Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Том 68. № 2

DOI: 10.33266/1024-6177-2023-68-2-67-74

О.А. Синельщикова

СОСТОЯНИЕ ГЕНОМА ПРИ ВНУТРИУТРОБНОМ ОБЛУЧЕНИИ

Южно-Уральский институт биофизики ФМБА России, Озерск

Контактное лицо: Ольга Александровна Синельщикова, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

РЕФЕРАТ

Широкое применение источников ионизирующих излучений в диагностических и лечебных целях диктует необходимость исследований влияния внутриутробного облучения на состояние здоровья. Поиск литературных источников проводился по базам данных MEDLINE в поисковой системе PubMed, CyberLeninka, elibrary.ru с использованием ключевых слов: внутриутробное облучение, ген, геном, геномная нестабильность, цитогенетика, мутации, хромосомные аберрации, экспрессия генов. В обзоре использованы полнотекстовые источники литературы на русском и английском языках. Поиск литературы окончен в ноябре 2021 г. 

В работе представлен обзор литературы о состоянии генома при внутриутробном облучении. Результаты исследований лиц, подвергшихся внутриутробному облучению во время атомной бомбардировки в Японии, при проведении лечебно-диагностических процедур, а также данные, полученные в экспериментальных исследованиях на животных, свидетельствуют о том, что основными радиационно-индуцированными эффектами внутриутробного облучения являлись ранняя гибель зародыша/плода, врожденные пороки развития, задержка роста и интеллектуального развития с порогом не менее 100 мГр. 

Генетические нарушения изучались как в экспериментах на животных, так и у лиц, подвергшихся внутриутробному облучению в результате бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в Японии, у потомков родителей, подвергшихся облучению в результате профессиональной деятельности, а также медицинскому облучению. Было показано, что изменения в геноме зависели от типа, дозы, мощности дозы облучения и фазы внутриутробного развития. Большинство аберраций стабильного типа были представлены делециями и транслокациями. Определялись также нестабильные аберрации: парные фрагменты, центромерные разрывы, дицентрики, кольца. 

Ключевые слова: внутриутробное облучение, геном, геномная нестабильность, хромосомные аберрации

Для цитирования: Синельщикова О.А. Состояние генома при внутриутробном облучении // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Т. 68. № 2. С. 67–74. DOI: 10.33266/1024-6177-2023-68-2-67-74

Список литературы

1. ICRP. Pregnancy and Medical Radiation. ICRP Publication 84 // Ann ICRP. 2000. V.30, No. 1. P. 1–43.

2. UNSCEAR 2006 Report. Effects of Ionizing Radiation. V.2. New York: United Nations, 2009. 334 p.

3. ICRP Publication 118. ICRP Statement on Tissue Reactions and Early and Late Effects of Radiation in Normal Tissues and Organs – Threshold Doses for Tissue Reactions in a Radiation Protection Context // Ann ICRP. 2012. V.41, No. 1–2. P. 1–332. DOI: 10.1016/j.icrp.2012.02.001.

4. Биологические эффекты пренатального облучения // Материалы Научного комитета ООН по воздействию атомной радиации. Тридцать четвертая сессия НКДАР ООН. Вена: НКДАР ООН, 1985. 161–182 с. 

5. Сивочалова О.В., Радионова Г.К. Медико-экологические аспекты проблемы охраны репродуктивного здоровья, работающих России // Мед. труда и пром. экол. 1999. № 3. С. 1–5. 

6. Wakeford R., Little M.P. Risk Coefficients for Childhood Cancer after Intrauterine Irradiation: a Review // Int. J. Radiat. Biol. 2003. V.79, No. 5. P. 293–309. DOI: 10.1080/0955300031000114729.

7. Окладникова Н.Д. Изучение хромосом в лейкоцитах культуры периферической крови подростков, подвергавшихся облучению в антенатальном периоде развития // Бюллетень радиационной медицины. 1972. № 2. С. 86–91. 

8. Окладникова Н.Д., Бурак Л.Е., Патрушева Н.В. Состояние хромосомного аппарата лимфоцитов периферической крови внуков работников, подвергавшихся профессиональному радиационному воздействию // Бюллетень радиационной медицины. 1989. № 3. С. 101–107. 

9. Бурак Л.Е., Окладникова Н.Д., Петрушкина Н.П., Мусаткова О.Б. Частота хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови внуков лиц, подвергавшихся профессиональному радиационному воздействию // Мед. радиология. 1993. Т.38, № 8. С. 19–20.

10. Окладникова Н.Д., Бурак Л.Е., Дудченко Н.Н. Цитогенетическая характеристика соматических клеток у первого поколения облученных людей // Вопросы радиационной безопасности. 2005. № 1. С. 45–48.

11. Ярмоненко С.П. Радиобиология человека и животных. М.: Высшая школа, 1988. 375 c. 

12. Радиационная медицина / Под ред. Ильина Л.А. М.: АТ, 2004. 992 с.

13. Upton A.C. Historical Perspectives on Radiation Carcinogenesis // Radiation Carcinogenesis. Ed. Upton A.C., Albert R.E., Burns F.J., Shire R.E., eds. New York, NY: Elsevier, 1986. P. 1–10.

14. Little J.B. Radiation Induced Genomic Instability // Int. J. Radiat. Biol. 1998. V.74, No. 6. P. 663–671. DOI: 10.1080/095530098140925.

15. Kozlowski R., Bouffler S.D., Haines J.W., Harrison J.D., Cox R. In Utero Haemopoietic Sensitivity to Alpha, Beta or X–Irradiation in CBA/H mice // Int. J. Radiat. Biol. 2001. V.77, No. 7. P. 805–815. DOI: 10.1080/09553000110053161.

16. Nakano M., Kodama Y., Ohtaki K., Nakashima E., Niwa O., Toyoshima M., Nakamura N. Chromosome Aberrations do not Persist in the Lymphocytes or Bone Marrow Cells of Mice Irradiated in Utero or Soon after Birth Source // Int. J. Radiation Research. 2007. V.167, No. 6. P. 693–702. DOI: 10.1667/RR0718.1.

17. Rönnbäck C. Dominant and Recessive Effects of Induced-Lethals in Female Mice by Exposure to Gamma-Irradiation During the 10th to 14th Day of Intrauterine Life // Int. J. Mutat Res. 1978. V.49, No. 1. P. 61–70. DOI: 10.1016/0027-5107(78)90078-7.

18. Derradji H., Bekaert S., De Meyer T., Jacquet P., El-Ardat K. A., Ghardi M., Arlette M., Baatout S. Ionizing Radiation-Induced Gene Modulations, Cytokine Content Changes and Telomere Shortening in Mouse Fetuses Exhibiting Forelimb Defects // Int. J. Developmental Biology. 2008. V.322, No. 2. P. 302–313. DOI: 10.1016/j.ydbio.2008.07.032.

19. Weissenborn U., Streffer C. Analysis of Structural and Numerical Chromosomal Anomalies at the First, Second, and Third Mitosis after Irradiation of One-Cell Mouse Embryos with X-Rays or Neutrons // Int. J. Radiat. Biol. 1988. V.54, No. 3. P. 381–394. DOI: 10.1080/09553008814551771.

20. Streffer C. Chromosomal Damage in Preimplantation Mouse Embryos and Its Development Through the Cell Cycle // Int. J. Mutat. Res. 1993. V.299, No. 3–4. P. 313–315. DOI: 10.1016/0165-1218(93)90108-p.

21. Wright E.G. Inherited and Inducible Chromosomal Instability: A Fragile Bridge Between Genome Integrity Mechanisms and Tumorigenesis // Int. J. Pathol. 1999. V.187, No. 1. P. 19–27. DOI: 10.1002/(SICI)1096-9896(199901)187:1<19::AID-PATH233>3.0.CO;2-1.

22. Hamasaki К., Landes R.D., Noda A., Nakamura N., Kodama Y. Irradiation at Different Fetal Stages Results in Different Translocation Frequencies in Adult Mouse Thyroid Cells // Int. J. Radiation Research. 2016. V.186, No. 4. P. 360–366. DOI: 10.1667/RR14385.1.

23. Neumeister K., Wasser S. Clinical Data for Radiation Embryology. Investigation Programme 1967, Report 1984 // Int. J. Radiat Environ Biophys. 1985. V.24, No. 3. P. 227–237. DOI: 10.1007/BF01209526.

24. Gustavson K.H., Jagell S., Blomquist H.K., Nordenson I. Microcephaly, Mental Retardation and Chromosomal Aberrations in a Girl FollowingRadiation Therapy During Late Fetal Life // Int. J. Acta Radiologica: Oncology. 1981. V.20, No. 3. P. 209–212. DOI: 10.3109/02841868109130197.

25. Kucerova M. Long-Term Cytogenetic and Clinical Control of a Child Following Intraurine Irradiation. Acta Radiol. Therap. Phys. Biol. 1970;9;4:353–361. DOI: 10.3109/02841867009129111.

26. Kucerova M. Chromosome Analysis of an Infant after Intrauterine Irradiation // Acta Radiol. 1967. V.6, No. 5. P. 410–413.

27. Neumeister K., Wasser S. Findings in Children after Radiation Exposure in Utero from X-Ray Examination of Mothers: Results from Children Studied after One to Ten Years. In: Effects of Prenatal Irradiation with Special Emphasis on Late Effects. CEC Report 8067-EN. Brussels: Commission of the European Communities, 1984.

28. Bloom A.D., Neriishi S., Archer P.G. Cytogenetic of the in-Utero Exposed of Hiroshima and Nagasaki // Lancet. 1968. V.2, No. 7558. P. 10–12. DOI: 10.1016/s0140-6736(68)92887-0.

29. Miller R.W. Delayed Radiation Effects in Atomic-Bomb Survivors. Major Observations by the Atomic Bomb Casualty Commission are Evaluated // Science. 1969. V.166, No. 3905. P. 569-574. DOI: 10.1126/science.166.3905.569.

30. Ohtaki K., Sposto R., Kodama Y., Nakano M., Awa A.A. Aneuploidy in Somatic Cells of in Utero Exposed A-Bomb Survivors in Hiroshima // Mutation Research. 1994. V.316, No. 1. P. 49–58. DOI: 10.1016/0921-8734(94)90007-8.

31. Михайлова Г.Ф. Сравнительный анализ нестабильных и стабильных хромосомных аберраций в группах лиц, облучившихся внутриутробно во время аварии на ЧАЭС в различные периоды пренатального развития // Радиация и риск. 2006. Т.15, № 3–4. С. 157–163. 

32. Stepanova Ye.I., Vdovenko V.Yu., Misharina Zh.A., Kolos V.I., Mischenko L.P. Genetic Effects in Children Exposed in Prenatal Period to Ionizing Radiation after the Chernobyl Nuclear Power Plant // Exp. Oncol. 2016. V.38, No. 4. P. 272–275.

33. Сусков И.И., Кузьмина Н.С., Сускова В.С., Балева Л.С., Сипягина А.Е. Проблема индуцированной геномной нестабильности как основы повышенной заболеваемости у детей, подвергающихся низкоинтенсивному воздействию радиации в малых дозах // Радиационная биология. Радиоэкология. 2006. Т.46, № 2. С. 167–177. 

34. Кузьмина Н.С., Сусков И.И. Экспрессирование геномной нестабильности в лимфоцитах детей, проживающих в условиях длительного действия радиационного фактора // Радиационная биология. Радиоэкология. 2002. Т.42, № 6. С. 735–739. 

35. Степанова Е.И., Вдовенко В.Ю., Мишарина Ж.А. Постнатальные эффекты у детей, облученных в период внутриутробного развития, в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Радиационная биология. Радиоэкология. 2007. Т.47, № 5. С. 523–529. 

36. Балева Л.С., Сипягина А.Е., Карахан Н.М., Егорова Н.И. Медико-биологический мониторинг состояния здоровья поколений населения из регионов радионуклидного загрязнения // Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность – 2019: Материалы международной научно-практической конференции 23 – 26 сентября 2019 г. Севастополь: СевГУ, 2019. 215–221. 

37. Степанов Е.И., Мишарина Ж.А., Вдовенко В.Ю. Отдаленные цитогенетические эффекты у детей, облученных внутриутробно в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Радиационная биология. Радиоэкология. 2002. Т.46, № 6. С. 700–703. 

38. Киселева Е.В., Возилова А.В. Влияние хронического облучения на частоту нестабильных хромосомных аберраций у населения прибрежных сел реки Теча // Актуальные вопросы фундаментальной и клинической медицины: Сборник материалов конгресса молодых ученых, 24–25 мая 2018 г. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2018. 101–102. 

39. Ахмадуллина Ю.Р., Возилова А.В., Аклеев А.В. Исследование повреждений ДНК лимфоцитов периферической крови методом микроядерного теста у жителей прибрежных сел реки Течи, подвергшихся хроническому облучению внутриутробно и постнатально // Генетика. 2020. Т.56, № 4. С. 463–470. 

40. Liu Q.J., Lu X., Zhao H., Chen S., Wang M.M., Bai Y., Zhang S.L., Feng J.B., Zhang Z.H., Chen D.Q., Ma L.W., Jia T.Z., Liang L. Cytogenetic Analysis in 16-Year Follow-up Study of a Mother and Fetus Exposed in a Radiation Accident in Xinzhou, China // Mutat Res. 2013. V.755, No. 1. P. 68–72. DOI: 10.1016/j.mrgentox.2013.05.015.

 

 PDF (RUS) Полная версия статьи

 
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Участие авторов. Cтатья подготовлена с равным участием авторов.

Поступила: 20.11.2022. Принята к публикации: 25.01.2023.