Дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості людини на хромосомному рівні
Наведено результати експериментальних досліджень визначення впливу процесів репарації як ключового фактора у формуванні індивідуальної радіочутливості людини. Показано, що у осіб, гіперчутливих до опромінення, репараційний потенціал є зниженим удвічі у порівнянні з контрольною групою. Представлены р...
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
2008
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8083 |
| 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: | Дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості людини на хромосомному рівні / Е.А. Дьоміна, Н.М. Рябченко, І.Р. Бариляк // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 2. — С. 42-45. — Бібліогр.: 8 назв. — укp. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860065225255944192 |
|---|---|
| author | Дьоміна, Е.А. Рябченко, Н.М. Бариляк, І.Р. |
| author_facet | Дьоміна, Е.А. Рябченко, Н.М. Бариляк, І.Р. |
| citation_txt | Дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості людини на хромосомному рівні / Е.А. Дьоміна, Н.М. Рябченко, І.Р. Бариляк // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 2. — С. 42-45. — Бібліогр.: 8 назв. — укp. |
| collection | DSpace DC |
| description | Наведено результати експериментальних досліджень визначення впливу процесів репарації як ключового фактора у формуванні індивідуальної радіочутливості людини. Показано, що у осіб, гіперчутливих до опромінення, репараційний потенціал є зниженим удвічі у порівнянні з контрольною групою.
Представлены результаты собственных экспериментальных исследований определения влияния процесов репарации как ключевого фактора на формирование индивидуальной радиочувствительности человека. Показано, что у лиц, гиперчувствительных к облучению, репарационный потенциал снижен почти вдвое по сравнению с контрольной группой.
The results of experimental investigations of the role of DNA repair as the key factor of human individual radiosensitivity formation are presented. It is shown that repair potential of hypersensitive to irradiation individuals is approximately twice lower as compared with the control group.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:06:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 242
Наводяться результати власних експериментальних
досліджень визначення впливу процесів репарації як клю�
чового фактора у формуванні індивідуальної радіо�
чутливості людини. Показано, що у осіб, гіперчутливих
до опромінення, репараційний потенціал знижений вдвічі
у порівнянні з контрольною групою.
Вступ. Згідно з сучасними уявленнями чут�
ливість клітин до дії радіації зумовлена особли�
востями генетичної структури, антиоксидантної
активності, рівнем апоптозу, специфікою клі�
тинного циклу, регуляцією процесів проліфе�
рації та загибелі, гетерогенністю популяції,
ефективністю роботи системи репарації та ін�
шими факторами. Багатокомпонентна детер�
мінованість радіочутливості істотно ускладнює
вибір провідного фактора, що лежить в основі
її формування. Радіобіологічні дослідження
свідчать, що променеві ефекти визначаються
не тільки величиною поглинутої дози іонізу�
вального випромінювання (ІВ), дією модифі�
куючих факторів довкілля, а перш за все гене�
тично детермінованою чутливістю індивідуума
до ІВ. Кореляція між здатністю геному підтри�
мувати свою стабільність та ризиком виник�
нення радіогенних злоякісних новоутворень
(ЗН) є загально визнаною. В широкомасштаб�
ному епідеміологічному дослідженні встановле�
но, що серед осіб з високим спонтанним рів�
нем хромосомних аберацій в подальшому рак
діагностувався у 2,5 раза частіше в порівнянні
з особами із середньопопуляційними показ�
никами [1]. Встановлено кореляцію між під�
вищеною частотою in vitro радіаційно�індуко�
ваних хромосомних аберацій і схильністю
до розвитку ЗН [2, 3].
Розроблена нами схема досліджень індивіду�
альної радіочутливості (ІР) здорових донорів
на хромосомному рівні лімфоцитів периферич�
ної крові (ЛПК) в різних стадіях мітотичного
циклу [4] водночас дозволила визначити роль
процесів репарації у її формуванні. Такий мето�
дичний підхід дозволив виявити серед обстеже�
них донорів 12 % осіб з гіперчутливістю до
опромінення.
Відповідно до сучасних уявлень провідну
роль у формуванні чутливості індивідів до дії
радіації відіграють процеси репарації радіацій�
но�індукованих пошкоджень ДНК, інтенсив�
ність яких знаходиться під контролем більше
150 відомих сьогодні генів [5]. Репарація ДНК
включає складну систему механізмів захисту
геному, функція якої полягає у підтримці його
інформаційної цілісності. Одним з методів
оцінки репараційної здатності клітин людини
є G2�assay, що базується на чутливості ДНК до
пошкоджуючої дії радіації та передбачає оцін�
ку числа хроматидних розривів при опромі�
ненні в G2�періоді мітотичного циклу. Оскіль�
УДК 616.097.577:615.849.1.036.8.07
Е.А. ДЬОМІНА 1, Н.М. РЯБЧЕНКО 1, І.Р. БАРИЛЯК 2
1 Інститут експериментальної патології, онкології та радіобіології
ім. Р.Є. Кавецького НАН України, Київ
2 Науковий центр радіаційної медицини АМН України, Київ
ДОСЛІДЖЕННЯ ВНЕСКУ
ПРОЦЕСІВ РЕПАРАЦІЇ
У ФОРМУВАННЯ ІНДИВІДУАЛЬНОЇ
РАДІОЧУТЛИВОСТІ ЛЮДИНИ
НА ХРОМОСОМНОМУ РІВНІ
© Е.А. ДЬОМІНА, Н.М. РЯБЧЕНКО, І.Р. БАРИЛЯК, 2008
ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 2 43
Дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості
ки кожна хроматида складається з подвійно�
го ланцюга молекули ДНК, то розриви хро�
матид – це не що інше, як нерепаровані дво�
ниткові розриви ДНК після опромінення в
G2�періоді, які реєструються в метафазній клі�
тині у вигляді хроматидних делецій. Показано,
що радіаційно�індуковані в цій стадії розриви
хроматид утворюються в момент конденсації
хроматину та формування хроматинового во�
локна [6].
В даній роботі на хромосомному рівні ЛПК
одержано додаткові аргументи на користь про�
відної ролі процесів репарації у формуванні ІР
здорових донорів.
Матеріали і методи. Цитогенетичне дослід�
ження з метою визначення внеску процесів
репарації у формуванні ІР виконувалося у ви�
бірці умовно здорових донорів (n = 103), яка
за результатами G2�тесту була розподілена
на групи з нормальними та підвищеними по�
казниками ІР на хромосомному рівні ЛПК.
Культивування лімфоцитів здійснювали за
модифікованим методом Хангерфорда [7].
Клітини інкубували при 37 °С протягом 52 год
з наступним аналізом клітин в першому мітозі.
Тестуюче γ�опромінення культури здійснюва�
ли на терапевтичному апараті «Рокус» в дозі
1,5 Гр при потужності дози 1 Гр/хв на 40�й
годині інкубації клітин, що відповідало S�ста�
дії мітотичного циклу, після чого культури лім�
фоцитів відразу піддавали дії гіпертермії
(42 °С, 1 год).
Цитогенетичні препарати аналізували на ста�
дії метафази з елементами каріотипування.
Достовірність відмінностей одержаних ци�
тогенетичних показників між групами оціню�
вали за допомогою критерію χ2 .
Результати досліджень та їх обговорення. Ра�
ніше нами була сформульована гіпотеза про ме�
ханізми радіосенсибілізації при додатковій гі�
пертермічній дії на клітини людини [8]. Ця
гіпотеза ґрунтується на тому, що термічна інак�
тивація білків клітини, включаючи білки, що
пов’язані з ДНК, а також ферменти репарації,
викликає порушення структури нуклеопротеї�
дів і пригнічення процесів репарації радіацій�
них пошкоджень. В залежності від послідов�
ності термічної та променевої дій внесок даних
процесів може бути різний. Так, якщо гіпер�
термія передує опроміненню, відбувається
інактивація гістонів та пошкодження структу�
ри нуклеопротеїдів. У випадку постпроменевої
гіпертермії переважна роль, очевидно, нале�
жить процесам денатурації (інактивації) фер�
ментів репарації. Тому при взаємному впливові
опромінення та підвищеної температури, з од�
ного боку, з’являється ймовірність взаємодії
первинних радіаційних та термічних пошкод�
жень ДНК, а з іншого – порушуються проце�
си відновлення біоструктур від цих пошкод�
жень. Виходячи з положень цієї гіпотези,
ми запропонували ще один методичний підхід
до оцінки внеску процесів репарації у форму�
вання ІР людини, який базується на додатко�
вій дії післяпроменевої гіпертермії в S�періоді
мітотичного циклу.
По�перше, наші дослідження підтвердили
виражену радіорезистентність лімфоцитів лю�
дини в період реплікації хромосом (S�період)
(рис. 1).
По�друге, були виконані попередні дослід�
ження цитогенетичного ефекту гіпертермії
в S�стадії мітотичного циклу (таблиця), вихо�
дячи з наступних міркувань. Оскільки в цій
стадії мітотичного циклу відбувається актива�
ція процесів репарації, то за додаткової тер�
мічної дії слід очікувати пригнічення цих про�
цесів і, відповідно, реалізації більшого числа
радіаційних пошкоджень.
Показано, що при гамма�опроміненні клі�
тин в S�стадії додаткова постпроменева гіпер�
термія (42 °С, 1 год) призводить до підвищення
Рис. 1. Кінетика загальної частоти аберацій хромосом
в культурі лімфоцитів людини, індукованих γ�опромі�
ненням, протягом клітинного циклу (пунктирні лінії –
фіксація на 58�й годині, решта – фіксація на 52�й
годині): по вертикалі – загальне число аберацій на 100
метафаз; по горизонталі – стадія циклу, год
ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 244
Е.А. Дьоміна, Н.М. Рябченко, І.Р. Бариляк
сумарного виходу аберацій хромосом (при�
близно у 1,5–2 рази) порівняно з дією тільки
опромінення (таблиця). Для оцінки впливу гі�
пертермії ми ввели коефіцієнт теплового по�
силення променевого ефекту (КТП), який ви�
раховували із співвідношення доз, що виклика�
ють однаковий цитогенетичний ефект за фор�
мулою
КТП = ,
де Dx – доза опромінення; Dxt – доза опромі�
нення, яка у поєднанні з гіпертермічною дією
викликає той самий ефект, що й Dx.
Коефіцієнт термічного посилення ефекту в
S�cтадії залежить від дози опромінення і в діа�
пазоні 1,0–4,0 Гр дорівнює 2,0–1,7 відповідно.
Одержані таким чином дані та розроблену
схему досліджень радіочутливості людини [4]
ми взяли за основу при визначенні внеску про�
цесів репарації у формування ІР на хромосом�
ному рівні соматичних клітин людини. Для цьо�
го був проведений порівняльний аналіз рівня
аберацій хромосом при опроміненні в дозі
1,5 Гр в S�стадії з додатковим термічним при�
гніченням ферментів репарації (42 °С, 1 год) у
лімфоцитах осіб з нормальними (І група) та під�
вищеними (ІІ група) показниками радіочутли�
вості хромосом за G2�тестом (рис. 2).
Встановлено, що частота аберацій хромо�
сом, індукованих в S�стадії культури ЛПК доно�
рів І групи, становила 22,6 � 2,0, тоді як у ІІ гру�
пі – 31,0 � 2,1. Додаткова постпроменева
гіпертермічна дія в S�стадії мітотичного циклу
зумовила підвищення цих показників до серед�
ньогрупових значень 50,5 � 2,8 та 44 � 1,7 відпо�
відно. На рис. 2 видно, що найбільший модифі�
куючий ефект гіпертермії виявляється в групі
осіб із середньогруповою радіочутливістю (І
група), для яких КТП променевого цитогене�
тичного ефекту становив 2,2, тоді як в групі
більш радіочутливих – 1,4. Це означає, що у осіб,
гіперчутливих до дії радіації, процеси репарації
недостатньо виражені, що, в свою чергу, зумо�
вило нижчий ефект радіомодифікації у порів�
нянні з групою осіб з середніми значеннями ІР.
Рис. 2. Цитогенетичні ефекти тестуючого опромінення
в дозі 1,5 Гр та гіпертермічної (ГТ) інгібіції ферментів
репарації в S�стадії мітотичного циклу ЛПК умовно
здорових осіб з різною ІР: по вертикалі – число абера�
цій хромосом на одну метафазу; по горизонталі – 1 –
донори з нормальною радіочутливістю хромосом; 2 –
донори з підвищеною радіочутливістю хромосом
Та б л и ц я 1
Частота аберацій хромосом на 100 клітин при комбінованій дії гамма)опромінення та підвищеної температури
на ЛПК людини в S)стадії (40 год інкубації; фіксація 52 год)
Доза
обміниделеції
Хроматидний тип
Вивчено
метафаз
Число
аберант�
них мета�
фаз, %
Загальна
кількість
аберацій
ізо�
делеції
фрагмен�
ти
ацентрич�
ні кільця
аномаль�
ні кільця
центрич�
ні кільця
дицен�
трики
Хромосомний тип
42 °С 1 год
1,0 Гр
1,0 Гр + 42 °С
2,0 Гр
2,0 Гр + 42 °С
3 Гр
3,0 Гр + 42 °С
4,0 Гр
4,0 Гр + 42 °С
200
300
300
200
200
200
200
100
100
4,5 � 1,4
16,6 � 2,1
33,0 � 2,7
30,0 � 3,2
45,0 � 3,5
39,5 � 3,3
56,0 � 3,5
49,0 � 5,0
67,0 � 4,7
4,5 � 1,4
18,2 � 2,4
41,2 � 3,7
34,0 � 4,1
54,0 � 5,2
49,5 � 5,0
84,0 � 6,4
63,0 � 7,9
108,0 � 10,3
4,5
8,0
18,0
19,0
22,0
19,5
24,0
17,0
44,0
–
3,0
8,3
6,0
11,0
8,5
18,0
5,0
12,0
–
2,0
2,7
3,0
11,0
15,0
20,0
32,0
34,0
–
4,3
6,6
3,0
1,0
5,0
10,0
6,0
12,0
–
–
0,3
–
–
–
3,0
–
–
–
0,3
2,3
–
3,0
1,0
–
1,0
5,0
–
0,3
–
1,0
–
0,5
4,0
1,0
–
–
0,3
3,0
2,0
6,0
–
5,0
1,0
1,0
Отже, за нашими даними у осіб, гіперчут�
ливих до дії радіаційного чинника, репарацій�
ний потенціал знижений майже у два рази
в порівнянні з контрольною групою (особи з
середньогруповими значеннями радіочутли�
вості). Одержані цитогенетичні дані є додат�
ковим аргументом на користь провідної ролі
інтенсивності процесів репарації у формуван�
ні ІР людини.
Висновки. Одержані результати вказують
на вирішальну роль процесів репарації, а саме
їх пригнічення, у формуванні підвищеної ІР
людини. Соматичні клітини осіб з підвище�
ною радіочутливістю на хромосомному рівні
потенційно менш чутливі до дії модифікаторів
репаративного синтезу ДНК.
SUMMARY. The results of experimental investigations
of the role of DNA repair as the key factor of human indi�
vidual radiosensitivity formation are presented. It is shown
that repair potential of hypersensitive to irradiation indi�
viduals is approximately twice lower as compared with the
control group.
РЕЗЮМЕ. Представлены результаты собственных
экспериментальных исследований влияния процессов
репарации как ключевого фактора на формирование
индивидуальной радиочувствительности человека.
Показано, что у лиц гиперчувствительных к облуче�
нию, репарационный потенциал снижен почти вдвое
по сравнению с контрольной группой.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Hagmar L., Strömberg U., Bonassi S. et al. Impact of
types of lymphocyte chromosomal aberrations on
human cancer risk: results from Nordic and Italian
cohorts // Cancer Res. – 2004. – 64. – P. 2258–2263.
2. Darroudi F., Vyas R.C., Vermeulen S., Natarajan A.T.
G2 radiosensitivity of cells derived from cancer�prone
individuals // Mutat. Res. – 1995. – 328. – P. 83–90.
3. Sanford K.K., Parshad R., Price F.M. et al. Cytogenetic
responces to G2�phase X�irradiation of cells from
retinoblastoma patients // Cancer Genet. Cytogenet. –
1996. – 88. – P. 43–48.
4. Дьоміна Е.А., Дружина М.О., Рябченко Н.М. Індивіду�
альна радіочутливість людини. – К.: Логос, 2006. –
126 с.
5. Wood K.D., Mitchell M., Lindahl T. Human DNA
repair genes // Mutat. Res. – 2005. – 577, № 1/2. –
P. 275–283.
6. Parshad R., Sanford K.K. Radiation�induced chro�
matid breaks and deficient DNA repair in cancer pre�
disposition / Critical Reviews in Oncology //
Hematology. – 2001. – 37. – P. 87–96.
7. Дьоміна Е.А., Рябченко Н.М. Оцінка індивідуальної
радіочутливості умовно здорових осіб на основі
розробленої схеми цитогенетичного обстеження //
Лаб. діагностика. – 2006. – № 2 (36). – С. 30–34.
8. Гриневич Ю.А., Демина Э.А. Иммунные и цитоге�
нетические эффекты плотно� и редкоионизирую�
щих излучений / Под. ред. А.А. Ярилина. – Київ :
Здоров’я, 2006. – 200 с.
Надійшла 26.03.07
ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 2 45
Дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-8083 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0564-3783 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:06:44Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Дьоміна, Е.А. Рябченко, Н.М. Бариляк, І.Р. 2010-04-29T11:12:25Z 2010-04-29T11:12:25Z 2008 Дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості людини на хромосомному рівні / Е.А. Дьоміна, Н.М. Рябченко, І.Р. Бариляк // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 2. — С. 42-45. — Бібліогр.: 8 назв. — укp. 0564-3783 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8083 616.097.577:615.849.1.036.8.07 Наведено результати експериментальних досліджень визначення впливу процесів репарації як ключового фактора у формуванні індивідуальної радіочутливості людини. Показано, що у осіб, гіперчутливих до опромінення, репараційний потенціал є зниженим удвічі у порівнянні з контрольною групою. Представлены результаты собственных экспериментальных исследований определения влияния процесов репарации как ключевого фактора на формирование индивидуальной радиочувствительности человека. Показано, что у лиц, гиперчувствительных к облучению, репарационный потенциал снижен почти вдвое по сравнению с контрольной группой. The results of experimental investigations of the role of DNA repair as the key factor of human individual radiosensitivity formation are presented. It is shown that repair potential of hypersensitive to irradiation individuals is approximately twice lower as compared with the control group. uk Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України Оригинальные работы Дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості людини на хромосомному рівні Article published earlier |
| spellingShingle | Дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості людини на хромосомному рівні Дьоміна, Е.А. Рябченко, Н.М. Бариляк, І.Р. Оригинальные работы |
| title | Дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості людини на хромосомному рівні |
| title_full | Дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості людини на хромосомному рівні |
| title_fullStr | Дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості людини на хромосомному рівні |
| title_full_unstemmed | Дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості людини на хромосомному рівні |
| title_short | Дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості людини на хромосомному рівні |
| title_sort | дослідження внеску процесів репарації у формування індивідуальної радіочутливості людини на хромосомному рівні |
| topic | Оригинальные работы |
| topic_facet | Оригинальные работы |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8083 |
| work_keys_str_mv | AT dʹomínaea doslídžennâvneskuprocesívreparacííuformuvannâíndivídualʹnoíradíočutlivostílûdininahromosomnomurívní AT râbčenkonm doslídžennâvneskuprocesívreparacííuformuvannâíndivídualʹnoíradíočutlivostílûdininahromosomnomurívní AT barilâkír doslídžennâvneskuprocesívreparacííuformuvannâíndivídualʹnoíradíočutlivostílûdininahromosomnomurívní |