Отдаленные последствия γ, n-облучения мышей: снижение длины теломер и развитие опухолей
- Авторы: Москалева Е.Ю.1, Высоцкая О.В.1, Жорова Е.С.2, Шапошникова Д.А.1, Сапрыкин В.П.3, Чешигин И.В.1, Смирнова О.Д.1, Жирник А.С.1
-
Учреждения:
- НИЦ "Курчатовский институт"
- Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России
- Московский физико-технический институт
- Выпуск: Том 68, № 5 (2023)
- Страницы: 11-18
- Раздел: Радиационная биология
- URL: https://bakhtiniada.ru/1024-6177/article/view/363857
- DOI: https://doi.org/10.33266/1024-6177-2023-68-5-11-18
- ID: 363857
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Цель: Исследование длины теломер (ДТ) клеток костного мозга (КМ) и тимуса в качестве маркера репликативного старения в отдаленный период после окончания пролонгированного γ, n-облучения мышей в малых и умеренных дозах и анализ появления опухолей к моменту окончания эксперимента – через 14 мес.
Материал и методы: Мышей линий C57Bl/6 и СВА облучали в дозах 5–500 мГр на установке «ОР-М» с использованием Pu-Be радионуклидных источников при суммарной мощности поглощённой дозы нейтронов и гамма-квантов 2,13 мГр/ч, 75 % которой – 1,57 мГр/ч – приходилось на нейтроны со средней энергией 3,5 МэВ. Абсолютную ДТ в клетках КМ и тимуса определяли с помощью ПЦР в реальном времени через 2 и 14 мес после облучения и рассчитывали среднюю ДТ. Опухоли, обнаруженные при макроскопическом исследовании органов, подвергали гистологическому исследованию.
Результаты: Показано, что в клетках КМ и тимуса контрольных мышей линии СВА ДТ в 2 раза превышает ДТ, наблюдаемую у мышей линии C57Bl/6. Пролонгированное γ, n-облучение мышей линии C57Bl/6 через 14 мес приводило к пропорциональному дозе облучения снижению ДТ в КМ, статистически значимому при дозах 100 и 500 мГр. В тимусе снижение ДТ обнаружено только при дозе 500 мГр. У мышей линии СВА ДТ в клетках КМ была снижена независимо от дозы, начиная уже с 10 мГр, но в клетках тимуса статистически значимого снижения ДТ не обнаружено. Полученные результаты свидетельствуют об ускорении репликативного старения клеток КМ у мышей в отдаленный период после γ, n-облучения уже в низких дозах, а в клетках тимуса – только при дозе 500 мГр. Через 24 ч после облучения в дозах 100 и 500 мГр у мышей обеих линий было снижено количество лейкоцитов, которое восстанавливалось у мышей C57Bl/6 через неделю, а у СВА – через две недели. Через 14 мес после γ, n-облучения у мышей обеих исследованных линий обнаружено появление опухолей: у мышей СВА – аденокарциномы легкого при дозе 50 мГр (у 1 из 10) и карциносаркомы матки при дозе 500 мГр (у 1 из 10); у мышей C57Bl/6 – плоскоклеточной ороговевающей карциномы матки при дозе 500 мГр (у 2 из 10). При гистологическом исследовании печени мышей линии СВА после γ, n-облучения в дозе 500 мГр обнаружены глубокие дистрофические изменения, причины которого не ясны.
Заключение: Полученные результаты свидетельствуют о высокой биологической опасности пролонгированного γ, n-облучения при дозах свыше 10 мГр, так как уже после облучения в этой дозе обнаружено ускорение репликативного старения клеток КМ в отдаленный период, и возрастание вероятности появления опухолей при облучении в дозе 50 мГр и выше.
Об авторах
Е. Ю. Москалева
НИЦ "Курчатовский институт"
Email: moskalevaey@mail.ru
Москва
О. В. Высоцкая
НИЦ "Курчатовский институт"
Email: moskalevaey@mail.ru
Москва
Е. С. Жорова
Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России
Email: moskalevaey@mail.ru
Москва
Д. А. Шапошникова
НИЦ "Курчатовский институт"
Email: moskalevaey@mail.ru
Москва
В. П. Сапрыкин
Московский физико-технический институт
Email: moskalevaey@mail.ru
Долгопрудный
И. В. Чешигин
НИЦ "Курчатовский институт"
Email: moskalevaey@mail.ru
Москва
О. Д. Смирнова
НИЦ "Курчатовский институт"
Email: moskalevaey@mail.ru
Москва
А. С. Жирник
НИЦ "Курчатовский институт"
Email: moskalevaey@mail.ru
Москва
Список литературы
- Gerweck L.E., Huang P., Lu H.M., Paganetti H., Zhou Y. Lifetime Increased Cancer Risk in Mice Following Exposure to Clinical Proton Beam-Generated Neutrons // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2014. V.89, No. 1. P. 161–166. doi: 10.1016/j.ijrobp.2014.01.057.
- Schneider U., Hälg R. The Impact of Neutrons in Clinical Proton Therapy // Front. Oncol. 2015. No. 5. P. 235. doi: 10.3389/fonc.2015.00235.
- Stricklin D.L., VanHorne-Sealy J., Rios C.I., Scott Carnell L.A., Taliaferro L.P. Neutron Radiobiology and Dosimetry // Radiat Res. 2021. V.195, No. 5. P. 480–496. doi: 10.1667/RADE-20-00213.1.
- Великая В.В., Старцева Ж.А., Лисин В.А., Симонов К.А., Попова Н.О., Гольдберг В.Е. Отдалённые результаты комплексного лечения с применением нейтронной терапии у больных местнораспространённым раком молочной железы // Радиация и риск. 2018. Т.27, № 1. С. 107–114. doi: 10.21870/0131-3878-2018-27-1-107-114.
- IARC. Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. A Review of Human Carcinogens. Radiation. V.100D. International Agency for Research on Cancer. Lyon, 2012. ISBN 978 92 832 1321 5.
- Ito A., Takahashi T., Watanabe H., Ogundigie P.O., Okamoto T. Significance of Strain and Sex Differences in the Development of 252Cf Neutron-Induced Liver Tumors in Mice // Jpn. J. Cancer Res. 1992. V.83, No. 10. P. 1052–1056. doi: 10.1111/j.1349-7006.1992.tb02721.x.
- Honig L.S., Kang M.S., Cheng R., Eckfeldt J.H., Thyagarajan B., Leiendecker-Foster C., et al. Heritability of Telomere Length in a Study of Long-Lived Families // Neurobiology of Aging. 2015. V.36, No. 10. P. 2785–2790. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2015.06.017.
- Mirjolet C., Boidot R., Saliques S., Ghiringhelli F., Maingon Ph., Créhange G. The Role of Telomeres in Predicting Individual Radiosensitivity of Patients with Cancer in the Era of Personalized Radiotherapy // Cancer Treat Rev. 2015. V.41, No. 4. P. 354–360. doi: 10.1016/j.ctrv.2015.02.005.
- Ayouaz A., Raynaud C., Heride C., Revaud D., Sabatier L. Telomeres: Hallmarks of Radiosensitivity // Biochimie. 2008. V.90, No. 1. P. 60–72. doi: 10.1016/j.biochi.2007.09.011.
- Wu L., Xie X., Liang T., Ma J., Yang L., Yang J., et al. Integrated Multi-Omics for Novel Aging Biomarkers and Antiaging Targets // Biomolecules. 2021. V.12, No. 1. P. 39. doi: 10.3390/biom12010039.
- Москалева Е.Ю., Романцова А.Н., Семочкина Ю.П., Родина А.В., Чешигин И.В., Дегтярев А.С., и др. Анализ появления микроядер в эритроцитах и активности пролиферации клеток костного мозга после пролонгированного облучения мышей быстрыми нейтронами в низких дозах // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2021. Т.66, № 6. С. 26–33. doi: 10.12737/1024-6177-2021-66-6-26-33.
- Высоцкая О.В., Глухов А.И., Семочкина Ю.П., Гордеев С.А., Москалева Е.Ю. Аактивность теломеразы, экспрессия гена mTert и длина теломер в отдаленный период после γ- и γ,n-облучения в мезенхимальных стволовых клетках и в опухолях, образовавшихся из этих клеток // Биомедицинская химия. 2020. Т.66, № 3. С. 265–273. doi: 10.12737/1024-6177-2021-66-6-26-33.
- Sishc B.J., Nelson C.B., McKenna M.J., Battaglia C.L., Herndon A., Idate R., et al. Telomeres and Telomerase in The Radiation Response: Implications for Instability, Reprograming, and Carcinogenesis // Front Oncol. 2015. No. 5. P. 257. doi: 10.3389/fonc.2015.00257.
- Hemann M.T., Greider C.W. Wild-Derived Inbred Mouse Strains Have Short Telomeres // Nucleic Acids Res. 2000. V.28, No. 22. P. 4474–4478. doi: 10.1093/nar/28.22.4474.
- Дёмина И.А., Семченкова А.А., Кагирова З.Р., Попов А.М. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2018. Т.17, № 4. С. 68‒74. doi: 10.24287/1726-1708-2018-17-4-68-74.
- Zeid D., Mooney-Leber S., Seemiller L.R., Goldberg L.R., Gould T.J. Terc Gene Cluster Variants Predict Liver Telomere Length in Mice // Cells. 2021. V.10, No. 10. P. 2623. doi: 10.3390/cells10102623.
- Kong C.M., Lee X.W., Wang X. Telomere Shortening in Human Diseases // FEBS J. 2013. V.280, No. 14. P. 3180–3193. doi: 10.1111/febs.12326.
- Zander A., Paunesku T., Woloschak G.E. Analyses of Cancer Incidence and Other Morbidities in Neutron Irradiated B6CF1 Mice // Plos One. 2021. V.16, No. 3: e0231511. doi: 10.1371/journal.pone.0231511.
Дополнительные файлы
