Генетическая нестабильность и предрасположенность к развитию опухолей у лабораторных линий мышей
The different cytogenetic traits of genetic instability before the expression of phenotype changes related to the tumor development in lines BALB/c and ICR, are investigated. Two cytogenetic anomalies (aneuploidy and the asynchronous dividing of the centromeres of sister chromatides) typical of the...
Збережено в:
| Дата: | 2007 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2007
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1629 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Генетическая нестабильность и предрасположенность к развитию опухолей у лабораторных линий мышей / О.А. Ковалева, И.Н. Вагина, Л.М. Морозова, Т.Т. Глазко, В.И. Глазко // Доп. НАН України. — 2007. — N 2. — С. 158-162. — Библиогр.: 13 назв. — рус. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1629 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-16292025-02-09T14:36:41Z Генетическая нестабильность и предрасположенность к развитию опухолей у лабораторных линий мышей Ковалева, О.А. Вагина, И.Н. Морозова, Л.М. Глазко, Т.Т. Глазко, В.И. Біологія The different cytogenetic traits of genetic instability before the expression of phenotype changes related to the tumor development in lines BALB/c and ICR, are investigated. Two cytogenetic anomalies (aneuploidy and the asynchronous dividing of the centromeres of sister chromatides) typical of the spontaneous mutational spectra of these two lines are revealed. Presumably, these types of cytogenetic anomalies could be convenient markers of the early stages of tumor development. 2007 Article Генетическая нестабильность и предрасположенность к развитию опухолей у лабораторных линий мышей / О.А. Ковалева, И.Н. Вагина, Л.М. Морозова, Т.Т. Глазко, В.И. Глазко // Доп. НАН України. — 2007. — N 2. — С. 158-162. — Библиогр.: 13 назв. — рус. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1629 575 ru application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Біологія Біологія |
| spellingShingle |
Біологія Біологія Ковалева, О.А. Вагина, И.Н. Морозова, Л.М. Глазко, Т.Т. Глазко, В.И. Генетическая нестабильность и предрасположенность к развитию опухолей у лабораторных линий мышей |
| description |
The different cytogenetic traits of genetic instability before the expression of phenotype changes related to the tumor development in lines BALB/c and ICR, are investigated. Two cytogenetic anomalies (aneuploidy and the asynchronous dividing of the centromeres of sister chromatides) typical of the spontaneous mutational spectra of these two lines are revealed. Presumably, these types of cytogenetic anomalies could be convenient markers of the early stages of tumor development. |
| format |
Article |
| author |
Ковалева, О.А. Вагина, И.Н. Морозова, Л.М. Глазко, Т.Т. Глазко, В.И. |
| author_facet |
Ковалева, О.А. Вагина, И.Н. Морозова, Л.М. Глазко, Т.Т. Глазко, В.И. |
| author_sort |
Ковалева, О.А. |
| title |
Генетическая нестабильность и предрасположенность к развитию опухолей у лабораторных линий мышей |
| title_short |
Генетическая нестабильность и предрасположенность к развитию опухолей у лабораторных линий мышей |
| title_full |
Генетическая нестабильность и предрасположенность к развитию опухолей у лабораторных линий мышей |
| title_fullStr |
Генетическая нестабильность и предрасположенность к развитию опухолей у лабораторных линий мышей |
| title_full_unstemmed |
Генетическая нестабильность и предрасположенность к развитию опухолей у лабораторных линий мышей |
| title_sort |
генетическая нестабильность и предрасположенность к развитию опухолей у лабораторных линий мышей |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Біологія |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1629 |
| citation_txt |
Генетическая нестабильность и предрасположенность к развитию опухолей у лабораторных линий мышей / О.А. Ковалева, И.Н. Вагина, Л.М. Морозова, Т.Т. Глазко, В.И. Глазко // Доп. НАН України. — 2007. — N 2. — С. 158-162. — Библиогр.: 13 назв. — рус. |
| work_keys_str_mv |
AT kovalevaoa genetičeskaânestabilʹnostʹipredraspoložennostʹkrazvitiûopuholejulaboratornyhlinijmyšej AT vaginain genetičeskaânestabilʹnostʹipredraspoložennostʹkrazvitiûopuholejulaboratornyhlinijmyšej AT morozovalm genetičeskaânestabilʹnostʹipredraspoložennostʹkrazvitiûopuholejulaboratornyhlinijmyšej AT glazkott genetičeskaânestabilʹnostʹipredraspoložennostʹkrazvitiûopuholejulaboratornyhlinijmyšej AT glazkovi genetičeskaânestabilʹnostʹipredraspoložennostʹkrazvitiûopuholejulaboratornyhlinijmyšej |
| first_indexed |
2025-11-26T21:38:07Z |
| last_indexed |
2025-11-26T21:38:07Z |
| _version_ |
1849890534289571840 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
2 • 2007
БIОЛОГIЯ
УДК 575
© 2007
О.А. Ковалева, И. Н. Вагина, Л.М. Морозова, Т. Т. Глазко,
В.И. Глазко
Генетическая нестабильность и предрасположенность
к развитию опухолей у лабораторных линий мышей
(Представлено академиком НАН Украины В. Ф. Чехуном)
The different cytogenetic traits of genetic instability before the expression of phenotype changes
related to the tumor development in lines BALB/c and ICR, are investigated. Two cytogenetic
anomalies (aneuploidy and the asynchronous dividing of the centromeres of sister chromati-
des) typical of the spontaneous mutational spectra of these two lines are revealed. Presumably,
these types of cytogenetic anomalies could be convenient markers of the early stages of tumor
development.
Связь опухолевого роста с генетической нестабильностью изучается со времен Т. Бове-
ри [1] — почти сто лет, однако до сих пор не удалось выявить такие ее характеристики,
которые можно было бы однозначно связать с опухолевым процессом [2]. Сложность это-
го вопроса, очевидно, обусловлена многостадийностью развития опухоли. Представление
о том, что канцерогенез проходит ряд автономно регулируемых этапов, впервые сформу-
лировано Беренблюмом в 1941 году [3] при анализе индукции опухолей кожи у мышей
ароматическими углеводородами. В дальнейшем это положение было развито Фоулдсом,
создавшим учение об опухолевой прогрессии [4]. В его основу легли экспериментальные
наблюдения независимого прохождения через последовательные этапы неопластического
превращения разных клеточных популяций одного и того же органа, так же как и незави-
симых изменений отдельных признаков внутри каждой такой популяции. Двустадийность
канцерогенеза достаточно давно показана на клеточных культурах для разного рода канце-
рогенных агентов [5]. Обнаружено, что сам процесс промоции может быть многостадиен [6].
Многостадийность канцерогенеза является одной из основных причин, затрудняющих
выявление его ключевых событий. Именно поэтому, по-видимому, до сих пор отсутствуют
даже предположения, с какими этапами развития опухоли может быть связана нестабиль-
ность хромосомного аппарата — с инициацией, промоцией фенотипического проявления
неопластических признаков клеток или собственно со стадией прогрессии. Линейные мыши,
158 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №2
ввиду своей генетически обусловленной предрасположенности к прохождению разных ста-
дий канцерогенеза, являются наиболее удобной моделью для оценки их связей с характе-
ристиками нестабильности генетического аппарата. В настоящей работе выполнен сравни-
тельный анализ комплекса цитогенетических характеристик клеток костного мозга у трех
лабораторных линий мышей: ICR, линейной характеристикой которой является высокая
частота спонтанного развития опухолей разного гистогенеза; BALB/c, с повышенной чувст-
вительностью к промоции растительными маслами развития миелом; низкораковой линии
C57BL/6 (www.jax.org).
Материалы и методы. Выполнен цитогенетический анализ клеток костного мозга
у мышей линии ICR, BALB/c и C57BL/6 вивария Института молекулярной биологии и ге-
нетики НАН Украины. Для мышей линии BALB/c характерна низкая частота спонтанных
опухолей, но высокая — под влиянием обработки животных различными промотирующими
агентами (растительными маслами, другими химическими соединениями, гормонами). Ли-
ния мышей ICR (Institute of Cancer Research) является потомством аутбредной популяции,
полученной в Институте онкологических исследований (США), и поддерживается путем
скрещивания между сибсами. Эта линия выведена для изучения генетических механизмов
развития злокачественных новообразований. В качестве контроля в анализ были включены
мыши лабораторной линии C57BL/6, для которой такая повышенная предрасположенность
к опухолевому росту не описана (//www.jax.org).
Мутационные спектры мышей линий BALB/c и C57BL/6 неоднократно рассматривались
ранее, в том числе и в наших работах [7].
Препараты клеток костного мозга готовили общепринятым способом (без применения
колхицина): из бедренных костей задних лапок мышей вымывали гипотоническим раство-
ром KCl (0,54%) костный мозг, клетки суспензировали и инкубировали в этом растворе
при 37 ◦С в течение 20 мин, затем фиксировали смесью метилового спирта и уксусной кис-
лоты (3 : 1), далее готовили препараты и окрашивали их красителем Гимза (“Merck”, Гер-
мания). Количество двуядерных лимфоцитов и одноядерных лимфоцитов с микроядрами
подсчитывали на тех же препаратах в лимфоцитах, сохранивших цитоплазму, по стандарт-
ной методике.
Для анализа цитогенетической изменчивости рассматривали следующие характеристи-
ки дестабилизации генетического аппарата клеток: анеуплоидия, рассчитанная в двух ва-
риантах (А-1, с числом хромосом 2n± 6 к диплоидному числу мыши 2n = 40, и А-2, с чис-
лом хромосом 2n ± 1), полиплоидия (ПП), хромосомные аберрации (ХА) (хромосомные,
хроматидные разрывы, фрагменты, кольцевые хромосомы), асинхронность расщепления
центромерных районов хромосом (АРЦХ), центромерные слияния по типу робертсонов-
ских транслокаций (центрические слияния, РБ). Количество митозов (МИ), частоту встре-
чаемости двуядерных лимфоцитов (ДЛ) и апоптозов (А) рассчитывали на 1000 клеток,
микроядра в одноядерных лимфоцитах (ЛМЯ) — по числу лимфоцитов с микроядрами
на 1000 одноядерных лимфоцитов.
Статистическую достоверность различий по частотам встречаемости цитогенетических
аномалий между группами животных оценивали по критерию Стьюдента (tS).
Результаты и обсуждение. В результате сопоставления частот встречаемости различ-
ных типов цитогенетических аномалий в клетках костного мозга у “молодых” (2–3-месяч-
ных) мышей линий ICR, BALB/c и C57BL/6 были получены следующие данные (табл. 1).
Оказалось, что “молодые” мыши линии ICR по частотам встречаемости таких аномалий,
как А-2 и метафаз с ХА, РБ, АРЦХ, близки к животным линии BALB/c. Причем мыши
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №2 159
линии ICR так же, как и мыши линии BALB/c, статистически достоверно отличались от
животных линии C57BL/6 высокой частотой А-2 (P < 0,001), ХА (P < 0,001) и АРЦХ
(P < 0,01).
Высокую частоту встречаемости метафаз с ХА среди клеток костного мозга у мышей
линии BALB/c в литературе связывают с типичной для животных этой линии сниженой
активностью ферментов репарации ДНК [8, 9]. Для мышей линии ICR таких особеннос-
тей по репарации ДНК не описано. Кроме того, обращает на себя внимание тот факт, что
у животных обеих линий наблюдается повышенная нестабильность не только по ХА, часто-
та которых может прямо зависеть от активности репарации двуцепочечных разрывов ДНК,
но и по повышенной изменчивости количества хромосом (А-2, с числом хромосом 2n ± 1),
и по асинхронности расщепления центромерных районов хромосом (АРХЦ), в механизмы
формирования которых процессы репарации ДНК прямо не входят. Следует подчеркнуть,
что эти обе линии мышей характеризуются уже реализованной стадией инициации опухо-
левого роста в возрасте 2–3 мес., поскольку одна из них отличается высокой предраспо-
ложенностью к спонтанному развитию неоплазий (линия мышей ICR), а вторая — к ин-
дукции неоплазий различными промотирующими агентами (линия мышей BALB/c). Для
обеих линий, относительно низкораковой линии C57BL/6, характерна повышенная частота
встречаемости комплекса цитогенетических аномалий (А-2, ХА, АРХЦ) в клетках костного
мозга: у мышей линии BALB/c без индукции промоции опухолевого роста, у мышей линии
ICR до появления опухолей (см. табл. 1).
Особый интерес в этой связи вызывает факт повышенной частоты встречаемости АРЦХ
в метафазных пластинках у животных линий BALB/c и ICR. В литературе накоплено до-
статочно большое количество данных о том, что повышенная частота встречаемости этой
аномалии типична, в частности, для гемобластозов у людей [10]. Кариотип человека при-
нято рассматривать как более стабильный, чем у мелких грызунов. Тем не менее в клетках
периферической крови, например при острой лейкемии у детей, отмечается высокая частота
встречаемости тех же аномалий: метафаз с преждевременным расхождением центромерных
участков хромосом и анеуплоидных клеток (АРЦХ — 32%, А — 15%) [11, 12].
Исследуемая популяция мышей линии ICR характеризуется высокой частотой опухо-
леносительства. Так, к 12-месячному возрасту у рожавших самок опухоли встречались
Таблица 1. Частота встречаемости различных цитогенетических характеристик у молодых животных линий
ICR, BALB/c и C57BL/6
Характеристика
Линия мышей
IСR BALB/c C57BL/6
Полиплоидия, % 10,7± 1,6 2,3± 1,0 2,6± 1,0
Доля метафаз (%) с
А-1 29,7± 3,5 39,6± 7,0 36,0± 5,0
А-2 16± 2,2
∗∗∗
12,0± 5,0 0,9± 1,0
ХА 5,7± 1,1
∗∗∗
4,1± 2,0 0
РБ 6,5± 1,8 7,2± 2,0 2,9± 2,0
АРЦХ 5,0± 1,3
∗∗
3,7± 2,0 0
Частота на 1000
одноядерных лейкоцитов, %�
ЛМЯ 3,8± 0,6 4,2± 0,8 3,8± 1,2
ДЛ 6,7± 1,0 5,6± 0,8 6,8± 1,1
митозов 4,0± 1,3 2,6± 0,5 5,0± 2,3
∗∗
P < 0,01. ∗∗∗
P < 0,001.
160 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №2
у 77,7%, а у виргинных — у 40,8% животных. Для того чтобы оценить возможные ассо-
циации между опухоленосительством и выраженностью дестабилизации хромосомного ап-
парата, выполнен сравнительный цитогенетический анализ у старых самок без опухолей
и старых самок опухоленосителей.
По сравнению с молодыми животными (табл. 2) у 11-месячных мышей линии ICR без
опухолей в клетках костного мозга увеличивается частота встречаемости всех цитогенети-
ческих характеристик (кроме А-1), включая достоверное повышение количества лейкоцитов
с микроядрами (ЛМЯ) и апоптозных клеток (P < 0,01 для обеих характеристик). У старых
мышей-опухоленосителей по сравнению с молодыми и старыми животными без опухолей
по разным цитогенетическим характеристикам наблюдаются сложные изменения. Так, кле-
точная пролиферация и частоты встречпемости ХА и АРЦХ увеличиваются по сравнению
с молодыми животными и со старыми животными без опухолей. Такие аномалии как РБ,
ЛМЯ, ДЛ и апоптозные клетки встречаются реже по сравнению со старыми животными без
опухолей, а анеуплоидные клетки (как А-1, так и А-2) встречаются реже и по сравнению
с молодыми животными.
Возрастание пролиферативной активности имеет чрезвычайно важное значение в онко-
генезе: непролиферирующие клетки неспособны к неопластической трансформации. Уве-
личение пролиферативной активности рассматривается как основополагающий критерий
опухолевой прогрессии [13]. Это подтверждается и результатами наших исследований, по-
скольку наиболее высокая частота клеточных делений отмечена у старых животных с опу-
холями (7,4 ± 0,8).
Таким образом, согласно полученным данным, цитогенетическая нестабильность в клет-
ках костного мозга мышей линий BALB/c и ICR проявляется задолго до реализации нео-
пластических потенций животных этих линий. Выделяются две характеристики — ане-
уплоидия и асинхронное расхождение центромер хромосом (анеугенные аномалии), кото-
рые, по-видимому, могут быть ассоциированы с инициацией опухолевого процесса в большей
Таблица 2. Частота встречаемости различных цитогенетических характеристик у мышей линии ICR разного
возраста (n = 5)
Характеристика
Возраст мышей
2–3 мес. 11 мес.
16 мес.
(с опухолями)
Количество метафаз 414 460 176
Метафаз 2n = 40, % 58,5 ± 1,7 60,2 ± 2,0 62,4 ± 2,5
Полиплоидия, % 10,7 ± 1,6 16± 0,8
∗
15,2 ± 1,7
∗
Доля метафаз (%)с
А-1 29,7 ± 3,5 23,2 ± 2,1 21,8 ± 1,7
А-2 16± 2,2 17,5 ± 2,0 14,7 ± 0,9
ХА 5,7± 1,1 6,6± 1,8 8,6± 2,4
РБ 6,5± 1,8 9,8± 1,7 7,8± 1,7
АРЦХ 5,0± 1,3 5,6± 1,3 5,9± 1,0
Частота на 1000
одноядерных лейкоцитов, %�
ЛМЯ 3,8± 0,6 6,8± 0,7
∗∗
5,3± 0,6
ДЛ 6,7± 1,0 9,9± 1,1 7,3± 0,9
апоптозов 0,7± 0,2 2,2± 0,4
∗∗
1,7± 0,1
∗∗∗
митозов 4,0± 1,3 6,8± 0,5 7,4± 0,8
∗
P < 0,05. ∗∗
P < 0,01. ∗∗∗
P < 0,001.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №2 161
степени, чем различные типы хромосомных аберраций. Увеличенное количество делящих-
ся клеток в костном мозге оказывается характерным для опухоленосителей. Полученные
данные свидетельствуют в пользу предположения о том, что уменьшение стабильности ап-
парата клеточного деления, которое проявляется в увеличении доли анеуплоидных клеток
и нарушении синхронности разделения хроматид, типично уже для инициации опухолевого
процесса, а увеличение доли делящихся клеток ассоциировано с опухоленосительством.
1. Marshall W.F., Fung J. C., Sedat J.W. Deconstructing the nucleus: global architecture from local interac-
tions // Curr. Opinion Gen. & Devel. – 1997. – 7. – P. 259–263.
2. Cahill D. P., Kinzler K.W., Vogelstein B., Lengauer C. Genetic instability and darwian selection in
tumors // Trends in Biology Science, Millenium Issue. – 2000. – P. M57-M60.
3. Berenblum I. The mechanism of carcinogenesis. A study of the significance of cocarcinogenic action and
related phenomena // Cancer Res. – 1941. – 1. – P. 807–814.
4. Foulds L. Multiple etiologic factors in neoplastic development // Ibid. – 1965. – 25. – P. 1339–1347.
5. Mondal S., Brancow D.W., Heidelberger C. Two-stage chemical oncogenesis in cultures of 10T1/2 cells //
Ibid. – 1976. – 36. – P. 2254–2260.
6. Ogawa K., Solt D. B., Farber E. Phenotypic diversity as an early property of putative preneoplastic
hepatocyte populations in liver carcinogenesis // Ibid. – 1980. – 40. – P. 725–733.
7. Ковалева О.А., Якименко Л.П., Вагина И.Н., Глазко Т.Т. Цитогенетическая характеристика лабо-
раторных линий мышей BALB/c и C57Bl/6 из разных источников разведения // Агроекол. журн. –
2005. – № 1. – С. 68–72.
8. Okayasu R. et al. А Deficiency in DNA Repair and DNA-PKcs Expression in the Radiosensitive BALB/c
Mouse // Cancer Res. – 2000. – 60. – P. 4342–4345.
9. Sato S., Takizawa H., Inui N. Mouse strain differences in induction of micronuclei by base analogues snd
nucleosides // Mutat. Res. – 1993. – 301. – P. 45–49.
10. Акопян Г. Р. Центромерна нестабiльнiсть та полiморфiзм хромосом в нормi i при патологiї людини:
Автореф. дис. . . . д-ра мед. наук / Iнститут гiгiєни та медичної екологiї iм. О.М. Марзеєва АМН
України. – Київ, 2006. – 39 с.
11. Акопян Г.Р. Аномальне розходження хромосом при гемобластозах у дiтей // Матерiали III на-
ук.-практ. конф. “Проблеми онкогенетики: науковi та прикладнi аспекти”. – 2002. – № 4. – С. 4.
12. Сiренко А. Г., Акопян Г. Р. Передчасне роздiлення центромер як цитогенетичний маркер гострої лей-
кемiї у дiтей // Проблеми екологiї та медичної генетики i клiнiчної iмунологiї: Зб. наук. праць. –
Київ; Луганськ, 1999. – Вип. 4(24). – С. 122–133.
13. Шевченко И.Н. Модели для изучения ранних показателей предопухолевого состояния организма //
Матерiали III наук.-практ. конф. “Проблеми онкогенетики: науковi та прикладнi аспекти”. – 2002. –
№ 4. – С. 50–51.
Поступило в редакцию 13.07.2006Институт молекулярной биологии
и генетики НАН Украины, Киев
162 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №2
|