкубируемых клеток по механизму апоптоза.

Корреляционные связи уровней ДР и ОР с величинами и мощностью доз хронического облучения ККМ и мягких тканей в большинстве случаев совпадают с зависимостями для частот апоптоза. В частности при

А) В отсутствие предварительного облучения клеток Уровни апоптоза Уровни ДР ДНК

I 1к 2 2к 3 Зк 4 4с. 5 {К Б Бк

1 1к 2 2к 3 Зк 4 4к 5 5к 6 Вк

Б) При условии предварительного облучения клеток в дозе 0,05 Гр Уровни апоптоза Уровни ДР ДНК

1к 2 2к 3 Зк 4 4к 5 5к 6 6к

1 2 2к Зк 4 4к 5 5к В" 8)1

- исходный; 2-24 ч.инкубации; 3 - 1 Гр; 4 -1 Гр - 2 ч.; 5 - 48 ч. инкубации; 6 -1 Гр-24ч.

■ МесНап П 25%-75% ~Т Мп-Мах

□ - облучённые ц - контроль

Рис. 6. Изменения уровней апоптоза и ДР ДНК (величины момента хвоста комет) в ходе инкубации лимфоцитов

использовании щелочного варианта метода обнаружены такие же, как и для апоптоза, прямые зависимости от дозы хронического внешнего облучения для степени фрагментации ДНК через 2 ч. после облучения клеток в дозе 1 Гр (рис. 7) и через 24 ч. после облучения (рис. 8).

у = 396.57 +8750,2 'х Сотге1аИоп:г = 0,59

Ч. 95% сопМепсе [ Доза, Гр

у= 404,49 + 5614,3 *Х СоггеМоп: г-0,51

1600

Зависимость от дозы внешнего Зависимость от дозы внешнего облучения ККМ облучения мягких тканей

Рис. 7. Дозовые зависимости для уровня ОР ДНК через 2 ч. после облучения

клеток в дозе 1 Гр

у= 230,96 + 5223,4 *х у=230.96 + 57377 <Х

Correlatio.it: г = 0,62 Согге1а{1оп:т=0,62

I •■..9:4 сопМеп«7 I Доза.Гр |Х-95% оопМепее, [ ДозаГр

Зависимость от дозы внешнего Зависимость от дозы внешнего облучения ККМ облучения мягких тканей

Рис. 8. Дозовые зависимости для уровня ОР ДНК через 24 ч. после облучения

клеток в дозе 1 Гр

При этом, не было выявлено отличий между группами, а так же отличий обеих дозовых подгрупп друг от друга и от контроля по эффективности процессов репарации ДР и ОР, а так же отличий по чувствительности данных процессов к влиянию предварительного облучения в дозе 0,05 Гр. Поскольку, как показали результаты исследования, величины момента хвоста, выявленные при использовании как нейтрального так и щелочного вариантов метода комет, после 24 ч. инкубации, непосредственно после облучения в дозе 1 Гр и 2 ч. спустя не отличаются друг от друга, как в группе облученных так и в контрольной группе, независимо от наличия предварительного воздействия на клетки в дозе 0,05 Гр (рис. 5).

Отсутствие зависимости от дозы хронического облучения уровней ДР в различные периоды после воздействия па клетки дозы 1 Гр свидетельствует об отсутствии зависимости эффективности репарации ДР от дозы хронического облучения ККМ и мягких тканей. Сходство дозовых зависимостей, выявленных для уровней ОР, с таковыми для частот апоптоза, выявленного при использовании щелочного варианта метода не позволяет говорить о наличии связи между эффективностью репарации ОР и величиной дозы облучения ККМ или мягких тканей. Таким образом, существенного вклада процессов репарации одно- и двунитевых повреждений ДНК в формирование АО или ПР у лиц, подвергшихся хроническому радиационному воздействию на ККМ в диапазоне доз от 0,21 Гр до 1,42 Гр и мягких тканей (в диапазоне от 0,01 Гр до 0,14 Гр) выявлено не было.

ВЫВОДЫ

1. В отдалённые сроки, через 57-58 лет, после начала хронического воздействия излучения с низкой ЛПЭ в группе облучённых лиц (дозы облучения костного мозга от 0,21 Гр до 1,42 Гр) отмечается повышение среднего уровня микроядер после облучения клеток в дозе 1 Гр по сравнению с аналогичным показателем в контрольной группе. В условиях

предварительного воздействия на клетки в дозе 0,05 Гр, уровень микроядер не отличался от контрольного.

2. В отдалённые сроки после начала хронического воздействия излучения с низкой ЛПЭ частота случаев повышения радиочувствительности, выявленных при помощи микроядерного теста, в группе облучённых лиц снижена по сравнению с контрольной.

3. Через 57-58 лет после начала хронического радиационного воздействия в группе облучённых лиц (дозы облучения костного мозга от 0,21 Гр до 1,42 Гр) уровень апоптоза лимфоцитов крови по критерию индукции двунитевых разрывов ДНК снижен по сравнению с аналогичным показателем в контроле. Снижение уровня апоптоза отмечается так же после 24 ч. инкубации лимфоцитов и непосредственно после облучения клеток в дозе 1 Гр. Данный эффект не зависел от факта предварительного облучения клеток в дозе 0,05 Гр.

4. Установлена линейная зависимость уровня апоптоза по критерию индукции однонитевых разрывов ДНК через 2 ч. и 24 ч. после облучения в дозе 1 Гр лимфоцитов, подвергшихся воздействию в дозе 0,05 Гр, от дозы хронического облучения костного мозга и мягких тканей.

6. В качестве одного из факторов, определяющих более редкую регистрацию случаев повышения радиочувствительности у облучённых лиц, может рассматриваться снижение уровня апоптотической гибели клеток под влиянием хронического облучения ККМ (в диапазоне доз от 0,21 Гр до 1,42 Гр) и мягких тканей (в диапазоне от 0,01 Гр до 0,14 Гр).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Пушкарёв С.А., Аклеев A.B. Адаптационные способности лимфоцитов периферической крови у людей, подвергшихся хроническому облучению // Опыт преодоления последствий техногенных аварий и развитие атомных технологий: материалы научно-практической конференции, посвященной 50-летию аварии на ПО «Маяк», 25-26 сентября 2007 г. - Челябинск, 2007. -С. 179-180

Аклеев A.B., Пушкарёв С.А. Механизмы поддержания генетического гомеостаза облученных клеток и адаптивный ответ // Проблемы радиоэкологии и пограничных дисциплин / Под ред. В.И. Мигунова, A.B. Трапезникова. - Екатеринбург, 2007.- Вып. 11. - С. 68 -110.

Аклеев A.B., Крестппина Л.Ю., Варфоломеева Т,А., Остроумова Е.В., Пушкарёв С.А., Шалагинов С.А., Худякова О.И., Веремеева Г.А., Возилова A.B., Холл П. Медико-биологические эффекты хронического воздействия ионизирующей радиации на человека // Медицинская наука и образование Урала,- 2008. - №2. - С. 8 -10.

Пушкарёв С.А., Аклеев A.B. Адаптационные возможности лимфоцитов периферической крови у лиц, подвергшихся хроническому воздействию ионизирующей радиации // Вестник Челябинского государственного университета. Научные труды. - 2008. - №4. - С. 95 - 99.

Аклеев A.B., Пушкарёв С.А., Веремеева Г.А. Фрагментация ДПК в лимфоцитах периферической крови лиц, подвергшихся хроническому радиационному воздействию // Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды: материалы II международной научно-практической конференции, 8-11 октября 2008 г.: в 2 т. Т. 1 - Челябинск, 2008. - С. 96 - 98

Аклеев A.B., Пушкарёв С.А. Роль апоптоза и репарации ДНК в формировании адаптивного ответа у лиц, подвергшихся хроническому радиационному воздействию // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. - 2008. - №11. - С. 276 - 285

Подписано в печать 30.10 2008. Формат 60x34 1/16. Бумага для множительных аппаратов. Печать на ризографе. Усл. печ л. 1,2. Уч-изд л. 1,1 Тираж 100 экз. Заказ 1862

Отпечатано в ЗАО «Полисервис». Лицензия № 120851, per. № ФМЦ-74000903 от 30 07 01 454008 г Челябинск, Комсомольский пр , 2, оф 203

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Пушкарёв, Сергей Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Эффекты воздействия малых доз ионизирующей радиации

1.2. Репарация радиационно-индуцированных повреждений ДНК и её эффективность при хроническом облучении

1.3. Радиациодно-индуцированная апоптотическая гибель клеток

1.4. Роль апоптоза и репарации в реализации ЭМД

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Характеристика радиационной обстановки в районе р. Теча

2.2. Характеристика обследованной группы лиц

2.3. Методы исследования

2.3.1. Объект исследования

2.3.2. Схема исследования

2.3.3. Метод ДНК-комет

2.3.4. Критерии для анализа эффективности репарации разрывов ДНК, частоты апоптоза лимфоцитов и оценки АО

2.3.5. Микроядерный тест

2.3.6. Статистические методы

3. АДАПТИВНЫЙ ОТВЕТ У ЛИЦ, ПОДВЕРГШИХСЯ ХРОНИЧЕСКОМУ ОБЛУЧЕНИЮ

4. АПОПТОЗ В МОДЕЛИ АДАПТИВНОГО ОТВЕТА

5. СТЕПЕНЬ ФРАГМЕНТАЦИИ ДНК И ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕПАРАЦИИ У ЛИЦ, ПОДВЕРГШИХСЯ

ХРОНИЧЕСКОМУ ОБЛУЧЕНИЮ

5.1. ДР ДНК и их репарация в модели адаптивного ответа

5.2. ОР ДНК и их репарация в модели адаптивного ответа 148 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 169 ВЫВОДЫ 177 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль репарации повреждений ДНК и апоптоза в формировании адаптивного ответа у лиц, подвергшихся хроническому радиационному воздействию"

Актуальность работы

Развитие ядерной энергетики, широкое применение источников ионизирующего излучения в медицине, промышленности, науке и других областях человеческой деятельности, а также ухудшение экологической обстановки в некоторых регионах (Урал в том числе), обуславливает актуальность проблемы влияния хронического низкоинтенсивного воздействия ионизирующего излучения на организм человека [3, 26, 36].

В настоящее время, наиболее хорошо изучены главным образом радиобиологические закономерности острого воздействия больших доз ионизирующего излучения, механизмы же влияния хронических низкоинтенсивных воздействий, особенно в диапазоне малых и промежуточных доз, не вполне ясны [21, 38, 50, 56, 63, 97, 106, 112]. Наименее изучены патофизиологические механизмы, обуславливающие формирование отдалённых последствий таких воздействий [21,38,56,62,107,108, 120].

Многолетние медицинские и эпидемиологические исследования позволили выявить у людей, подвергшихся хроническому воздействию радиации, ряд отдалённых последствий облучения, выражающихся в изменении различных гематологических параметров, а так же изменении частоты опухолеобразования [2, 102].

Все звенья в цепи событий, приводящих к формированию различных отдалённых эффектов радиационного воздействия, связаны со способностью клетки изменять свое функциональное состояние в соответствии с меняющимися условиями окружающей среды, т.е. с адаптационными способностями клетки [38,55].

Показано, что являясь стрессовым фактором для клетки [5], воздействие излучения вызывает компенсаторную активацию её защитных систем. В результате этого устойчивость клетки к действию радиации меняется [3, 5, 41].

Функциональное состояние отдельных клеток является одной из составляющих реакции ткани и органа, которая, в свою очередь, вносит вклад в формирование эффекта на организменном уровне. И хотя эффекты на уровне организма не сводятся к сумме реакций отдельных клеток, но определяются так же и межклеточным взаимодействием, изучение изменений на клеточном уровне, позволяет судить так же о реакции ткани, органа и всего организма в целом на воздействие стрессового фактора [18, 65, 99].

Изменения на клеточном уровне являются более ранним ответом, нежели эффекты, наблюдаемые на органно-тканевом и тем более на организменном уровне, поэтому изучение реакции клеток имеет большое значение для оценки возможности формирования тех или иных отдалённых последствий облучения [18, 65, 99].

Открытие таких эффектов малых доз (ЭМД) как адаптивный ответ (АО) и повышение радиочувствительности (ПР) после облучения в малых дозах, эффект свидетеля и нестабильность генома привело к возникновению новых, взглядов на формирование отдалённых эффектов воздействия радиации [21,

38, 50, 56, 62, 105, 108, 112, 120].

Феномен адаптивного ответа в настоящее время широко известен [7, 38,

39, 44, 51, 53, 55, 99]. Сущность этого феномена заключается в повышении устойчивости клетки к довольно большим дозам облучения после предварительного воздействия малой дозы. Наличие АО было выявлено при использовании множества самых различных моделей от прокариотических клеток, до клеток млекопитающих и человека. Одной из наиболее часто используемых для изучения АО моделей, являются лимфоциты человека [38, 39,42, 44,50].

Показано, что АО имеет перекрёстный характер: в качестве адаптирующей или разрешающей дозы может выступать воздействие некоторых химических веществ [23, 38, 41]. Последнее говорит о неспецифичности АО и его физиологической природе. Таким образом, на способность клетки к формированию данного феномена может оказывать воздействие целый комплекс факторов различной природы (курение, работа на вредном производстве, проживание на экологически неблагополучных территориях и др.), воздействию которых человек подвергается на протяжении своей жизни. Возможно, что способность клетки к формированию АО тесно связана с состоянием её адаптационных резервов [38, 55].

С учётом сказанного, особенно важной представляется оценка влияния хронического воздействия ионизирующего излучения низкой интенсивности на способность к формированию адаптивного ответа.

Как было показано ранее, среди жителей радиоактивно загрязнённых территорий существенно снижена доля индивидуумов со способностью к адаптивному ответу, а у части из них наблюдается повышение радиочувствительности после облучения в адаптирующей дозе [44]. Сообщается так же, что хроническое облучение не индуцирует у облучённых людей реакцию адаптивного ответа [38, 44]. Однако данные по этой проблеме пока немногочисленны.

Не выяснены и механизмы лежащие в основе адаптивного ответа [8]. Предполагается, что наряду с непосредственным повреждением ДНК в результате воздействия излучения на клетку, важную роль в реализации последствий облучения играет состояние клеточных защитных механизмов: систем антиоксидантной защиты, репарации ДНК, регуляции клеточного цикла и апоптоза [1, 39, 53].

Одной из важнейших систем, участвующих в формировании АО и других ЭМД является система репарации ДНК. Согласно одной из гипотез, инициация репарации двунитевых разрывов ДНК является ключевым событием в формировании АО [55]. Существуют, однако, и другие гипотезы. Так некоторые авторы решающую роль в формировании АО отводят селективной гибели наиболее радиочувствительных клеток по механизму апоптоза [7].

Всё вышесказанное обуславливает актуальность изучения проблемы влияния хронического облучения на состояние защитных систем клетки, а так же роли в формировании АО таких процессов как репарация и апоптоз.

Цель работы

Исследовать роль процессов репарации однонитевых и двунитевых разрывов ДНК, а так же апоптоза в формировании адаптивного ответа лимфоцитов периферической крови у лиц, подвергшихся хроническому облучению, в отдалённый период после облучения.

Задачи

1. Оценить исходный уровень фрагментации ДНК лимфоцитов и частоту апоптоза, а так же величины данных показателей на различных этапах инкубации клеток и в различные сроки после облучения в дозе 1 Гр при наличии предварительного воздействия в дозе 0,05 Гр и в его отсутствие.

3. Оценить частоту случаев адаптивного ответа в различные сроки после облучения в дозе 1 Гр у лиц, подвергшихся хроническому облучению (диапазон доз на костный мозг от 0,21 Гр до 1,42 Гр) в отдалённом периоде, через 57-58 лет после начала хронического радиационного воздействия.

Положения, выносимые на защиту 1. В отдалённом периоде, через 57-58 лет после начала хронического радиационного воздействия (диапазон доз на костный мозг от 0,21 Гр до 1,42 Гр), у облучённых людей наблюдается снижение исходного уровня апоптоза лимфоцитов периферической крови, сохраняющееся и при дальнейшей инкубации клеток.

Научная новизна

Показано, что эффективность репарации одно- и двунитевых разрывов ДНК в лимфоцитах у людей, после хронического облучения (в диапазоне доз на костный мозг от 0,21 Гр до 1,42 Гр) не отличается от таковой в лимфоцитах людей контрольной группы.

Впервые проводилась оценка влияния облучения в дозе 0,05 Гр, на эффективность процессов репарации одно- и двунитевых разрывов ДНК, а так же уровень апоптоза лимфоцитов периферической крови у людей, подвергшихся хроническому облучению в результате радиационного загрязнения р. Теча, в различные периоды инкубации клеток in vitro, а так же в различные сроки после дополнительного острого облучения клеток in vitro в дозе 1 Гр.

Показано отсутствие влияния предварительного облучения лимфоцитов in vitro в дозе 0,05 Гр на эффективность репарации одно- и двунитевых разрывов после острого облучения клеток in vitro в дозе 1 Гр.

Впервые проведена комплексная оценка вклада процессов репарации одно- и двунитевых разрывов ДНК, а так же апоптотической гибели лимфоцитов в формирование адаптивного ответа у людей, подвергшихся хроническому облучению в результате радиационного загрязнения р. Теча.

Показано, что более редкая, по сравнению с контролем, регистрация случаев повышения радиочувствительности, у облучённых людей может быть связана со снижением уровня апоптоза клеток под влиянием хронического облучения.

Практическая значимость

Результаты данного исследования позволяют оценить способность лимфоцитов периферической крови к формированию адаптивного ответа в отдалённые сроки после хронического облучения.

Показано, что в отдалённые сроки после начала хронического воздействия излучения с низкой ЛПЭ, у людей, подвергшихся хроническому облучению, частота случаев повышения радиочувствительности, выявленных при использовании микроядерного теста, ниже чем в контроле.

Показано, что многолетнее низкоинтенсивное воздействие излучений с низкой ЛПЭ через 57-58 лет после начала облучения не влияет на эффективность репарации одно- и двунитевых разрывов и снижает способность лимфоцитов периферической крови к гибели по механизму апоптотоза.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Радиобиология", Пушкарёв, Сергей Анатольевич

выводы

2. В отдалённые сроки после начала хронического воздействия излучения с низкой ЛПЭ частота случаев повышения радиочувствительности, выявленных при помощи микроядерного теста после дополнительного облучения в дозах 0,05 Гр и 1 Гр, в группе облучённых лиц снижена по сравнению с контрольной.

3. Через 57-58 лет после начала хронического радиационного воздействия в группе облучённых лиц (дозы облучения костного мозга от 0,21 Гр до 1,42 Гр) уровень апоптоза лимфоцитов крови снижен по сравнению с аналогичным показателем в контроле. Снижение уровня апоптоза отмечается так же после 24 ч. инкубации лимфоцитов и непосредственно после облучения клеток в дозе 1 Гр. Данный эффект не зависел от факта предварительного облучения клеток в дозе 0,05 Гр.

4. Установлена линейная зависимость уровня апоптоза через 2 ч. и 24 ч. после облучения в дозе 1 Гр лимфоцитов, подвергшихся предварительному воздействию в дозе 0,05 Гр, от дозы хронического облучения костного мозга и мягких тканей.

5. В отдалённые сроки после низкоинтенсивного радиационного воздействия эффективность репарации двунитевых и однонитевых разрывов ДНК у облучённых людей не отличалась от таковой в контрольной группе. Эффективность репарации однонитевых и двунитевых разрывов не зависела от факта предварительного облучения клеток в дозе 0,05 Гр и дозы хронического облучения костного мозга и мягких тканей. В качестве одного из факторов, определяющих более редкую регистрацию случаев повышения радиочувствительности у облучённых лиц, может рассматриваться снижение уровня апоптотической гибели клеток под влиянием хронического облучения ККМ (в диапазоне доз от 0,21 Гр до 1,42 Гр) и мягких тканей (в диапазоне от 0,01 Гр до 0,14 Гр).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, согласно полученным результатам среднее количество клеток с микроядрами после облучения лимфоцитов в дозе 1 Гр в группе подвергшихся хроническому облучению лиц было повышено, по сравнению с аналогичным показателем в контроле. Отличия от контроля по уровню микроядер отсутствуют при условии предварительного облучения клеток в дозе 0,05 Гр. При этом в группе облучённых людей не выявлено отличий между количествами клеток с микроядрами в пробе, облучённой в дозе 1 Гр, и пробе, подвергшейся такому же воздействию после предварительного облучения в дозе 0,05 Гр, тогда как в контроле предварительное облучение приводит к повышению количества клеток с микроядрами. Следовательно повышенная радиочувствительность лимфоцитов периферической крови у лиц, подвергшихся хроническому облучению сочетается с отсутствием у них изменений радиочувствительности клеток под воздействием дозы 0,05 Гр. Можно предполагать, что именно с такой разницей реакции на предварительное облучение и связано наблюдаемое в группе облучённых лиц при использовании микроядерного теста отсутствие случаев ПР.

В то же время, согласно результатам, полученным при использовании обоих вариантов метода ДНК-комет, частоты АО и ПР в группе облучённых лиц не отличаются от контрольных. Отличия от контроля по частотам данных реакций отсутствуют так же и в дозовых подгруппах. Отличия по частотам реакций отсутствуют и при сравнении подгрупп друг с другом. Можно предположить, что такие расхождения между методами при оценке частот реакций связаны с отличиями по времени фиксации клеток.

Однако отсутствие случаев ПР у облучённых лиц не согласуется с данными литературных источников, согласно которым у жителей радиоактивно загрязнённых территорий зачастую наблюдается повышение радиочувствительности после облучения в адаптирующей дозе [38, 44].

Расхождение с данными литературных источников в данном случае может быть связано с тем, что в большинстве исследований время, прошедшее с момента начала хронического облучения, было намного меньше, нежели время, прошедшее с момента начала облучения людей в исследованной нами группе. За 57-58 лет, прошедших после начала хронического облучения, среди людей подвергшихся облучению могла пройти элиминация наиболее радиочувствительных индивидуумов.

Особенностью обследованной группы лиц, подвергшихся хроническому облучению, является сниженный по сравнению с аналогичным показателем в контрольной группе исходный уровень апоптоза по критерию ДР ДНК. Сниженные уровни данного показателя отмечаются и после 24 ч. инкубации и непосредственно после облучения в дозе 1 Гр. Такое снижение противоречит данным о повышении частоты апоптоза у людей, подвергшихся хроническому облучению [3]. Можно предполагать, что данные отличия связаны с подавлением апоптотической гибели лимфоцитов людей, подвергшихся хроническому облучению. Предположение о наличии угнетающего действия хронического облучения на способность клеток к гибели по механизму апоптоза было высказано рядом авторов, сообщавших об угнетении р53-зависимого апоптоза под влиянием хронического облучения [33, 86, 138, 148].

Ещё одним возможным объяснением сниженного уровня апоптоза, выявленного с использованием метода ДНК-комет, может быть незавершённый характер апоптотической гибели части клеток, когда гибель клетки, начавшаяся как апоптоз, завершается гибелью по пути некроза, из-за истощения энергетических ресурсов. Действительно, согласно существующим литературным данным, в условиях in vitro, процесс апоптоза лимфоцитов не заходит дальше фрагментации ядра и чаще всего клетки подвергаются вторичному некрозу [59]. Запаивание в агарозу приводит к полному разрушению клеток с повреждённой мембраной, в результате чего при изменении формы гибели клетка становится ненаблюдаемой [58].

Сниженная частота апоптоза у людей, подвергшихся хроническому облучению, может свидетельствовать об увеличении количества клеток, не способных завершить апоптоз.

В группе облучённых лиц выявлено усиление активности апоптотической гибели ФГА - стимулированных лимфоцитов в ходе 48 ч. инкубации in vitro. В контроле наблюдается такое же влияние инкубации на апоптоз лимфоцитов, при этом отличия между уровнями апоптоза в первые и вторые сутки инкубации менее выражены и усиливаются при наличии предварительного воздействия на клетки в дозе 0,05 Гр. Что позволяет предположить наличие модифицирующего влияния данной дозы на частоту апоптоза лимфоцитов. Такое предположение хорошо согласуется с данными литературных источников, согласно которым воздействие малых доз радиации стимулирует р53-зависимый апоптоз [86, 128, 138]. В то же время, достоверных отличий активности апоптоза в клетках, подвергшихся предварительному облучению в дозе 0,05 Гр, от активности в не подвергавшихся такому воздействию клетках не было выявлено ни в группе облучённых лиц ни в контрольной группе.

При использовании нейтрального варианта метода комет, не было выявлено зависимостей частоты апоптоза от величин доз облучения ККМ или мягких тканей. При этом было показано понижение частоты апоптоза, выявленной непосредственно после облучения лимфоцитов в дозе 1 Гр, при снижении мощности дозы хронического облучения ККМ.

Для частот апоптоза, выявленных при использовании щелочного варианта метода, зависимостей от мощности дозы хронического облучения выявлено не было. В пробах, подвергшихся предварительному облучению в дозе 0,05 Гр, выявлены прямые зависимости количеств ОР и уровней апоптоза на вторые сутки инкубации, а так же через 2 ч. и 24ч. после облучения лимфоцитов в дозе 1 Гр от доз внешнего облучения ККМ и мягких тканей. Эти данные так же могут свидетельствовать о возможности модифицирующего действия предварительного облучения на уровень апоптоза. Вероятно, выраженность такого действия зависит от дозы хронического облучения ККМ и мягких тканей.

Однако при использовании обоих вариантов метода ни в одной из исследованных точек не было выявлено отличий между дозовыми подгруппами.

Следует отметить, что при использовании нейтрального варианта в подгруппе лиц, дозы хронического облучения ККМ у которых были меньше 0,7 Гр возможные изменения активности апоптоза под влиянием дополнительного облучения схожи с изменениями в контроле. В подгруппе лиц, дозы хронического облучения ККМ у которых были больше 0,7 Гр, отличия от контроля были более выражены и характер этих отличий менялся после воздействия предварительного облучения в дозе 0,05 Гр.

В то же время, при использовании щелочного варианта ни в одной из подгрупп отличий от контроля по частоте апоптоза выявлено не было. Вероятно, отличия, выявленные при использовании нейтрального варианта метода, отражают именно количества клеток, находящихся в терминальных стадиях апоптоза.

Наблюдаемые закономерности указывают на возможность влияния дозы 0,05 Гр на апоптотическую гибель лимфоцитов после облучения в дозе 1 Гр. Однако отсутствие достоверных изменений не даёт возможности говорить о таком влиянии, как о механизме формирования адаптивного ответа. Тем не менее, учитывая выявленное в данной работе снижение активности апоптоза у лиц, подвергшихся хроническому облучению, нельзя исключить участия апоптотической гибели лимфоцитов в формировании наблюдаемых отличий между группой облучённых лиц и контролем по частоте ПР.

В пользу предположения об участии апоптоза в формировании выявленных реакций может свидетельствовать и положительная связь уровня апоптоза, выявленного при использовании нейтрального варианта метода после 24 ч. инкубации клеток, а так же уровня через 24 ч. после облучения клеток в дозе 1 Гр, с численностью лимфоцитов. Такие же связи выявлены и для количеств ДР. Данные зависимости указывают на связь количества ДР и уровня апоптоза с функциональным состоянием системы кроветворения и согласуются с общепринятым предположением о связи между интенсивностью пролиферации клеток и частотой их апоптотической гибели [27].

При анализе степени фрагментации ДНК, было показано что исходное количество ДР, а так же уровни данного показателя после первых суток инкубации у подвергшихся хроническому облучению людей достоверно снижены по сравнению с аналогичным показателем в контроле, так же как это было отмечено и для частоты апоптоза. Исходное количество ОР ДНК, не отличается от исходного уровня в контроле. Независимо от наличия предварительного воздействия на клетки в дозе 0,05 Гр, отличий от контроля по числу ОР не отмечается и в других исследованных точках. Эти результаты так же совпадают с данными, полученными при исследовании апоптоза.

Отмечено, что в обеих группах имеет место увеличение количества ДР в ходе 48 ч. инкубации, наблюдаемое и в отсутствие предварительного облучения лимфоцитов, и при наличии такого воздействия. Сходство этих изменений с повышением уровня апоптоза указывает на то, что увеличение количества ДР может являться следствием гибели инкубируемых клеток по механизму апоптоза.

Корреляционные связи уровней ДР и ОР с величинами и мощностью доз хронического облучения ККМ и мягких тканей совпадают с зависимостями для' частот апоптоза, выявленных при использовании нейтрального и щелочного вариантов метода соответственно. Сходство дозовых зависимостей, выявленных для обоих исследованных показателей, так же подтверждает предположение о том, что степень фрагментации ДНК связана главным образом с апоптотической гибелью клеток.

При этом, не было выявлено отличий между группами, а так же отличий обеих дозовых подгрупп друг от друга и от контроля по эффективности процессов репарации ДР и ОР, а так же отличий по чувствительности данных процессов к влиянию предварительного облучения в дозе 0,05 Гр. Поскольку, как показали результаты исследования, величины момента хвоста, выявленные при использовании как нейтрального так и щелочного вариантов метода комет, после 24 ч. инкубации, непосредственно после облучения в дозе 1 Гр и 2 ч. спустя не отличаются друг от друга, как в группе облучённых так и в контрольной группе, независимо от наличия предварительного воздействия на клетки в дозе 0,05 Гр. Отличия между указанными точками отсутствуют и в обеих дозовых подгруппах.

Отсутствие зависимости от дозы хронического облучения уровней ДР в различные периоды после воздействия на клетки дозы 1 Гр свидетельствует об отсутствии зависимости эффективности репарации ДР от дозы хронического облучения ККМ и мягких тканей. Дозовые зависимости, выявленные для количеств ОР, совпадают с таковыми для частот апоптоза, выявленного при использовании щелочного варианта метода, что не позволяет говорить о наличии связи эффективности репарации ОР с величиной дозы облучения ККМ или мягких тканей.

Таким образом, вклада процессов репарации одно- и двунитевых разрывов ДНК в формирование реакций АО и ПР ни у лиц, подвергшихся хроническому облучению, ни в контрольной группе выявлено не было. Однако ряд имеющихся в доступной литературе данных свидетельствует о том, что механизмы репарации играют важную роль в формировании реакции адаптивного ответа или индуцированного повышения чувствительности [7, 8, 38, 39, 55, 97, 99].

Отсутствие изменений среднегрупповых показателей степени фрагментации ДНК после воздействия дозы 0,05 Гр может быть обусловлено индивидуальным характером данных изменений. Действительно, сопоставление исходных уровней ДР ДНК с реакциями, выявленными при помощи микроядерного теста, показало, что в группе лиц, подвергшихся хроническому облучению, среди индивидуумов, исходная величина момента хвоста у которых превышала 50 преобладали лица с НДА, (реакция отмечена у всех 6 человек), в тоже время у лиц с величиной момента хвоста менее 50, в 6 случаях из 9 отмечалось НДПР. Такие результаты могут указывать на возможность существования связи между эффектом от облучения в дозе 0,05 Гр и отмечаемым у каждого отдельного индивидуума исходным уровнем апоптотической гибели или активности процессов репарации.

Следует так же учитывать, что формирование той или иной реакции -результат комплексного взаимодействия самых разнообразных защитных механизмов, существующих в клетке. Механизмы эти включают в себя не только апоптоз и репарацию разрывов ДНК, но так же связаны с функционированием систем антиоксидантной защиты, белков теплового шока, систем клеточной сигнализации, изменением экспрессии тех или иных генов и др. [18, 21, 38, 39, 56, 62, 65, 105].

Взаимодействие этих механизмов определяет и развитие других немишенных эффектов воздействия радиации, таких, например, как нестабильность генома или эффект свидетеля [21, 34, 38, 56, 62, 105, 106, 122]. Полноценно оценить состояние адаптационных возможностей клеток, возможно только при количественном анализе всех эффектов. АО - частное проявление адаптации, но наиболее информативное. Способность к АО отражает «запас прочности» клеток, резерв их способности адаптироваться к влиянию неблагоприятных факторов, к числу которых относится и хроническое радиационное воздействие. Изменение способности клеток формировать АО свидетельствуют об изменении способности клеток к адаптации, об изменении эффективности функционирования защитных систем [38, 55]. Можно предположить, что выявленные в данном исследовании изменения частот АО и ПР, а так же сниженный уровень апоптоза лимфоцитов вносят свой вклад в увеличение частоты опухолеобразования, наблюдаемое у жителей прибрежных сёл реки Теча, [102], а так же в формирование у них отдалённых эффектов, выражающихся в изменении различных гематологических показателей [2, 102].

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Пушкарёв, Сергей Анатольевич, Москва

1. Аклеев A.B. и др. Адаптивные способности лимфоцитов крови у жителей Южного Урала, подвергшихся хроническому облучению // Радиационная биология. Радиоэкология. 2004. - Т. 44. - № 4. - С. 426431.

2. Аклеев A.B. Крестинина Л.Ю. Варфоломеева Т.А. и др. Медико-биологические эффекты хронического воздействия ионизирующей радиации на человека // Медицинская наука и образование Урала. — 2008.-№2.-С.8-10.

3. Аклеев A.B., Веремеева Г.А., Возилова A.B. Отдалённые эффекты в системе гемопоэза на клеточном и субклеточном уровне при хроническом облучении человека // Радиационная биология. Радиоэкология. 2006. - Т. 46. - № 5. с. 519-526.

4. Бабаев Н.С., Демин В.Ф., Ильин JI.A. и др. Ядерная энергетика, человек и окружающая среда / Под ред. А.П. Александрова,- 2-е Изд. М.: Энергоатомиздат, 1984.

5. Бак 3., Александер П. Основы радиобиологии. М.: Изд-во иностр. лит., 1963.-500 с.

6. Барабой В.А., Никифорова H.A., Москаленко И.П. Способность лимфоцитов периферической крови к репарации ДНК и выживаемость крыс // Радиобиология. 1990. - Т.30. - вып. 3. - С. 305-307.

7. Бондарчук И.А. Анализ роли репарации ДНК, регуляции клеточного цикла и апоптоза в радиационно-индуцированном адаптивном ответе клеток млекопитающих// Радиационная биология. Радиоэкология. — 2003. Т.43. - №1. - С.19-28.

8. Бондарчук И.А. Гипотеза о механизме индукции адаптивного ответа при облучении клеток млекопитающих в малых дозах// Радиационная биология. Радиоэкология. 2002. - Т.42. - №1. - С.36-43.

9. Власов П.А., Квачева Ю.Е. Апоптоз гемопоэтических клеток костного мозга людей с острой лучевой .болезнью ( по материалам вскрытий лиц, пострадавших в результате аварий на Чернобыльской АЭС). // Гематология и трансфузиология, 1997., Т. 42, № 6, С. 30-32.

10. Власов П.А., Квачёва Ю.Е. Апоптоз клеток гемопоэтической ткани костного мозга при остром радиационном поражении человека и экспериментальных животных// Известия АН. Серия биологическая. -1998. -№2. -С.220-224.

11. Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества: Справ, изд. / Под ред. В.А. Филова и др.- JL: Химия , -1990

12. Газиев А.И., Повреждение ДНК в клетках под действием ионизирующей радиации //Радиационная биология. Радиоэкология. 1999. - Т.39. - №6. -С.630-638.

13. Глазунов A.B., Роль репарации двунитевых разрывов ДНК в радиорезистентности дрожжевых клеток // Радиобиология. 1990.- Т.30.-вып.1. - С.

14. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999.-459 с.

15. Давтян Т.К., Аванесян JI.A. О взаимоотношении иммунного и адаптивного ответов // Успехи современной биологии — 2001. Т. 121. -№ 3 - С. 275-286.

16. Дегтева М.А. Реконструкция доз облучения для жителей прибрежных сёл по реке Теча. // ИНФОР. 2000. - № 3. - С. 58 - 61.

17. Заичкина С.И., и др. Роль процессов репарации повреждений ДНК в репарации цитогенетических нарушений участие медленнорепарируемых повреждений ДНК в репарации цитогенетических нарушений // Радиобиология. 1989. - Т.29. - вып. 6. -С.833-835.

18. Зайнуллин В.Г.Генетические эффекты хронического облучения низкой интенсивности// Радиационная биология. Радиоэкология. — 1997. Т.37. -вып.4. - С.555-559.

19. Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. -М.: Наука, 1984.-279 с.

20. Засухина Г.Д. Механизмы защиты клеток человека, связанные с генетическим полиморфизмом // Радиационная биология. Радиоэкология. 2005. - Т.45. - №4. - С.520-535.

21. Засухина Г.Д. Радиоадаптивный ответ в клетках человека, различающихся по репарации ДНК // Радиационная биология. Радиоэкология. 1999. - Т.39. - №1. - С.58-63.

22. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 560 с.

23. Камышников B.C. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике: В2т. Т. 2,-Мн.: Беларусь,2000.- 463 с.

24. Колюбаева С.Н., Мясникова Л.В., Ракецкая В.В. и др. Использование микроядерного теста для индикации пострадиационных эффектов у человека: Методические рекомендации. Л., 1991. -12 с.

25. Корыстов Ю.Н. и др. Сигнализация при радиационном апоптозе тимоцитов//Известия АН. Серия биологическая. 1998. - №2. - С.200-203.

26. Лабораторные методы исследования в клинике / Под ред. В.В. Меньшикова -М., 1987.- 368 с.

27. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа. -1990. - 350 с.

28. Медицинские и лабораторные технологии и диагностика (программы и алгоритмы): Справочник / Под ред. А.И. Карпищенко. СПб., 1998. — 304с.

29. Миль Е.М., Мышлякова О.В., Бурлакова Е.Б. Р53 при низкоинтенсивных воздействиях физической и химической природы (ионизирующее излучение и антиоксидант) // Биофизика. 2005. - Т.50.- вып.1. - С.75-79.

30. Никанорова Е.А. и др. Изучение репаративного синтеза ДНК в лимфоцитах профессионалов-атомщиков//Радиационная биология. Радиоэкология. 2002. - Т.42. - №6. - С.759-764.

31. Окада Ш. Радиационная биохимия клетки. М: Мир, 1974. - 407 с.

32. Орлова Н.В., Смирнова С.Г. и др. Апоптоз лимфоцитов периферической крови здоровых доноров и больгных раком гортани после воздействия у-излучения in vitro // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. -Т.41. - № 4. - С.366-372.

33. Пелевина И.И. и др. Реакция популяции клеток на облучение в малых дозах// Радиационная биология. Радиоэкология. 2003. - Т.43. - №2. -С.161-166.

34. Пелевина И.И. и др. Феномен повышения радиочувствительности после облучения лимфоцитов в малых адаптирующих дозах // Радиационная биология. Радиоэкология. 2000. - Т. 40. - № 5. - С. 544-548.

35. Пелевина И.И. и др., Выживаемость облучённых клеток млекопитающих и репарация ДНК. М. - 1985 г. - 175 с.

36. Пелевина И.И., Алещенко A.B., Готлиб В.Я. и др. Реакция лимфоцитов крови индивидуумов с соматическими заболеваниями на воздействие радиации в малых дозах // Радиационная биология. Радиоэкология. -2005. Т.45. - № 4. - С.412-415.

37. Пелевина И.И., Алещенко A.B., Готлиб В.Я., и др. Цитогенетические повреждения, радиочувствительность и адаптивный ответ у детей, проживающих в разных районах Москвы // Радиационная биология. Радиоэкология. 2004. - Т. 44. - № 3. - С. 278-282.

38. Пелевина И.И., Афанасьев Г.Г. Алещенко A.B. и др.// Радиационная биология. Радиоэкология. 1999. - Т. 39. - № 1. - С. 106-112.

39. Петров K.M. Общая экология: Взаимодействие общества и природы. -СПб: Химия, 1998.-352 с.

40. Пивоваров Ю.П. Радиационная экология М.: Академия, 2004. - 240 с.

41. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. -М.: МедиаСфера, 2002. -312 с.

42. Руководство по краткосрочным тестам для выявления мутагенных и канцерогенных химических веществ. ВОЗ Женева, 1989. -212 с.

43. Русинова Г.Г. Исследование репарации ДНК тимоцитов облучённых крыс спектрофлюориметрическим методом // Радиобиология. 1990. - Т. 30.-вып. 3. - С. 405-409.

44. Севанькаев A.B.Современное состояние вопроса количественной оценки цитогенетических эффектов в области низких доз радиации // Радиобиология. 1991. - Т.31. - вып.4,- С.600-605.

45. Семенец Т.Н., Семина О.В., Саенко A.C. феномен адаптивной резистентности к у-облучению колониеобразующих единиц (КОЕ-С): условия проявления в экзотесте // Радиационная биология. Радиоэкология. 1993. - Т. 33. - вып. 1(4). - С. 525 -528

46. Семов А.Б. и др.Особенности репарации ДНК при хроническом воздействии мутагенных факторов//Радиационная биология. Радиоэкология. 1997. - Т.37. - вып.4. - С.565-568.

47. Серебряный A.M. и др. О новом механизме формирования адаптивного ответа // Радиационная биология. Радиоэкология. 2004. - Т. 44. - № 6. -С. 653-656.

48. Серегина Т.Б., Жестяников В.Д. Индуцибельная репарация однонитевых разрывов ДНК в у-облучённых клетках китайского хомячка // Радиобиология. 1988. - Т.28. - вып. 2. - С. 205-209.

49. Сусков И.И., Кузьмина Н.С. Проблема индуцированной геномной нестабильности в детском организме в условиях длительного действия малых доз радиации // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. -Т.41. - №5. - С.606-614.

50. Сыпин В.Д., Осипов А.Н. и др. Оценка генетических эффектов хронического воздействия низкоинтенсивного у-излученияцитогенетическими методами и методом ДНК-комет // Радиационная биология. Радиоэкология. — 2003. Т.43. - № 2. - С. 156-160.

51. Тронов В.А. и др. ДНК-кометы как маркер клеточной гибели // Биофизика. -1999.- Т.44. №2. - С.288 - 295.

52. Тронов В.А. и др. Механизм радиационной гибели лимфоцитов периферической крови человека, оцениваемой методом ДНК-комет // Биофизика.- 1998.-Т.43. -№1. -С.115- 124.

53. Тронов В.А., Пелевина И.И. Метод ДНК-комет индивидуальных клеток. Принцип и применение метода//Цитология. 1996г. т.38. №4/5. с.427-439.

54. Хейфец Л.Б., Абалакин В.А. Разделение форменных элементов крови человека в градиенте плотности верографин-фиколл // Лабораторное дело. 1973.-№ 10.-С. 579-581.

55. Шарова Н.П., Как клетка восстанавливает повреждённую ДНК? // Биохимия. 2005.- Т.70. - вып.З. - С.341-359.

56. Шмакова Н.Л. и др. Цитогенетические эффекты малых доз облучения в клетках млекопитающих: анализ феномена гиперчувствительности и индуцированной резистентности // Радиационная биология. Радиоэкология. 2002. - Т. 42. - № 3. - С. 245-250.

57. Эйдус Л.Х. О механизме индукции репарации повреждений ДНК при действии ионизирующего излучения на клетки//Радиационная биология. Радиоэкология. 2000. - Т.40. - №6. - С.674-677.

58. Эйдус Л.Х. О механизме неспецифической реакции клеток на действие повреждающих агентов и природе гормезиса // Биофизика. 2005. -Т.50. - Вып. 4.-С. 693-703.

59. Эйдус Л.Х. О проблеме экстраполяции дозовой зависимости цитогенетических повреждений от больших доз к малым// Радиационная биология. Радиоэкология. 1999. - Т.39. - №1. - С.177-180.

60. Эпидемиологические исследования отдаленных соматических последствий облучения населения на реке Теча: Отчет о НИР / УНПЦ РМ; руководитель Косенко М.М.; Челябинск — 1998. 65 с.

61. Юнкеров В.И., Григорьев С.Г. Математико-статистическая обработка данных медицинских исследований. СПб.: ВМедА, 2002. - 266 с.

62. Anderson D., Yu T-W., McGregor D.B. Comet assay responses as indicators of carcinogen exposure // Mutagenesis. 1999. - V. 13. - P. 539-555.

63. Azzam E. et al. Intercellular communication is involved in the bustander regulation of gene expression in human cells exposed to very low fluences of a-particles // Radiation research. 2004. - V. 160. - P. 267-277.

64. Ban S. et al. Radiosensitivity of skin fibroblasts from atomic bomb survivors with and without breast cancer // Cancer research. — 1990. V. 50. - P.4050-4055.

65. Ban S. et al. X-ray sensitivity of fibroblast cell strains derived from atomic bomb survivors with or without breast cancer // J. Radiat. Res.Supplement. — 1991.-P. 330-338.

66. Basiak, J. & Kowalik, J. Protective action of vitamin С against DNA damage induced by selenium-cisplatin conjugate // Acta Biochimica Polonica. 2001. -V. 48.-P. 233-240.

67. Bishay K. et al. DNA damage related RNA expression to assess individual sensitivity to ionizing radiation // Carcinogenesis. 2001, - V.22. - № 8. - P. 1179-1183.

68. Bishay К., Ory K., Olivier M. et al. DNA damage-related RNA expression to assess individual sensitivity to ionizing radiation // Carcinogenesis. 2001. -V. 22. - №. 8.-P. 1179-1183.

69. Boller K., Schmid W. Chemical mutagenesis in animals. The bone marrow of the Chinese hamster as an in vivo test system / Haematologische Befunde nach Behandlung mit Trenimon. Humangenetik. — 1970. 11. - P. 35-54.

70. Bonner W. Low-dose radiation: thresholds, bystander effects, and adaptive responses // PNAS. 2003. - V. 100. - №9. - P. 4973-4975.

71. Calini V, Urani C, Camatini M. Comet assay evaluation of DNA single- and double-strand breaks induction and repair in C3H10T1/2 cells // Cell Biol. Toxicol. 2002. - V. 18. - № 6. - P.369-379.

72. Chow T.I-K. et al. The DNA double-stranded break repair protein endo-exonuclease as a therapeutic target for cancer // Molecular Cancer Therapeutics. 2004. - №3(8). - p. 911-919.

73. Collins A.R. The Comet Assay for DNA Damage and Repair // Molecular biotechnology. 2004. - V.26. - № 3. - P.249-261.

74. Collins A.R., Dusinska M., Horska A. Detection of alkylation damage in human lymphocyte DNA with the comet assay // Acta biochimica polonica. — 2001. V. 48. - №. 3. -P. 611-614.

75. Collins A.R., Duthie S.J., Fillion L. et al. Oxidative DNA damage in human cells: The influence of antioxidants and DNA repair // Biochem. Soc. Trans. -1997.- V. 25-P. 326-331.

76. Countryman R.I., Heddle J.A. The produkyion of micronuclei from chromosome aberrations in irradiated cultures of human limphocites // Mutation research. 1976. - V. 41. - P. 321-332.

77. Degteva M.O., Kozheurov V.P., Vorobiova M.I. General approach to dose reconstruction in the population exposed as a result of the release of radioactive wastes into the Techa river // The science of the total environment. 1994. - Vol.142. - P. 49-61.

78. Degteva M.O., Vorobiova M.I., Kozheurov V.P. et al. Dose reconstruction system for the exposed population living along the Techa River // Health Phys. 2000. - Vol. 78. - P. 542-554.

79. Enns L., Low-Dose Radiation Hypersensitivity Is Associated With p53-Dependent Apoptosis // Molecular Cancer Research. 2004. - № 2(10). - P. 557-566.

80. Fairbairn, D.W., Olive P.L., O'Neill K.L. The Comet assay: a comprehensive review // Mutation Research. 1995. - V. 339. - № 1. - P. 37-59.

81. Fan R. et al. Defective DNA Strand Break Repair after DNA Damage in Prostate Cancer Cells:Implications for Genetic Instability and Prostate Cancer Progression // Cancer research. 2004. - V. 64. - P. 8526-8533.

82. Fenech M. The citokinesis-block micronucleus technique: a detailed subscription of method and its application to genotoxicity studies in human populations // Mutation research. 1993. - V. 285. - P. 35-44.

83. Gopalakrishna P., Khar A. Comet assay to measure DNA damage in apoptotic cells // Journal of Biochemical and Biophysical Methods. 1995 - V. 30. - № l.-P. 69-73.

84. Haber J.E. The many interfaces of Mre 11 // Cell. 1998. - V. 95. - P. 583586.

85. Heddle J. A rapid in vivo test for chromosomal damage // Mutation Research. 1973.-V. 18.-P. 187-190.

86. Heddle J.A., Carrano A.V. The DNA content in micronuclei and induced in mouse bone marrow by y-irradiation: evidence that micronuclei arise from acentric chromosomal fragments // Mutation research. — 1977. V. 44. - P. 63-69.

87. Helma C., Uhl M. A public domain image analysis progam for the single cell gel electrophoresis (comet) assay // Mutation Research. 2000. — V. 466. — P. 9-15.

88. Ikushima T. Chromosomal response to ionizing radiation reminiscent of an adaptive response in cultured Chinese hamster cells // Mutat. Res. 1987. -V.180. - № 2. - P. 215-221.

89. Jackson S.P. Sensing and repairing DNA double-strand breaks // Carcinogenesis. 2002. - V. 23. - № 5. - P. 687-696.

90. Joiner M. et al. Low-dose hypersensitivity: current status and possible mechanisms // Radiation oncology. 2001. -V.49. - №2. - P. 314-320.

91. Kadhim M.A. et al. Transmission of chromosomal instability after plutonium a-particle irradiation //Nature. 1992. - Vol. 355. - P. 738-740.

92. Kadhim M.A., Moore S.R., Goodwin E.H. Interrelationships amongst radiation-induced genomic instability, bystander effects, and the adaptive response // Mutation Research.- 2004. V. 568. - №1. - P. 21-32.

93. Klaude, M., Eriksson, S., Nygren, J., Ahnstrom, G. The comet assay: Mechanisms and technical considerations // Mutation Research. 1996. - № 12.-P. 89-96.

94. Kostyuchenco V.A. Contents of radioactive substances in foodstuffs in early years of exposure // Medical-biologycal and ecological impacts of radioactive contamination of the Techa river / Eds. Akleyev A.V., Kisselyov M.F. -Moscow, 2001.-P. 38-44.

95. Krestinina L.Yu. et al. Protracted Radiation Exposure and Cancer Mortality in the Techa River Cohort // Radiation Research. 2005. - V. 164. - №5 - P. 602-611.

96. Kühne M. et al. A Double-Strand Break Repair Defect in ATM-Deficient Cells Contributes to Radiosensitivity // Cancer research, 2004, 64, 500-508

97. Limoli C. et al. Chromosomal instability and its relationship to other endpoints of genomic instability // Cancer research. 1997. - V. 57. - P. 5557-5563.

98. Limoli C.L., Hartmann A., Shephard L. et al. Apoptosis, reproductive failure and oxidative stress in Chinese hamster ovary cells with compromised genomic integrity // Cancer research. 1998. - V. 58. - P. 3712-3718.

99. Little J. Lauriston S. Tailor lecture: nontargeted effects of radiation: implication for low dose exposures // Health physics. — 2006. V. 91. - №5. -P. 416-426.

100. Little J.B. Radiation induced genomic instability: delayed mutagenic and cytogenetic effects of X rays and alpha particles // Radiation Research. -1997.-V. 148.-№1.-P. 299-307.

101. Lobrich M. et al. In vivo formation and repair of DNA double strand breaks after computed tomography examinations // PNAS/ 2005. - V.102. - №256. -P. 8984-8989.

102. Loo D.T., Rillema J.R. Measurement of cell death // Methods in Cell Biology. 1998.-V. 57.-P. 251-264.

103. Lorimore S. et al. Chromosomal instability in the descendants of unirradiated surviving cells after a-particle irradiation // Procl. Natl. Acad. Sci. USA. -1998.-V. 95.-P. 5730-5733.

104. Lothe R., Microsatellite instability in human solid tumors // Molecular medicine today. 1997. - №2. - P. 61-68.

105. Lukas J., Bohr V.A., Halazonetis T.D. Cellular responses to DNA damage: Current state of the field and review of the 52nd Benzon Symposium // DNA repair.-2006. №5. - P. 591-601.

106. McKelvey-Martin V.J., Green M.H.L., Schmezer P. et al. The single cell gel electrophoresis assay (comet assay): A European review // Mutation Research. 1993. - V. 288. - P. 47-63.

107. Millikan R. C., Player J. S., deCotret A. R., Tse C., and Keku T., Polymorphisms in DNA Repair Genes, Medical Exposure to Ionizing Radiation, and Breast Cancer Risk // Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. -2005.-№14(10).-P.

108. Mirzoeva O.K., Petrini J.H.J. DNA replication dependent nuclear dynamics of the Mre 11 complex // Molecular cancer research. - 2003. - V. 1. - № 1. -P. 207-218.

109. Morgan W.F. Non-targeted and delayed effects of exposure to ionizing radiation: I. Radiation-induced genomic instability and bystander effects in vitro // Radiation research 2003. - V. 159. - P. 567-580.

110. Morgan W.F. Non-targeted and delayed effects of exposure to ionizing radiation: II. Radiation-induced genomic instability and bystander effects invivo, clastogenic factors and transgenerational effects // Radiation research -2003. -V. 159. P. 581-596.

111. Mothersill C., Seymour C. Genomic instability, bystander effects and radiation risks: implications for development of protection strategies for men and the environment. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2000. -T. 40. -№>5. - P. 615-620.

112. Mothersill C., Seymour С., Radiation-induced bystander effects and adaptive responses — the Yin and Yang of low dose radiobiology? // Mutation research. 2004. - V. 568. - P.121 - 128.

113. Nagar S., Smith L.E., Morgan W.F. Variation in apoptosis profiles in radiation-induced genomically unstable cell lines // Radiation research.- 2005. -V. 163.-P. 324-331.

114. Norppa H., Luomahaara S., Heikanen H. Micronucleus assay in lymphocytes as a tool to biomonitor human exposure to aneuploidogens and clastogens // Environ. Health Perspect. 1993. - V. 101. - P. 139-143.

115. Olive P.L., Wlode K.D., Banath J.P. DNA double-strand breaks measured in individual cell subjected to gell electrophoresis. // Cancer research. 1991. -V.51. - P. 4671 — 4676.

116. Olive P.L., Banath J.P. Sizing highly fragmented DNA in individual apoptotic cells using the comet assay and a DNA crosslinking agent // Experimental Cell Research. 1995. - V. 221. - № 1. - P. 19-26.

117. Ostling О., Johanson K.L. Microelectrophoretic study of radiation-induced DNA damages in individual mammalian cells // Biochemical Biophysical Research Communications. 1984. - V. 123. - № 1. - P. 291-298.

118. Petrini J.H., Stracker Т.Н. The cellular response to DNA double-strand breaks: defining the sensors and mediators // Trends in cell biology. 2003. -V. 13.-№9.-P. 458-462.

119. Portess I.D. et al. Low-Dose Irradiation of nontransformed cells stimulates the selective removal of precancerous cells via intercellular induction of apoptosis // Cancer Research. 2007. - V.67. - № 3. - P. 1246-1253.

120. Przemeck S.M.C, Duckworth C.A. Pritchard D.M. Radiation-induced gastric epithelial apoptosis occurs in the proliferative zone and is regulated by p53, bak, bax, and bcl-2 // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2007. -292. - P. G620-G627.

121. Reduced Apoptosis and Increased Deletion Mutations at Aprt Locus In vivo in Mice Exposed to Repeated Ionizing Radiation // Cancer Research. — 2007. -V.67. № 5. - P. 1910-1917.

122. Risinger M. A. and Groden J., Crosslinks and crosstalk: Human cancer syndromes and DNA repair defects // Cancer cell, December 2004, vol. 6

123. Rojas, E., Lopez M.C., Valverde M. Single cell gel electrophoresis. Methodology and applications // Journal of Chromatagraphy. — 1999. — V. 1. № 2. - P. 225-254.

124. Rothkamm K., Kruger I., Thompson L.H., Lobrich Pathways of DNA doublestrand break repair during the mammalian cell cycle // Molecular and cellular biology. V. 23. - № 16. - P. 5706-5715.

125. Rothkamm K., Lobrich M. Evidence for a lack of DNA double strand break repair in human cells exposed to very low x-ray doses // PNAS. 2003. -V.100. - №9. - P. 5057-5062

126. Scully R., Xie A. In my end is my beginning: control of end resection and DSBR pathway 'choice' by cyclin-dependent kinases // Oncogene. 2005. -V.24.-P. 2871-2876. ,

127. Singh N.P. et al. A simple technique for quantitation of low levels of DNA damage in individual cells // Experimental Cell Research. 1988. - V. 175. -№ l.-P. 184-191.

128. Speit G, Hartmann A. The comet assay: a sensitive genotoxicity test for the detection of DNA damage and repair // Methods Mol. Biol. 2006. - V. 314. -P. 275-286.

129. Surrales J., Natarajan A.T, Human lymphocytes micronucleus assay in Europe. An international survey // Mutation research. -1997. V. 392. - № 1-2.-P. 165-174.

130. Takahashi A. Preirradiation at a low dose-rate blunted p53 response // J. Radiation Research. 2002. - V. 43. - P. 1-9.

131. Thierens H., Vrai A., Morthier R. et al. Citogenetic monitoring of hospital workers occupationally exposed to ionizing radiation using the micronucleus centromere assay // Mutagenesis. 2000. - № 15. - P. 245-249.

132. Tian Y. et al. Micronucleus assay of human lymphocytes: a comparison of cytokinesis-block and human capillary blood lymphocytes methods // J. Occup. Health. 2003. - V. 45. - P. 408-409.

133. Tice R.R., Agurell E., Anderson D. et al. Single cell gel/comet assay: guidelines for in vitro and in vivo genetic toxicology testing // Environmental Molecular Mutagenesis. 2000. - V. 35. - № 3. - P. 206-221.

134. Tice R.R., Single cell gel assay: a sensitive technique for evaluation intercellular differences in DNA damage and repair // DNA damage and repair in human tissue / eds. Sutherland B., Woodhead A. New York, Plenum Press.-1990.-P. 291 -302.

135. Torudd J., Protopopova M., Sarimov R. et al. Dose response for radiation induced apoptosis, residual 53BP1 foci and DNA-loop relaxation in human lymphocytes // Int. J. Radiat. Biol. 2005. - V. 81. - № 2. - P. 125-138.

136. Wendt J. et al. Induction of p21CIP/WAF-l and G2 arrest byionizing irradiation impedes caspase-3-mediated apoptosis in human carcinoma cells // Oncogene. 2006. - 25. - P. 972-980.

137. Wilding C. S., Relton C. L., et al. DNA repair gene polymorphisms in relation to chromosome aberration frequencies in retired radiation workers // Mutation Research. 2005. - V.570. - P. 137-145.

138. Xia L., Paik A., Li J.J. p53 activation in chronic radiation-treated breast cancer cells:regulation of MDM2/pl4ARF // Cancer Research. 2004. - V.64. -P. 221-228.

139. Xue K.X., Ma G.J., Wang S., Zhou P. The in vivo micronucleus test in human capillary blood lymphocytes: methodological studies and effect of ageing // Mutation Research. 1992. - V. 278. - P. 259-264.

140. Yasuhara S., Zhu Y., Matsui T. et al. Comparison of Comet Assay, Electron Microscopy, and Flow Cytometry for Detection of Apoptosis // The Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 2003. - V. 51. - № 7. - P. 873-885.

141. Zalacain M., Sierrasesumaga L., Patino A. El ensayo de micronucleos como medida de inestabilidad genetica inducida por agentes genotoxicos. // An. sist. sanit. Navarra. 2005. - V. 28. - № 2. - P. 227-236.

Информация о работе

Пушкарёв, Сергей Анатольевич
кандидата биологических наук
Москва, 2008
ВАК 03.00.01

Диссертация

Роль репарации повреждений ДНК и апоптоза в формировании адаптивного ответа у лиц, подвергшихся хроническому радиационному воздействию - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы