Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2021. Том 66. № 6. C. 26–33

Е.Ю. Москалева, А.Н. Романцова, Ю.П. Семочкина, А.В. Родина, И.В. Чешигин,
А.С. Дегтярев, А.С. Жирник

АНАЛИЗ ПОЯВЛЕНИЯ МИКРОЯДЕР В ЭРИТРОЦИТАХ
И АКТИВНОСТИ ПРОЛИФЕРАЦИИ КЛЕТОК КОСТНОГО МОЗГА
ПОСЛЕ ПРОЛОНГИРОВАННОГО ОБЛУЧЕНИЯ МЫШЕЙ
БЫСТРЫМИ НЕЙТРОНАМИ В НИЗКИХ ДОЗАХ

НИЦ «Курчатовский институт», Москва

Контактное лицо: Елизавета Юрьевна Москалева: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

РЕФЕРАТ

Цель: Анализ уровня цитогенетических повреждений и активности пролиферации клеток костного мозга у мышей линии С57BL/6 при пролонгированном облучении животных быстрыми нейтронами в диапазоне низких доз 10 – 500 мГр.

Материал и методы: В экспериментах использовали самцов мышей линии C57BL/6 в возрасте 7–8 и 16 нед. Облучение проводили на установке ОР-М в поле быстрых нейтронов и гамма-квантов с использованием пяти Pu(α,n)Be радионуклидных источников с высоким значением выхода быстрых нейтронов при суммарной мощности дозы от нейтронов и сопутствующих гамма-квантов 2,13 мГр/ч. В клетках костного мозга контрольных и облученных мышей анализировали частоту полихроматофильных (ПХЭ) и нормохромных (НХЭ) эритроцитов с микроядрами (МЯ) и соотношение ПХЭ и НХЭ при световой микроскопии. Активность пролиферации клеток костного мозга оценивали по количеству Ki-67+-клеток. Параметры клеточного цикла и уровень апоптоза исследовали после окрашивания ДНК красителем DAPI с помощью проточной цитометрии. Статистическую обработку результатов проводили по методу Стьюдента с использованием компьютерной программы Origin.

Результаты: Обнаружено, что пролонгированное облучение мышей в дозах от 10 до 500 мГр через 24 ч приводило к статистически значимому повышению частоты ПХЭ с МЯ при всех исследованных дозах. Зависимости этого показателя от дозы в исследованном диапазоне не наблюдали. Повышение частоты ПХЭ c МЯ при дозе 500 мГр сохранялось, по крайней мере, до 72 ч. Достоверное повышение частоты НХЭ с МЯ через 24 ч после облучения обнаружено только при дозе 500 мГр, и оно сохранялось до 48 ч. При этой дозе обнаружено также снижение количества ядросодержащих клеток в костном мозге через 24 – 72 ч после воздействия, снижение через 24 ч после облучения мышей количества Ki-67+-клеток, блок клеточного цикла в фазе G2/M и снижение клеток в фазе G0/G1, но уже через 48 ч нарушения в клеточном цикле отсутствовали.

Заключение: Показано, что для однократного общего пролонгированного облучения мышей в низких дозах (10 – 500 мГр) при анализе частоты ПХЭ с МЯ в костном мозге регистрируются цитогенетические повреждения, что свидетельствует о генетической опасности действия даже таких низких уровней облучения быстрыми нейтронами. Снижение количества Ki-67+-клеток и блок клеточного цикла в фазе G2/M обнаружено только после облучения мышей в дозе 500 мГр и только через 24 ч после воздействия, а количество ядросодержащих клеток в костном мозге при этой дозе было снижено до 72 ч. 

Ключевые слова: микроядра, костный мозг, клеточный цикл, пролиферация клеток, Ki-67, быстрые нейтроны, пролонгированное облучение, низкие дозы, мыши

Для цитирования: Москалева Е.Ю., Романцова А.Н., Семочкина Ю.П., Родина А.В., Чешигин И.В., Дегтярев А.С., Жирник А.С. Анализ появления микроядер в эритроцитах и активности пролиферации клеток костного мозга после пролонгированного облучения мышей быстрыми нейтронами в низких дозах // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2021. Т. 66. № 6. С.26–33.

DOI: 10.12737/1024-6177-2021-66-6-26-33

Список литературы / References

1. Goodhead D.T. Neutrons are Forever! Historical Perspectives. Intern. J. Radiat. Biol. 2019;95;7:1–80. doi:10.1080/09553002.2019. 1569782.

2. Vorozhtsova S.V., Bulynina T.M., Ivanov A.A. Cytogenetic Effects in Mice Bone Marrow after Irradiation by Fast Neutrons. Aerospace and Environmental Medicine. 2016;50;1:55–60.

3. Kagawa N., Shimura M., Takai A., Endo S., Fujikawa K. Relative Biological Effectiveness of Fission Neutrons for Induction of Micronucleus Formation in Mouse Reticulocytes in Vivo. Mutation Res. 2004;55;6(1-2):93–99. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2004.07.001.

4. Nair S., Engelbrecht M., Miles X., Ndimba R., Fisher R., du Plessis P., et al. The Impact of Dose Rate on DNA Double-Strand Break Formation and Repair in Human Lymphocytes Exposed to Fast Neutron Irradiation. Int. J. Mol. Sci. 2019;20;21:5350. doi: 10.3390/ijms20215350.

5. Turner H.C., Shuryak I., Taveras M., Bertucci A., Perrier J.R., Chen C., et al. Effect of Dose Rate on Residual γH2AX Levels and Frequency of Micronuclei in X-Irradiated Mouse Lymphocytes. Radiat. Res. 2015;183:315–324. doi: 10.1667/RR13860.1.

6. 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. Int. J. Mol. Sci. 2019;20:2645. doi: 10.3390/ijms20112645.

7. Schmid W. The Micronucleus Test. Mutation Res. 1975;31;1:9–15. doi: 10.1016/0165-1161(75)90058-8.

8. Zaichkina S.I., Rozanova O.M., Aptikaeva G.F., Akhmadieva A.Kh., Smirnova E.N., Romanchenko S.P., et al. Peculiarities of the Effect of Low-Dose-Rate Radiation Simulating High-Altitude Flight Conditions on Mice in Vivo. Radiat. Environ. Biophys. 2007;46:131–135. doi: 10.1007/s00411-007-0107-2. 

9. Mozdarani H., Khoshbin-Khoshnazar A.R. In Vivo Protection by Cimetidine Against Fast Neutron-Induced Micronuclei in Mouse Bone Marrow Cells. Cancer Lett. 1998;124;1:65-71. doi: 10.1016/s0304-3835(97)00451-5.

10. Bashlykova L.A. Inheritance of Cytogenetic and Molecular-Cellular Effects in Cells of Animals Bone Marrow at Chronic Impact of Ionizing Radiation. Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2017;19;2(3):420-425. (In Russ.). [Башлыкаова Л.А. Наследование цитогенетических и молекулярно-клеточных эффектов в клетках костного мозга животных при хроническом воздействии ионизирующего излучения // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2017. Т.19, № 2(3). С. 420-425].

11. A Review of Human Carcinogens. Part D: Radiation. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. 2012;100D:231–239. 

12. Zaichkina S.I., Rozanova O.M., Aptikaeva G.F., Akhmadieva A.Kh., Klokov D.Yu., Smirnova H.N., Balakin V.E. Investigation of the Low-Dose γ-Irradiation Effect on the Spontaneous and High-Dose Radiation-Induced Level of Cytogenetic Damage in Mouse Bone Marrow Cells in Vivo. Int. J. Low. Radiation. 2006;2;1/2:1–12. doi: 10.1504/IJLR.2006.007890.

13. Bannister L.A., Mantha R.R., Devantier Y., Petoukhov E.S., Brideau C.L., Serran M.L., Klokov D.Y. Dose and Radioadaptive Response Analysis of Micronucleus Induction in Mouse Bone Marrow. Int. J. Mol. Sci. 2016;17:1548. doi:10.3390/ijms17091548.

14. Lia W., Wang G., Cui J., Xue L., Cai L. Low-Dose Radiation (LDR) Induces Hematopoietic Hormesis: LDR-Induced Mobilization of Hematopoietic Progenitor Cells into Peripheral Blood Circulation. Experim. Hematol. 2004;32:1088–1096. doi: 10.1016/j.exphem.2004.07.015.

 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: 10.08.2021.

Принята к публикации: 21.09.2021.