Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Том 68. № 2
DOI: 10.33266/1024-6177-2023-68-2-11-15
Н.Ю. Воробьева1,2, Т.А. Астрелина1, Е.И. Яшкина1,2, А.К. Чигасова3,
А.А. Осипов2, Д.Ю. Усупжанова1, И.В. Кобзева1, Ю.Б. Сучкова1,
В.А. Брунчуков1, А.А. Расторгуева1, Ю.А. Федотов1,2, А.С. Самойлов1,
А.Н. Осипов1,2
ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТА ГУМИНО-ФУЛЬВОВЫХ КИСЛОТ НА КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ВЫХОД ОСТАТОЧНЫХ ФОКУСОВ γH2AX
И ПРОЛИФЕРАТИВНУЮ АКТИВНОСТЬ В ОБЛУЧЕННЫХ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТКАХ ЧЕЛОВЕКА
1 Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва
2 Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Москва
3 Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва
Контактное лицо: Наталья Юрьевна Воробьева, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
РЕФЕРАТ
Цель: Оценка влияния препарата гумино-фульвовых кислот на количественный выход остаточных фокусов белка-маркера репарации двунитевых разрывов (ДР) ДНК – фосфорилированного гистона H2AX (γH2AX) и пролиферативную активность в культуре мезенхимальных стромальных клеток (МСК) человека, через 24, 48 и 72 ч после воздействия рентгеновского излучения в дозах 2, 4 и 10 Гр.
Материал и методы: Через 24 ч после инкубации МСК с препаратом гумино-фульвовых кислот («Гуминовый комплекс», ООО «Система-БиоТехнологии», Россия) в разведении 1/1000 проводили облучение клеток на рентгеновской биологической установке РУБ РУСТ-М1 (напряжение 200 кВ, ток пучка 2×5 мА, фильтр алюминиевый 1,5 мм, мощность дозы 0,85 Гр/мин). Для количественной оценки остаточных фокусов γН2АХ и доли пролиферирующих клеток использовали иммуноцитохимическое окрашивание с использованием антител к γН2АХ и Ki67 (белок-маркер клеточной пролиферации), соответственно. Статистический анализ полученных данных проводился с использованием пакета статистических программ Statistica 8.0 (StatSoft). Для оценки значимости различий выборок использовали t-критерий Стьюдента.
Результаты: Проведенные исследования показали, что на используемой клеточной модели и в вышеописанных условиях эксперимента препарат гумино-фульвовых кислот не влияет на эффективность репарации радиационно-индуцированных ДР ДНК, однако существенно снижает пролиферативную активность как облученных, так и не облученных МСК. Целесообразно провести детальные исследования молекулярно-клеточных механизмов антипролиферативного эффекта гуминовых и фульвовых кислот.
Ключевые слова: мезенхимальные стромальные клетки, рентгеновское излучение, γH2AX, остаточные фокусы, двунитевые разрывы ДНК, пролиферация клеток, гуминовые кислоты, фульвовые кислоты
Для цитирования: Воробьева Н.Ю., Астрелина Т.А., Яшкина Е.И., Чигасова А.К., Осипов А.А., Усупжанова Д.Ю., Кобзева И.В., Сучкова Ю.Б., Брунчуков В.А., Расторгуева А.А., Федотов Ю.А., Самойлов А.С., Осипов А.Н. Влияние препарата гумино-фульвовых кислот на количественный выход остаточных фокусов γh2ax и пролиферативную активность в облученных мезенхимальных стромальных клетках человека // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Т. 68. № 2. С. 11–15. DOI: 10.33266/1024-6177-2023-68-2-11-15
Список литературы
1. Nardi S., Schiavon M., Francioso O. Chemical Structure and Biological Activity of Humic Substances Define Their Role as Plant Growth Promoters. Molecules. 2021;26;8. doi: 10.3390/molecules26082256.
2. Klucakova M. Size and Charge Evaluation of Standard Humic and Fulvic Acids as Crucial Factors to Determine Their Environmental Behavior and Impact. Front Chem. 2018;6:235. doi: 10.3389/fchem.2018.00235.
3. Benderskii N.S., Kudelina O.M., Gantsgorn E.V., Safronenko A.V. Fulvic Acid: an Active Food Additive or Medication? Kuban Scientific Medical Bulletin. 2020;27;3:78-91. doi: 10.25207/1608-6228-2020-27-3-78-91.
4. Buzlama A.V., Chernov Iu N. [Humic Substances: Pharmacological Properties, Mechanisms of Action, and Prospects for Use in Medicine]. Eksp Klin Farmakol. 2010;73;9:43-48.
5. van Rensburg C.E. The Antiinflammatory Properties of Humic Substances: A Mini Review. Phytother Res. 2015;29;6:791-795. doi: 10.1002/ptr.5319.
6. Pustovalova M., Astrelina Т.A., Grekhova A., Vorobyeva N., Tsvetkova A., Blokhina T., et al. Residual γH2AX Foci Induced by Low Dose X-Ray Radiation in Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Do Not Cause Accelerated Senescence in the Progeny of Irradiated Cells. Aging. 2017;9;11:2397-2410. doi: 10.18632/aging.101327.
7. Tsvetkova A., Ozerov I.V., Pustovalova M., Grekhova A., Eremin P., Vorobyeva N., et al. γH2AX, 53BP1 and Rad51 Protein Foci Changes in Mesenchymal Stem Cells During Prolonged X-ray irradiation. Oncotarget. 2017;8;38:64317-64329. doi: 10.18632/oncotarget.19203.
8. Ulyanenko S., Pustovalova M., Koryakin S., Beketov E., Lychagin A., Ulyanenko L., et al. Formation of γH2AX and pATM Foci in Human Mesenchymal Stem Cells Exposed to Low Dose-Rate Gamma-Radiation. International Journal of Molecular Sciences. 2019;20;11:2645. doi: 10.3390/ijms20112645.
9. Krenning L., van den Berg J., Medema R.H. Life or Death after a Break: What Determines the Choice? Molecular cell. 2019;76;2:346-358. doi: 10.1016/j.molcel.2019.08.023.
10. Aliper A.M., Bozdaganyan M.E., Orekhov P.S., Zhavoronkov A., Osipov A.N. Replicative and Radiation-Induced Aging: a Comparison of Gene Expression Profiles. Aging. 2019;11;8:2378-2387. doi: 10.18632/aging.101921.
11. Ulyanenko S., Pustovalova M., Koryakin S., Beketov E., Lychagin A., Ulyanenko L., et al. Formation of GammaH2AX and pATM Foci in Human Mesenchymal Stem Cells Exposed to Low Dose-Rate Gamma-Radiation. International Journal of Molecular Sciences. 2019;20;11:2645. doi: 10.3390/ijms20112645.
12. Vorob’eva N.Y., Kochetkov O.A., Pustovalova M.V., Grekhova A.K., Blokhina T.M., Yashkina E.I., et al. Comparative Analysis of the Formation of gammaH2AX Foci in Human Mesenchymal Stem Cells Exposed to (3)H-Thymidine, Tritium Oxide, and X-Rays Irradiation. Bull. Exp. Biol. Med. 2018;166;1:178-181. doi: 10.1007/s10517-018-4309-1.
13. Grekhova A.K., Pustovalova M.V., Eremin P.S., Ozerov I.V., Maksimova O.A., Gordeev A.V., et al. Evaluation of the Contribution of Homologous Recombination in DNA Double-Strand Break Repair in Human Fibroblasts after Exposure to Low and Intermediate Doses of X-ray Radiation. Biology Bulletin. 2020;46;11:1496-1502. doi: 10.1134/s1062359019110037.
14. Bushmanov A., Vorobyeva N., Molodtsova D., Osipov A.N. Utilization of DNA Double-Strand Breaks for Biodosimetry of Ionizing Radiation Exposure. Environmental Advances. 2022;8. doi: 10.1016/j.envadv.2022.100207.
15. Banath J.P., Klokov D., MacPhail S.H., Banuelos C.A., Olive P.L. Residual GammaH2AX Foci as an Indication of Lethal DNA Lesions. BMC Cancer. 2010;10:4. doi: 10.1186/1471-2407-10-4.
16. Vorobyeva N.Y., Babayan N.S., Grigoryan B.A., Sargsyan A.A., Khondkaryan L.G., Apresyan L.S., et al. Increased Yield of Residual γH2AX Foci in p53-Deficient Human Lung Carcinoma Cells Exposed to Subpicosecond Beams of Accelerated Electrons. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2022;172;6:756-759. doi: 10.1007/s10517-022-05472-9.
17. Babayan N.S., Guryev D.V., Vorobyeva N.Y., Grigoryan B.A., Tadevosyan G.L., Apresyan L.S., et al. Colony-Forming Ability and Residual Foci of DNA Repair Proteins in Human Lung Fibroblasts Irradiated with Subpicosecond Beams of Accelerated Electrons. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2021;172;1:22-25. doi: 10.1007/s10517-021-05323-z.
18. Hseu Y.C., Lin E., Chen J.Y., Liua Y.R., Huang C.Y., Lu F.J., et al. Humic Acid Induces G1 Phase Arrest and Apoptosis in Cultured Vascular Smooth Muscle Cells. Environ Toxicol. 2009;24;3:243-258. doi: 10.1002/tox.20426.
19. Salehi M., Piri H., Farasat A., Pakbin B., Gheibi N. Activation of Apoptosis and G0/G1 Cell Cycle Arrest Along with Inhibition of Melanogenesis by Humic Acid and Fulvic Acid: BAX/BCL-2 and Tyr Genes Expression and Evaluation of Nanomechanical Properties in A375 Human Melanoma Cell Line. Iran J. Basic Med. Sci. 2022;25;4:489-496. doi: 10.22038/IJBMS.2022.60651.13444.
20. Yang H.L., Huang P.J., Chen S.C., Cho H.J., Kumar K.J., Lu F.J., et al. Induction of Macrophage Cell-Cycle Arrest and Apoptosis by Humic Acid. Environ Mol. Mutagen. 2014;55;9:741-750. doi: 10.1002/em.21897.
PDF (RUS) Полная версия статьи
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Анализ остаточных фокусов выполнен при поддержке РНФ (проект № 22-2400490).
Участие авторов. Cтатья подготовлена с равным участием авторов.
Поступила: 20.11.2022. Принята к публикации: 25.01.2023.