Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2026. Том 71. № 5

DOI:10.33266/1024-6177-2026-71-5-40-44

А.К. Чигасова1, 2, 3, А.А. Осипов2, М.А. Игнатов1, 2, Ю.А. Федотов1, 2, В.О. Сабуров4, Н.Ю. Воробьева1, 2, А.Н. Осипов1, 2

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ КОЛИЧЕСТВА ФОКУСОВ БЕЛКОВ РЕПАРАЦИИ ДНК В МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТКАХ ЧЕЛОВЕКА, ОБЛУЧЕННЫХ 150 МЭB ПРОТОНАМИ ИЛИ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕМ

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 Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба Минздрава России, Обнинск

Контактное лицо: Андреян Николаевич Осипов, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

РЕФЕРАТ

Цель: Сравнительный анализ дозовых зависимостей и кинетики пострадиационных изменений количества фокусов белков репарации ДНК (γH2AX и pATM) в мезенхимальных стромальных клетках человека (МСК), подвергшихся воздействию с энергией протонов 150 МэВ или гамма-излучения кобальта-60. 

Материал и методы. В работе использовали первичную культуру МСК человека, полученную из коллекции ООО «БиолоТ» (Россия). Облучение клеток проводили в МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиале ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России на комплексе протонной терапии «Прометеус» (ФТЦ ФИАН, Россия) пучком протонов 150 МэВ на «пролет» и гамма-терапевтическом аппарате «РОКУС-АМ» (кобальт-60). Для количественной оценки фокусов γН2АХ и pAТМ использовали иммуноцитохимическое окрашивание с использованием антител к γН2АХ и pAТМ соответственно. 

Результаты: Показано, что в случае воздействия гамма-излучения количественный выход фокусов на единицу поглощенной дозы составил 18,56±2,64 и 12,58±1,52 фокуса/Гр для белков γH2AX и pATM соответственно. Количественный выход фокусов на единицу поглощенной дозы после воздействия протонов составил 19,83±2,07 и 10,79±1,51 фокуса/Гр для белков γH2AX и pATM соответственно. Проведенные исследования не выявили статистически значимых различий между киниками пострадиационных изменений количества фокусов γН2АХ и pATM в МСК, облученных в дозе 0,5 Гр протонами или гамма-излучением кобальта-60.

Заключение: Сравнительный анализ дозовых зависимостей и кинетик пострадиационных изменений количества фокусов белков репарации ДНК γH2AX и pATM в МСК человека, подвергшихся воздействию 150 МэВ протонов «на пролет» и гамма-излучения кобальта-60 не выявил статически значимых различий между эффектами этих типов излучения. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ОБЭ протонного излучения с энергией 150 МэВ «на пролет» по отношению к гамма-излучению кобальта-60 с энергией 1,25 МэВ для МСК человека равна ~ 1,0. Иммуноцитохимический анализ фокусов белков репарации ДНК представляется весьма перспективным для изучения особенностей клеточного отклика на ДНК повреждающее действие ионизирующих излучений с различными физическими характеристиками и биологической микродозиметрии.

 

Ключевые слова:   протоны, гамма-излучение, γH2AX, рATM, повреждения ДНК, репарация ДНК, мезенхимальные стромальные клетки

Для цитирования:  Чигасова А.К., Осипов А.А., Игнатов М.А., Федотов Ю.А., Сабуров В.О., Воробьева Н.Ю., Осипов А.Н. Сравнительные исследования изменений количества фокусов белков репарации ДНК в мезенхимальных стромальных клетках человека, облученных 150 МэB протонами или гамма-излучением // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2026. Т. 71. № 5. С. 40–44. DOI:10.33266/1024-6177-2026-71-5-40-44

 

Список литературы

1. Kennedy A.R. Biological Effects of Space Radiation and Development of Effective Countermeasures. Life Sci Space Res (Amst). 2014;1:10-43. Doi: 10.1016/j.lssr.2014.02.004.

2. Li Z., Jella K.K., Jaafar L., Li S., Park S., Story M.D., et al. Exposure to Galactic Cosmic Radiation Compromises DNA Repair and Increases the Potential for Oncogenic Chromosomal Rearrangement in Bronchial Epithelial Cells. Sci Rep. 2018;8;1:11038. Doi: 10.1038/s41598-018-29350-5.

3. Mostl C., Amerstorfer T., Palmerio E., Isavnin A., Farrugia C.J., Lowder C., et al. Forward Modeling of Coronal Mass Ejection Flux Ropes in the Inner Heliosphere with 3DCORE. Space Weather. 2018;16;3:216-29. Doi: 10.1002/2017SW001735.

4. Shea M.A., Smart D.F. A Summary of Major Solar Proton Events. Solar Physics. 1990;127;2:297-320. Doi: 10.1007/bf00152170.

5. Vitti E.T., Parsons J.L. The Radiobiological Effects of Proton Beam Therapy: Impact on DNA Damage and Repair. Cancers. 2019;11;7. Doi: 10.3390/cancers11070946.

6. Bianco P., Robey P.G., Simmons P.J. Mesenchymal Stem Cells: Revisiting History, Concepts, and Assays. Cell Stem Cell. 2008;2;4:313-9. Doi: 10.1016/j.stem.2008.03.002.

7. Hematti P. Mesenchymal Stromal Cells and Fibroblasts: a Case of Mistaken Identity? Cytotherapy. 2012;14;5:516-21. Doi: 10.3109/14653249.2012.677822.

8. Zuk P.A., Zhu M., Mizuno H., Huang J., Futrell J.W., Katz A.J., et al. Multilineage Cells from Human Adipose Tissue: Implications for Cell-Based Therapies. Tissue Eng. 2001;7;2:211-28. Doi: 10.1089/107632701300062859.

9. Mladenov E., Magin S., Soni A., Iliakis G. DNA Double-Strand Break Repair as Determinant of Cellular Radiosensitivity to Killing and Target in Radiation Therapy. Frontiers in Oncology. 2013 May 10;3:113. Doi: 10.3389/fonc.2013.00113.

10. Penninckx S., Pariset E., Cekanaviciute E., Costes S.V. Quantification of Radiation-Induced DNA Double Strand Break Repair Foci to Evaluate and Predict Biological Responses to Ionizing Radiation. NAR Cancer. 2021;3;4:zcab046. Doi: 10.1093/narcan/zcab046.

11. Belyaev I.Y. Radiation-Induced DNA Repair Foci: Spatio-Temporal Aspects of Formation, Application for Assessment of Radiosensitivity and Biological Dosimetry. Mutat Res. 2010;704;1-3:132-41. Doi: 10.1016/j.mrrev.2010.01.011.

12. Осипов А.А., Чигасова А.К., Яшкина Е.И., Игнатов М.А., Воробьева Н.Ю., Осипов А.Н. Связь между клеточным старением и изменением количества и размера фокусов фосфорилированного гистона H2ax в облученных фибробластах человека // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Т.69. №3. С. 13-18 [Osipov A.A., Chigasova A.K., Yashkina Ye.I., Ignatov M.A., Vorob’yeva N.YU., Osipov A.N. The Relationship between Cellular Senescence and Changes in the Number and Size of Phosphorylated Histone H2ax Foci in Irradiated Human Fibroblasts. Meditsinskaya Radiologiya i Radiatsionnaya Bezopasnost’ = Medical Radiology and Radiation Safety. 2024;69;3:13-18 (In Russ.)]. Doi: 10.33266/1024-6177-2024-69-3-13-18.

13. Чигасова А.К., Пустовалова М.В., Осипов А.А., Корнева С.А., Еремин П.С., Яшкина Е.И. и др. Пострадиационные изменения количества фокусов фосфорилированных белков H2ax и Atm в мезенхимальных стволовых клетках человека, облученных рентгеновским излучением в малых дозах // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Т.69. №1. С. 15-19 [Chigasova A.K., Pustovalova M.V., Osipov A.A., Korneva S.A., Yeremin P.S., Yashkina Ye.I., et al. Post-Radiation Changes in the Number of Foci of Phosphorylated Proteins H2ax and Atm in Human Mesenchymal Stem Cells Irradiated with Low Doses of X-Ray Radiation. Meditsinskaya Radiologiya i Radiatsionnaya Bezopasnost’ = Medical Radiology and Radiation Safety. 2024;69;1:15-19 (In Russ.)]. Doi: 10.33266/1024-6177-2024-69-1-15-19.

14. Jakl L., Markova E., Kolarikova L., Belyaev I. Biodosimetry of Low Dose Ionizing Radiation Using DNA Repair Foci in Human Lymphocytes. Genes (Basel). 2020;11;1. Doi: 10.3390/genes11010058.

15. Falaschi A., Chiaramonte A., Testi S., Scarpato R. Dual Immunofluorescence of gammaH2AX and 53BP1 in Human Peripheral Lymphocytes. J Vis Exp. 2023;197. Doi: 10.3791/65472.

16. Kocher S., Volquardsen J., Perugachi Heinsohn A., Petersen C., Roggenbuck D., Rothkamm K., et al. Fully Automated Counting of DNA Damage Foci in Tumor Cell Culture: a Matter of Cell Separation. DNA Repair (Amst). 2021;102:103100. Doi: 10.1016/j.dnarep.2021.103100.

17. Slonina D., Kowalczyk A., Janecka-Widla A., Kabat D., Szatkowski W., Biesaga B. Low-Dose Hypersensitive Response for Residual pATM and gammaH2AX Foci in Normal Fibroblasts of Cancer Patients. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2018;100;3:756-66. Doi: 10.1016/j.ijrobp.2017.10.054.

18. 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. Doi: 10.3390/ijms20112645.

19. Osipov A., Chigasova A., Belov O., Yashkina E., Ignatov M., Fedotov Y., et al. Dose Threshold for Residual γH2AX, 53BP1, pATM and p-p53 (Ser-15) Foci in X-ray Irradiated Human Fibroblasts. International Journal of Radiation Biology. 2025;101;3:254-63. Doi: 10.1080/09553002.2024.2445581.

20. Корнева С.А., Чигасова А.К., Осипов А.А., Игнатов М.А., Воробьева Н.Ю., Сабуров В.О. и др. Пострадиационные изменения количества фокусов белков γH2ax и pАtm в мезенхимальных стволовых клетках человека, облученных нейтронами с энергией 14,1 МэВ // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2025. Т.70. №3. С. 11-15 [Korneva S.A., Chigasova A.K., Osipov A.A., Ignatov M.A., Vorob’yeva N.YU., Saburov V.O., et al. Post-Radiation Changes in the Number of γH2ax and pАtm Protein Foci in Human Mesenchymal Stem Cells Irradiated with 14.1 MeV Neutrons. Meditsinskaya Radiologiya i Radiatsionnaya Bezopasnost’ = Medical Radiology and Radiation Safety. 2025;70;3:11-15 ( In Russ.)]. Doi: 10.33266/1024-6177-2025-70-3-11-15. 

21. Иванов А.А., Бычкова Т.М., Никитенко О.В., Ушаков И.Б. Радиобиологические эффекты протонов // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019. Т.64. №3. С. 19-31 [Ivanov A.A., Bychkova T.M., Nikitenko O.V., Ushakov I.B. Radiobiological Proton Effects. Meditsinskaya Radiologiya i Radiatsionnaya Bezopasnost’ = Medical Radiology and Radiation Safety. 2019;64;3:19-31 (In Russ.)]. Doi: 10.12737/article_5cf2306a3b26d6.36140627. 

  PDF (RUS) Полная версия статьи

 

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Исследования выполнены в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (№ 1024122500008-3, шифр FFZE-2025-0030).

Участие авторов. Cтатья подготовлена с равным участием авторов.

Поступила:  20.04.2026. Принята к публикации: 25.05.2026.