Модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro
Aim. Investigation the influence of astaxanthin on the radiation-induced cytogenetic effect in human peripheral blood lymphocytes. Methods. Astaxanthin in optimal concentration (20.0 μg/ml), established in the previous own research, added to culture of human peripheral blood lymphocytes prior to i...
Gespeichert in:
| Datum: | 2016 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2016
|
| Schriftenreihe: | Фактори експериментальної еволюції організмів |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177616 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro / Д.А. Курінний // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 18. — С. 236-238. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-177616 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1776162025-02-09T22:02:59Z Модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro Modification of radiation-induced chromosome instability in human somatic cells in vitro using astaxanthin Курінний, Д.А. Генетика людини та медична генетика Aim. Investigation the influence of astaxanthin on the radiation-induced cytogenetic effect in human peripheral blood lymphocytes. Methods. Astaxanthin in optimal concentration (20.0 μg/ml), established in the previous own research, added to culture of human peripheral blood lymphocytes prior to incubation before gamma irradiation in dose 1 Gy. Cultivation of peripheral blood lymphocytes received from five conditionally healthy volunteers during 48 hours; staining of metaphase chromosome slides; scoring of slides under the microscope (cytogenetic analysis); identification of the full range of chromatid and chromosome aberration types had been fulfilled. Results. Established that meangroup frequency of chromosome aberrations which were presented only by acentrics was 2.57 ± 0.35 per 100 metaphases in intact cultures and 2.36 ± 0.38 per 100 metaphases under astaxanthin exposure. After irradiation the total frequency of chromosome aberrations increased to 24.47 ± 1.73 per 100 metaphases due to raising the level of simple acentrics (7.29 ± 1.05 per 100 metaphases) and induction the exchanges – dicentrics, centric rings and abnormal monocentrics (12.80 ± 1.35; 2.75 ± 0.66; 0.49 ± 0.28 per 100 metaphases, respectively). The treatment of irradiated human peripheral blood lymphocytes by astaxanthin led to significant decrease the frequency of chromosome aberrations (8.40 ± 0.90 per 100 metaphases) due to decline of unstable cytogenetic markers of radiation exposure – dicentrics and centric rings (1.90 ± 0.44 and 0.42 ± 0.21 per 100 metaphases, respectively) and reduction the total frequency of double fragments and acentric rings (5.28 ± 0.82 per 100 metaphases). Conclusions. Data obtained testify about powerful genoprotective and radioprotective potential of astaxanthin in studied concentration. Keywords: astaxanthin, frequency of chromosome aberrations, human peripheral blood lymphocytes, gamma irradiation. Автор висловлює щиру подяку д. мед. наук, проф. М.А. Пілінській за наукове керівництво та цінні поради при виконанні цієї роботи. 2016 Article Модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro / Д.А. Курінний // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 18. — С. 236-238. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 2219-3782 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177616 579.253.2:614.876:616-008.841.5:678.048 uk Фактори експериментальної еволюції організмів application/pdf Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Генетика людини та медична генетика Генетика людини та медична генетика |
| spellingShingle |
Генетика людини та медична генетика Генетика людини та медична генетика Курінний, Д.А. Модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro Фактори експериментальної еволюції організмів |
| description |
Aim. Investigation the influence of astaxanthin on the radiation-induced cytogenetic effect in human peripheral blood
lymphocytes. Methods. Astaxanthin in optimal concentration (20.0 μg/ml), established in the previous own research,
added to culture of human peripheral blood lymphocytes prior to incubation before gamma irradiation in dose 1 Gy.
Cultivation of peripheral blood lymphocytes received from five conditionally healthy volunteers during 48 hours; staining
of metaphase chromosome slides; scoring of slides under the microscope (cytogenetic analysis); identification of the full
range of chromatid and chromosome aberration types had been fulfilled. Results. Established that meangroup frequency
of chromosome aberrations which were presented only by acentrics was 2.57 ± 0.35 per 100 metaphases in intact cultures
and 2.36 ± 0.38 per 100 metaphases under astaxanthin exposure. After irradiation the total frequency of chromosome
aberrations increased to 24.47 ± 1.73 per 100 metaphases due to raising the level of simple acentrics (7.29 ± 1.05 per 100
metaphases) and induction the exchanges – dicentrics, centric rings and abnormal monocentrics (12.80 ± 1.35; 2.75 ±
0.66; 0.49 ± 0.28 per 100 metaphases, respectively). The treatment of irradiated human peripheral blood lymphocytes by
astaxanthin led to significant decrease the frequency of chromosome aberrations (8.40 ± 0.90 per 100 metaphases) due to
decline of unstable cytogenetic markers of radiation exposure – dicentrics and centric rings (1.90 ± 0.44 and 0.42 ± 0.21
per 100 metaphases, respectively) and reduction the total frequency of double fragments and acentric rings (5.28 ± 0.82
per 100 metaphases). Conclusions. Data obtained testify about powerful genoprotective and radioprotective potential of
astaxanthin in studied concentration.
Keywords: astaxanthin, frequency of chromosome aberrations, human peripheral blood lymphocytes, gamma irradiation. |
| format |
Article |
| author |
Курінний, Д.А. |
| author_facet |
Курінний, Д.А. |
| author_sort |
Курінний, Д.А. |
| title |
Модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro |
| title_short |
Модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro |
| title_full |
Модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro |
| title_fullStr |
Модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro |
| title_full_unstemmed |
Модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro |
| title_sort |
модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| publishDate |
2016 |
| topic_facet |
Генетика людини та медична генетика |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177616 |
| citation_txt |
Модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro / Д.А. Курінний // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 18. — С. 236-238. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| series |
Фактори експериментальної еволюції організмів |
| work_keys_str_mv |
AT kurínniida modifíkacíâastaksantinomradíacíinoíndukovanoíhromosomnoínestabílʹnostívsomatičnihklítinahlûdiniinvitro AT kurínniida modificationofradiationinducedchromosomeinstabilityinhumansomaticcellsinvitrousingastaxanthin |
| first_indexed |
2025-12-01T06:47:30Z |
| last_indexed |
2025-12-01T06:47:30Z |
| _version_ |
1850287486812553216 |
| fulltext |
236 ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2016. Том 18
© КУРІННИй Д.А.
тогенетичного обстеження за умов поінформова-
ної згоди.
Культивування лімфоцитів периферичної кро-
ві людини проводили протягом 48 год за стандарт-
ним мікрометодом, модифікованим у лабораторії
цитогенетики ННЦРМ [10, 11]. При постанов-
ці експериментів використовували астаксантин
фірми Sigma (USA), який додавали до культур
лімфоцитів периферичної крові людини в кінце-
вій концентрації 20,0 мкг/мл, визначеній під час
власних попередніх досліджень. Астаксантин
вводили в культуральне середовище на ранній
передсинтетичній (G0) стадії першого мітотично-
го циклу – до початку інкубації лімфоцитів пе-
риферичної крові, перед опроміненням культур
гамма-квантами випромінювачем IBL-237C (по-
тужність 2,34 Гр/хв) у дозі 1 Гр.
При цитогенетичному аналізі враховували
всi аберацiї хроматидного (одиночні фрагменти,
хроматидні обміни) та хромосомного (вільні пар-
ні фрагменти, ацентричні кільця, дицентричні та
кільцеві хромосоми, аномальні моноцентрики,
які формуються за рахунок повних та неповних
транслокацій, інверсій, інсерцій) типiв, якi віро-
гідно можна розпізнати при груповому карiоти-
пуванні на рівномірно пофарбованих препаратах
метафазних хромосом [11].
Результати та обговорення
У результаті проведених досліджень вста-
новлено, що фонова середньогрупова частота
аберантних метафаз у лімфоцитах периферичної
крові складала 2,52±0,34% з міжіндивідуальни-
ми коливаннями від 1,67 до 3,02%. Пошкодження
хромосом були представлені переважно одиноч-
ними та парними ацентричними фрагментами
(1,60±0,28 та 0,97±0,22 на 100 метафаз, відповід-
но).
При дії астаксантину in vitro середньогрупо-
вий цитогенетичний ефект за частотою аберант-
них клітин (2,36±0,38%) і рівнями та спектром
аберацій хромосом не відрізнявся від аналогіч-
них фонових показників (Р>0,05), які відпові-
Ситуація, що склалася внаслідок Чорно-
бильської аварії, розширення сфери використан-
ня іонізуючого випромінювання в промисловості
та медицині призвели до зростання радіаційного
навантаження на великі контингенти населення
України, що потребує як прогнозування медич-
них наслідків такого впливу, так і пошуку засо-
бів профілактики і лікування ранніх та віддале-
них променевих ушкоджень за допомогою ефек-
тивних радіозахисних сполук.
До сполук природного походження, які ви-
являють радіозахисну дію щодо мутагенних і
канцерогенних ефектів опромінення, належать
каротиноїди. Астаксантин – каротиноїд, який
відповідає всім вимогам, що пред’являються до
антимутагенів та радіопротекторів, – безпеч-
ність, низька токсичність, висока антиоксидант-
на активність [1–9]. Вказані властивості дозво-
лили припустити спроможність астаксантину
змінювати реакцію геному людини на пошко-
джуючу дію іонізуючого випромінювання, що
необхідно було експериментально підтвердити.
Таким чином, метою досліджень було вста-
новлення можливості модифікації астаксанти-
ном радіаційно-індукованих цитогенетичних по-
рушень у лімфоцитах периферичної крові люди-
ни.
Матеріали і методи
Для цитогенетичних досліджень викори-
стано загальноприйняту класичну тест-систе-
му – культуру лімфоцитів периферичної крові,
одержану від 5-ти умовно здорових волонтерів
(2 жінки, 3 чоловіків) віком 20–51 років, середній
вік – 41 рік, які заперечували свідомий контакт зі
знаними чи потенційними мутагенами, вели здо-
ровий спосіб життя. Провели добровільне цито-
генетичне обстеження осіб зі сформованої гру-
пи, в яких встановили частоту та спектр абера-
цій хромосом у лімфоцитах периферичної крові
людини – фонову (вихідну) та при окремій і су-
місній дії астаксантину та іонізуючого випромі-
нювання in vitro. Всі особи були залучені до ци-
Курінний Д.А.
Модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro
УДК 579.253.2:614.876:616-008.841.5:678.048
КУРІННИй Д.А.
Державна установа «Національний науковий центр радіаційної медицини Національної академії медичних
наук України»,
Україна, 04050, м. Київ, ул. Мельникова, 53, email: kurinnyi.d@gmail.com, (099) 9315701
МОДИФІКАЦІЯ АСТАКСАНТИНОМ
РАДІАЦІйНО-ІНДУКОВАНОї ХРОМОСОМНОї НЕСТАбІЛьНОСТІ
В СОМАТИЧНИХ КЛІТИНАХ ЛЮДИНИ in viTRo
ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2016. Том 18 237
Модифікація астаксантином радіаційно-індукованої хромосомної нестабільності в соматичних клітинах людини in vitro
керами дії іонізуючого випромінювання, виявля-
ла тенденцію до зниження, а рівень одиночних
фрагментів (0,85±0,30 на 100 метафаз) практич-
но не змінився і не відрізнявся від їх фонових
значень (1,60±0,28 на 100 метафаз).
Висновки
Результати досліджень вказують на спро-
можність астаксантину позитивно модифікувати
негативний вплив іонізуючого випромінювання
на генетичний апарат соматичних клітин люди-
ни, що свідчить про його потужний антимутаген-
ний та радіопротекторний потенціал.
Автор висловлює щиру подяку д. мед. наук,
проф. М.А. Пілінській за наукове керівництво та
цінні поради при виконанні цієї роботи.
дали значенням, що характерні для спонтанного
хромосомного мутагенезу в соматичних клітинах
людини.
В експериментах з опроміненням вияви-
ли зростання середньогрупової частоти аберант-
них метафаз до 22,53±1,67% та аберацій хромо-
сом до 24,47±1,73 на 100 метафаз з розкидом
індивідуальних коливань у межах 18,42–25,67
та 21,05–27,81, відповідно. Значно розширив-
ся спектр радіоіндукованих хромосомних по-
рушень. Серед пошкоджень хромосом перева-
жали аберації хромосомного типу – вільні пар-
ні фрагменти та ацентричні кільця (із сумарною
частотою 7,29±1,05 на 100 метафаз); дицентри-
ки, центричні кільця та аномальні моноцентри-
ки (12,80±1,35; 2,75±0,66; 0,49±0,28 на 100 мета-
фаз, відповідно).
Дія астаксантину на опромінені лімфоци-
ти in vitro привела до суттєвого (~ на 65%) змен-
шення середньогрупового радіоіндукованого ци-
тогенетичного ефекту – частоти аберантних клі-
тин (до 8,04±0,88%) та аберацій хромосом (до
8,40±0,90 на 100 метафаз) (Р<0,001) (рис.) – за
рахунок вірогідного зниження рівня класичних
нестабільних цитогенетичних маркерів радіацій-
ного впливу – дицентричних та кільцевих хро-
мосом (до 1,90±0,44 та 0,42±0,21 на 100 мета-
фаз, відповідно), а також сумарної частоти віль-
них парних фрагментів і ацентричних кілець (до
5,28±0,82 на 100 метафаз). Частота аномальних
моноцентриків (0,21±0,15 на 100 метафаз), які
вважаються стабільними цитогенетичними мар-
ЛІТЕРАТУРА
1. Naguib Y. Antioxidant activities of astaxanthin and related carotenoids // Agric Food Chem. – 2000. – 48. – Р. 1150–1154.
2. Mortensen A., Skibsted L.H. Importance of carotenoid structure in radical scavenging reactions // J. Agric. Food Chem. – 1997. –
45. – P. 2970–2977. Doi: 10.1021/jf970010s.
3. Guerin M., Huntley M.E., Olaizola M. Haematococcus astaxanthin: applications for human health and nutrition // Trends
Biotechnol. – 2003. – 21. – P. 210–216.
4. Yasuhiro N., Eiji Y., Wataru M. Quenching Activities of Common Hydrophilic and Lipophilic Antioxidants against Singlet Oxygen
Using Chemiluminescence Detection System // Carotenoid Science – 2007. – 121. – P. 116–120.
5. Ranga Rao A., Sindhuja H., Dharmesh S., Sankar K., Sarada R., Ravishankar G. Effective inhibition of skin cancer, tyrosinase,
and antioxidative properties by astaxanthin and astaxanthin esters from the green alga Haematococcus pluvialis // J. Agric. Food
Chem. – 2013. – 61. – P. 3842–3851.
6. Ranga Rao A., Baskaran V., Sarada R., Ravishankar G. In vivo bioavailability and antioxidant activity of carotenoids from micro
algal biomass – A repeated dose study // Food Res. Int. – 2013. – 54. – P. 711–717.
7. Kamath B., Srikanta B., Dharmesh S., Sarada R., Ravishankar G. Ulcer preventive and antioxidative properties of astaxanthin from
Haematococcus pluvialis // Eur. J. Pharmacol. – 2008. – 590. – Р. 387–395.
8. Kurihara H., Koda H., Asami S., Kiso Y., Tanaka T. Contribution of the antioxidative property of astaxanthin to its protective effect
on the promotion of cancer metastasis in mice treated with restraint stress // Life Sci. – 2002. – 70. – Р. 2509–2520.
9. Goto S., Kogure K., Abe Y., Kimata E., Yamashita H., Terada K. Efficient radical trapping at the surface and inside the phospholipid
membrane is responsible for highly potent antiperoxidative activity of the carotenoid astaxanthin // Biochim. Biophys. Acta. –
2001. – 1512. – Р. 251–258.
10. Захаров А.Ф., Бенюш В.А., Кулешов Н.П., Барановская Л.И. Хромосомы человека: атлас. – М.: Медицина, 1982. – 263 с.
11. Педан Л.Р., Пілінська М.А. Оцінка стабільності хромосом лімфоцитів периферичної крові осіб, постраждалих від дії фак-
торів Чорнобильської аварії, за допомогою тестуючого мутагенного навантаження in vitro // Доповіді Національної акаде-
мії наук України. – 2004. – № 5. – C. 175–179.
Рис. Зміна частоти аберацій хромосом під дією
астаксантину в концентрації 20 мкг/мл
238 ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2016. Том 18
Курінний Д.А.
KURINNYI D.A.
SI «National Research Center for Radiation Medicine of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine»,
Ukraine, 04050, Kyiv, Melnikov str., 53, email: kurinnyi.d@gmail.com
MODIFICATION OF RADIATION-INDUCED CHROMOSOME INSTABILITY IN HUMAN
SOMATIC CELLS in viTRo USING ASTAXANTHIN
Aim. Investigation the influence of astaxanthin on the radiation-induced cytogenetic effect in human peripheral blood
lymphocytes. Methods. Astaxanthin in optimal concentration (20.0 μg/ml), established in the previous own research,
added to culture of human peripheral blood lymphocytes prior to incubation before gamma irradiation in dose 1 Gy.
Cultivation of peripheral blood lymphocytes received from five conditionally healthy volunteers during 48 hours; staining
of metaphase chromosome slides; scoring of slides under the microscope (cytogenetic analysis); identification of the full
range of chromatid and chromosome aberration types had been fulfilled. Results. Established that meangroup frequency
of chromosome aberrations which were presented only by acentrics was 2.57 ± 0.35 per 100 metaphases in intact cultures
and 2.36 ± 0.38 per 100 metaphases under astaxanthin exposure. After irradiation the total frequency of chromosome
aberrations increased to 24.47 ± 1.73 per 100 metaphases due to raising the level of simple acentrics (7.29 ± 1.05 per 100
metaphases) and induction the exchanges – dicentrics, centric rings and abnormal monocentrics (12.80 ± 1.35; 2.75 ±
0.66; 0.49 ± 0.28 per 100 metaphases, respectively). The treatment of irradiated human peripheral blood lymphocytes by
astaxanthin led to significant decrease the frequency of chromosome aberrations (8.40 ± 0.90 per 100 metaphases) due to
decline of unstable cytogenetic markers of radiation exposure – dicentrics and centric rings (1.90 ± 0.44 and 0.42 ± 0.21
per 100 metaphases, respectively) and reduction the total frequency of double fragments and acentric rings (5.28 ± 0.82
per 100 metaphases). Conclusions. Data obtained testify about powerful genoprotective and radioprotective potential of
astaxanthin in studied concentration.
Keywords: astaxanthin, frequency of chromosome aberrations, human peripheral blood lymphocytes, gamma irradiation.
|