Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2026. Том 71. № 4

DOI:10.33266/1024-6177-2026-71-4-12-20

В.Г. Шуватова, Д.А. Шапошникова, К.В. Кондратьев, Е.Ю. Москалева

АНАЛИЗ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ОПУХОЛЕВЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ЧЕЛОВЕКА ЛИНИИ МCF-7 ПРИ КУЛЬТИВИРОВАНИИ В ВИДЕ 2D- И 3D-КУЛЬТУРЫ

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва

Контактное лицо: Елизавета Юрьевна Москалева, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. , This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

РЕФЕРАТ

Цель: Опухолевые стволовые клетки (ОСК), культивируемые в 3D-культурах (3DК) характеризуются более высокой радиоустойчивостью, чем клетки 2D-культур (2DК), однако влияние этих условий культивирования на радиочувствительность ОСК не изучено. Целью работы явилось сравнение клеток аденокарциномы молочной железы человека линии МCF-7, культивируемых в виде 2DК и 3DК, по параметрам, характеризующим скорость пролиферации клеток, содержание ОСК и радиочувствительность клеток этих культур и ОСК в их составе при действии γ-излучения.

Материал и методы: Скорость пролиферации клеток в 2DК и 3DК анализировали по времени удвоения клеток при подсчете их количества в динамике с помощью световой микроскопии и по параметрам клеточного цикла и доле пролиферирующих Ki67+-клеток с помощью проточной цитометрии. Содержание ОСК оценивали по содержанию клеток с фенотипом CD44+/CD24-/low, по размеру фракции SP и доле клеток с высокой активностью альдегиддегидрогеназы с помощью проточной цитометрии. γ-облучение клеток осуществляли на установке «ГУТ-200М» в дозах 1–8 Гр при мощности дозы 0,75 Гр/мин. Радиочувствительность клеток оценивали по показателям D0 и Dq.

Результаты: Показано, что клетки линии MCF-7, культивируемые в виде 3DК, характеризуются более длительным временем удвоения клеток и более медленной пролиферацией, чем клетки 2DК. Культивирование в виде 3DК позволяет в 10 раз увеличить содержание ОСК, оцениваемое по данным всех использованных методов, по сравнению с 2DК. Радиоустойчивость ОСК при культивировании клеток в виде 2DК (D0=3,0±0,5 Гр) в два раза превышает радиоустойчивость общей популяции клеток 2DК (D0=1,5±0,2 Гр), а при культивировании в виде 3DК она не отличается от радиоустойчивости общей популяции клеток 3DК (D0=2,5±0,3 и 2,2±0,3 Гр соответственно). Радиочувствительность ОСК линии MCF-7 при культивировании клеток в виде 2DК и 3DК при действии γ-излучения одинакова, несмотря на более высокую радиоустойчивость общей популяции клеток 3DК. Клетки 3DК, а также ОСК в 3DК характеризуются более высокой способностью к репарации сублетальных повреждений, оцениваемой по величине Dq, чем в 2DК, хотя эти различия были статистически мало значимы.

Заключение: Радиоустойчивость ОСК линии MCF-7 при культивировании в виде 2DК в 2 раза превышает радиоустойчивость всей популяции клеток 2DК, а при культивировании в виде 3DК радиоустойчивость ОСК и общей популяции клеток одинакова. Радиочувствительность ОСК линии MCF-7 при культивировании клеток в виде 2DК и 3DК при действии γ-излучения одинакова, несмотря на более высокую радиоустойчивость клеток всей популяции клеток 3DК, чем 2DК.

Ключевые слова: опухолевые стволовые клетки, радиочувствительность, рак молочной железы, культура клеток, линия MCF-7, 2D-культура, 3D-культура, маммосферы

Для цитирования: Шуватова В.Г., Шапошникова Д.А., Кондратьев К.В., Москалева Е.Ю. Анализ радиочувствительности опухолевых стволовых клеток рака молочной железы человека линии мcf-7 при культивировании в виде 2d- и 3d-культуры // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2026. Т. 71. № 4. С. 12–20. DOI:10.33266/1024-6177-2026-71-4-12-20

Список литературы

1. Хмелевский Е.В., Трофимова О.П. Рак молочной железы // Стандарты лучевой терапии / Под ред. А.Д. Каприна, А.А. Костина, Е.В. Хмелевского. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2020. С. 253-269 [Khmelevskiy Ye.V., Trofimova O.P. Breast Cancer. Standarty Luchevoy Terapii = Standards of Radiation Therapy. Ed. A.D. Kaprin, A.A. Kostin, Ye.V. Khmelevskiy. Moscow, GEOTAR-Media Publ.,2020. P. 253-259 (In Russ.)]. URL: https://www.rosmedlib.ru/book/ISBN9785970455814.html.

2. Шахзадова А.О., Старинский В.В., Лисичникова И.В. Состояние онкологической помощи населению России в 2022 году // Сибирский онкологический журнал. 2023. Т.22. №5. С. 5-13 [Shakhzadova A.O., Starinskiy V.V., Lisichnikova I.V. State of Oncological Care for the Population of Russia in 2022. Sibirskiy Onkologicheskiy Zhurnal = Siberian Journal of Oncology. 2023;22;5:5-13 (In Russ.)]. Doi: 10.21294/1814-4861-2023-22-5-5-13.

3. Korzets Y., Levitas D., Grubstein A., Corn B.W., Amir E., Goldvaser H. Efficacy and Safety of the Addition of Internal Mammary Irradiation to Standard Adjuvant Radiation in Early-Stage Breast Cancer: A Systematic Review and Meta-Analysis. Curr Oncol. 2022;29;9:6657-6673. Doi: 10.3390/curroncol29090523. 

4. Bonnet D., Dick J.E. Human Acute Myeloid Leukemia is Organized as a Hierarchy that Originates from a Primitive Hematopoietic Cell. Nat Med. 1997;3;7:730-7. Doi: 10.1038/nm0797-730. PMID: 9212098. 

5. Reya T., Morrison S.J., Clarke M.F., Weissman I.L. Stem Cells, Cancer, and Cancer Stem Cells. Nature. 2001;414;6859:105-11. Doi: 10.1038/35102167. PMID: 11689955.

6. Al-Hajj M., Wicha M.S., Benito-Hernandez A., Morrison S.J., Clarke M.F. Prospective Identification of Tumorigenic Breast Cancer Cells. Proc Natl Acad Sci USA. 2003;100;7:3983-8. Doi: 10.1073/pnas.0530291100. PMID: 12629218.

7. Dontu G., Abdallah W.M., Foley J.M., Jackson K.W., Clarke M.F., Kawamura M.J., Wicha M.S. In Vitro Propagation and Transcriptional Profiling of Human Mammary Stem/Progenitor Cells. Genes Dev. 2003;17;10:1253-70. Doi: 10.1101/gad.1061803. PMID: 12756227.

8. Ponti D., Costa A., Zaffaroni N., Pratesi G., Petrangolini G., Coradini D., Pilotti S., Pierotti M.A., Daidone M.G. Isolation and in Vitro Propagation of Tumorigenic Breast Cancer Cells with Stem/Progenitor Cell Properties. Cancer Res. 2005;65;13:5506-11. Doi: 10.1158/0008-5472.CAN-05-0626. PMID: 15994920. 

9. Wang J.L., Yu J.P., Sun Z.Q., Sun S.P. Radiobiological Characteristics of Cancer Stem Cells from Esophageal Cancer Cell Lines. World J Gastroenterol. 2014;20;48:18296-305. Doi: 10.3748/wjg.v20.i48.18296. PMID: 25561796.

10. Phillips T.M., McBride W.H., Pajonk F. The Response of CD24(-/low)/CD44+ Breast Cancer-Initiating Cells to Radiation. J Natl Cancer Inst. 2006;98;24:1777-85. Doi: 10.1093/jnci/djj495. PMID: 17179479.

11. Krause M., Dubrovska A., Linge A., Baumann M. Cancer Stem Cells: Radioresistance, Prediction of Radiotherapy Outcome and Specific Targets for Combined Treatments. Adv Drug Deliv Rev. 2017;109:63-73. Doi: 10.1016/j.addr.2016.02.002. PMID: 26877102. 

12. Zamulaeva I.A., Selivanova E.I., Kiseleva V.I., Matchuk O.N., Krikunova L.I., Mkrtchyan L.S., Kaprin A.D. Correlation of Radiation Response of Cervical Cancer Stem Cells with their Initial Number before Treatment and Molecular Genetic Features of Papillomavirus Infection. Bull Exp Biol Med. 2020;170;2:241-245. Doi: 10.1007/s10517-020-05043-w.

13. Zamulaeva I., Selivanova E., Matchuk O., Kiseleva V., Mkrtchyan L., Krikunova L. Radiation Response of Cervical Cancer Stem Cells is Associated with Pretreatment Proportion of These Cells and Physical Status of HPV DNA. Int J Mol Sci. 2021;22;3:1445. Doi: 10.3390/ijms22031445. PMID: 33535561.

14. He L., Wick N., Germans S.K., Peng Y. The Role of Breast Cancer Stem Cells in Chemoresistance and Metastasis in Triple-Negative Breast Cancer. Cancers. 2021;13;24:6209. Doi: 10.3390/cancers13246209. PMID: 34944829.

  PDF (RUS) Полная версия статьи

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Работа проведена в рамках выполнения государственного задания НИЦ «Курчатовский институт».

Участие авторов.  В.Г Шуватова – разработка дизайна исследования, проведение экспериментов, анализ полученных результатов, написание статьи; Д.А. Шапошникова – проведение и анализ данных экспериментов с использованием проточной цитометрии; К.В. Кондратьев – дозиметрический анализ и проведение сеансов γ-облучения клеток; Е.Ю. Москалева – разработка концепции исследования, анализ данных, написание и научное редактирование текста статьи.

Поступила:  20.03.2026. Принята к публикации: 25.04.2026.