Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Том 68. № 3
DOI: 10.33266/1024-6177-2023-68-3-5-10
Н.Ю. Воробьева1, 2, А.А. Осипов2,А.К. Чигасова3, М.В. Пустовалова1, 4,
Д.И. Кабанов1, В.Г. Барчуков1, О.А. Кочетков1, А.Н. Осипов1, 2
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ КОЛИЧЕСТВА ФОКУСОВ γH2AX И 53BP1
В МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТКАХ ЧЕЛОВЕКА, ИНКУБИРОВАННЫХ С 3Н-ТИМИДИНОМ ИЛИ ТРИТИРОВАННОЙ ВОДОЙ
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
4 Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный
Контактное лицо: Наталья Юрьевна Воробьева, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
РЕФЕРАТ
Цель: Сравнительное исследование изменений количества фокусов белков-маркеров (ДР) ДНК (γH2AX и 53BP1) в мезенхимальных стромальных клетках (МСК) человека, инкубированных с 3Н-тимидином или тритированной водой (НТО) в течение 24, 48 и 72 ч.
Материал и методы: В работе использовали первичную культуру МСК человека 5–6 пассажа, полученную из коллекции ООО «БиолоТ» (Россия). К питательной среде добавляли стерильный раствор 3H-тимидина или НТО с удельной активностью от 100 до 400 МБк/л и инкубировали в стандартных условиях СО2-инкубатора в течение 24, 48 и 72 ч. Для количественной оценки фокусов γН2АХ и доли пролиферирующих клеток использовали иммуноцитохимическое окрашивание с использованием антител к γН2АХ, 53BP1и 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: Инкубация МСК с 3Н-тимидином с удельной радиоактивностью 100–400 МБк/л в первые 24 ч приводит к дозозависимому увеличению фокусов γН2АХ и 53ВР1. При дальнейшем увеличении времени инкубации до 48 ч и 72 ч наблюдается эффект насыщения – количество фокусов выходит на плато. Статистически достоверное увеличение фокусов γH2AX и 53BP1 в МСК, инкубированных с НТО, наблюдалось только в активно пролиферирующих клетках в первые 24 ч инкубации в среде с удельной активностью 300 и 400 МБк/л, после чего со снижением пролиферативной активности снижалось до контрольных значений. Расчеты, сделанные на основе полученных в ходе работе результатов количественного анализа фокусов γН2АХ и 53ВР1 после
инкубации 24 ч МСК с соединениями трития, что при воздействии 3H-тимидина индуцируется ~ в 6 раз больше двунитевых разрывов ДНК, чем при воздействии НТО.
Ключевые слова: мезенхимальные стромальные клетки, γH2AX, 53BP1, двунитевые разрывы ДНК, пролиферация клеток, тритий, инкубация
Для цитирования: Воробьева Н.Ю., Осипов А.А.,Чигасова А.К., Пустовалова М.В., Кабанов Д.И., Барчуков В.Г., Кочет-
ков О.А., Осипов А.Н. Сравнительное исследование изменений количества фокусов γh2ax и 53bp1 в мезенхимальных стромальных клетках человека, инкубированных с 3н-тимидином или тритированной водой // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Т. 68. № 3. С. 5–10. DOI: 10.33266/1024-6177-2023-68-3-5-10
Список литературы
1.Гурьев Д.В., Кочетков О.А., Барчуков В.Г., Осипов А.Н. Биологические эффекты органических и неорганических соединений трития // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2020. Т.65, № 2. С. 5-10. https://doi.org/10.12737/1024-6177-2020-65-2-5-10. [Guryev D.V., Kochetkov O.A., Barchukov V.G., Osipov A.N. Biological Effects of Organic and Inorganic Compounds of the Tritium. Meditsinskaya Radiologiya i Radiatsionnaya Bezopasnost = Medical Radiology and Radiation Safety. 2020;65;2:5-10. https://doi.org/10.12737/1024-6177-2020-65-2-5-10 (In Russ.)].
2.Little M.P., Lambert B.E. Systematic Review of Experimental Studies on the Relative Biological Effectiveness of Tritium. Radiat Environ Biophys. 2008;47;1:71-93. doi: 10.1007/s00411-007-0143-y.
3.Kim S.B., Baglan N., Davis P.A. Current Understanding of Organically Bound Tritium (OBT) in the Environment. Journal of Environmental Radioactivity. 2013;126:83-91. doi: 10.1016/j.jenvrad.2013.07.011.
4.Harrison J.D., Khursheed A., Lambert B.E. Uncertainties in Dose Coefficients for Intakes of Tritiated Water and Organically Bound Forms of Tritium by Members of the Public. Radiation Protection Dosimetry. 2002;98;3:299-311.
5.Alloni D., Cutaia C., Mariotti L., Friedland W., Ottolenghi A. Modeling Dose Deposition and DNA Damage Due to Low-Energy Beta(-) Emitters. Radiation Research. 2014;182;3:322-330. doi: 10.1667/RR13664.1.
6.Rodneva S.M., Osipov A.A., Guryev D.V., Tsishnatti A.A., Fedotov Y.А., Yashkina E.I., et al. Comparative Study of the γH2AX Foci Forming in Human Lung Fibroblasts Incubated in Media Containing Tritium-Labeled Thymidine or Amino Acids. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2021;172;2:245-9. doi: 10.1007/s10517-021-05370-6.
7.Mladenova V., Mladenov E., Stuschke M., Iliakis G. DNA Damage Clustering after Ionizing Radiation and Consequences in the Processing of Chromatin Breaks. Molecules. 2022;27;5. doi: 10.3390/molecules27051540.
8.Jiang Y. Contribution of Microhomology to Genome Instability: Connection between DNA Repair and Replication Stress. International Journal of Molecular Sciences. 2022;23;21. doi: 10.3390/ijms232112937.
9.Sishc B.J., Davis A.J. The Role of the Core Non-Homologous End Joining Factors in Carcinogenesis and Cancer. Cancers (Basel). 2017;9;7. doi: 10.3390/cancers9070081.
10.Rothkamm K., Barnard S., Moquet J., Ellender M., Rana Z., Burdak-Rothkamm S. DNA Damage Foci: Meaning and Significance. Environ Mol. Mutagen. 2015;56;6:491-504. doi: 10.1002/em.21944.
11.Bushmanov A., Vorobyeva N., Molodtsova D., Osipov A.N. Utilization of DNA Double-Strand Breaks for Biodosimetry of Ionizing Radiation Exposure. Environmental Advances. 2022;8:100207. doi: 10.1016/j.envadv.2022.100207.
12.Scully R., Xie A. Double Strand Break Repair Functions of Histone H2AX. Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis. 2013;750;1-2:5-14. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2013.07.007.
13.Shibata A., Jeggo P.A. Roles for 53BP1 in the Repair of Radiation-Induced DNA Double Strand Breaks. DNA Repair. 2020;93:102915. doi: 10.1016/j.dnarep.2020.102915.
14.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 γH2AX Foci in Human Mesenchymal Stem Cells Exposed to 3H-Thymidine, Tritium Oxide, and X-Rays Irradiation. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2018;166;1:178-181. doi: 10.1007/s10517-018-4309-1.
15.Bártová E., Legartová S., Dundr M., Suchánková J. A Role of the 53BP1 Protein in Genome Protection: Structural and Functional Characteristics of 53BP1-Dependent DNA Repair. Aging. 2019;11;8:2488-2511. doi: 10.18632/aging.101917.
16.Panier S, Boulton SJ. Double-strand break repair: 53BP1 comes into focus. Nat Rev Mol Cell Biol. 2014;15(1):7-18. doi: 10.1038/nrm3719.
17.Markova E., Vasilyev S., Belyaev I. 53BP1 Foci as a Marker of Tumor Cell Radiosensitivity. Neoplasma. 2015;62;5:770-776. doi: 10.4149/neo_2015_092.
18.Niotis A., Tsiambas E., Fotiades P.P., Ragos V., Polymeneas G. ki-67 and Topoisomerase IIa Proliferation Markers in Colon Adenocarcinoma. J. BUON. 2018;23;7:24-27.
19.Mennan C., Garcia J., Roberts S., Hulme C., Wright K. A Comprehensive Characterisation of Large-Scale Expanded Human Bone Marrow and Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells. Stem Cell Res Ther. 2019;10;1:99. doi: 10.1186/s13287-019-1202-4.
20.Guo Z., Yang J., Liu X., Li X., Hou C., Tang P.H., et al. Biological Features of Mesenchymal Stem Cells from Human Bone Marrow. Chin. Med. J. (Engl). 2001;114;9:950-953.
PDF (RUS) Полная версия статьи
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Работа выполнена при поддержке РНФ (проект № 22-2400490).
Участие авторов. Cтатья подготовлена с равным участием авторов.
Поступила: 20.01.2022. Принята к публикации: 25.02.2023.