Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Том 68. № 5

DOI:10.33266/1024-6177-2023-68-5-11-18

Е.Ю. Москалева1, О.В. Высоцкая1, Е.С. Жорова2, Д.А. Шапошникова1,
В.П. Сапрыкин3, И.В. Чешигин1, О.Д. Смирнова1, А.С. Жирник1

ОТДАЛЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ γ, n-ОБЛУЧЕНИЯ МЫШЕЙ:
СНИЖЕНИЕ ДЛИНЫ ТЕЛОМЕР И РАЗВИТИЕ ОПУХОЛЕЙ

1 НИЦ «Курчатовский институт», Москва

2 Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва

3 Московский физико-технический институт, Долгопрудный

Контактное лицо: Елизавета Юрьевна Москалева, e-mail: 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: Исследование длины теломер (ДТ) клеток костного мозга (КМ) и тимуса в качестве маркера репликативного старения в отдаленный период после окончания пролонгированного γ, n-облучения мышей в малых и умеренных дозах и анализ появления опухолей к моменту окончания эксперимента – через 14 мес.

Материал и методы: Мышей линий C57Bl/6 и СВА облучали в дозах 5–500 мГр на установке «ОР-М» с использованием Pu-Be радионуклидных источников при суммарной мощности поглощённой дозы нейтронов и гамма-квантов 2,13 мГр/ч, 75 % которой – 1,57 мГр/ч – приходилось на нейтроны со средней энергией 3,5 МэВ. Абсолютную ДТ в клетках КМ и тимуса определяли с помощью ПЦР в реальном времени через 2 и 14 мес после облучения и рассчитывали среднюю ДТ. Опухоли, обнаруженные при макроскопическом исследовании органов, подвергали гистологическому исследованию.

Результаты: Показано, что в клетках КМ и тимуса контрольных мышей линии СВА ДТ в 2 раза превышает ДТ, наблюдаемую у мышей линии C57Bl/6. Пролонгированное γ, n-облучение мышей линии C57Bl/6 через 14 мес приводило к пропорциональному дозе облучения снижению ДТ в КМ, статистически значимому при дозах 100 и 500 мГр. В тимусе снижение ДТ обнаружено только при дозе 500 мГр. У мышей линии СВА ДТ в клетках КМ была снижена независимо от дозы, начиная уже с 10 мГр, но в клетках тимуса статистически значимого снижения ДТ не обнаружено. Полученные результаты свидетельствуют об ускорении репликативного старения клеток КМ у мышей в отдаленный период после γ, n-облучения уже в низких дозах, а в клетках тимуса – только при дозе 500 мГр. Через
24 ч после облучения в дозах 100 и 500 мГр у мышей обеих линий было снижено количество лейкоцитов, которое восстанавливалось у мышей C57Bl/6 через неделю, а у СВА – через две недели. Через 14 мес после γ, n-облучения у мышей обеих исследованных линий обнаружено появление опухолей: у мышей СВА – аденокарциномы легкого при дозе 50 мГр (у 1 из 10) и карциносаркомы матки при дозе 500 мГр (у 1 из 10); у мышей C57Bl/6 – плоскоклеточной ороговевающей карциномы матки при дозе 500 мГр (у 2 из 10). При гистологическом исследовании печени мышей линии СВА после γ, n-облучения в дозе 500 мГр обнаружены глубокие дистрофические изменения, причины которого не ясны.

Заключение: Полученные результаты свидетельствуют о высокой биологической опасности пролонгированного
γ, n-облучения при дозах свыше 10 мГр, так как уже после облучения в этой дозе обнаружено ускорение репликативного старения клеток КМ в отдаленный период, и возрастание вероятности появления опухолей при облучении в дозе 50 мГр и выше.

Ключевые слова: смешанное гамма-нейтронное излучение, длина теломер, костный мозг, тимус, отдаленные последствия, пролонгированное облучение, малые дозы, мыши

Для цитирования: Москалева Е.Ю., Высоцкая О.В., Жорова Е.С., Шапошникова Д.А., Сапрыкин В.П., Чешигин И.В., Смирнова О.Д., Жирник А.С. Отдаленные последствия γ, n-облучения мышей: снижение длины теломер и развитие опухолей // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Т. 68. № 5. С. 11–18. DOI:10.33266/1024-6177-2023-68-5-11-18

 

Список литературы

1. Gerweck L.E., Huang P., Lu H.M., Paganetti H., Zhou Y. Lifetime Increased Cancer Risk in Mice Following Exposure to Clinical Proton Beam-Generated Neutrons // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2014. V.89, No. 1. P. 161–166. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2014.01.057.

2. Schneider U., Hälg R. The Impact of Neutrons in Clinical Proton Therapy // Front. Oncol. 2015. No. 5. P. 235. DOI: 10.3389/fonc.2015.00235.

3. Stricklin D.L., VanHorne-Sealy J., Rios C.I., Scott Carnell L.A., Taliaferro L.P. Neutron Radiobiology and Dosimetry // Radiat Res. 2021. V.195, No. 5. P. 480–496. DOI: 10.1667/RADE-20-00213.1.

4. Великая В.В., Старцева Ж.А., Лисин В.А., Симонов К.А., Попова Н.О., Гольдберг В.Е. Отдалённые результаты комплексного лечения с применением нейтронной терапии у больных местнораспространённым раком молочной железы // Радиация и риск. 2018. Т.27, № 1. С. 107–114. DOI: 10.21870/0131-3878-2018-27-1-107-114. 

5. IARC. Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. A Review of Human Carcinogens. Radiation. V.100D. International Agency for Research on Cancer. Lyon, 2012. ISBN 978 92 832 1321 5.

6. Ito A., Takahashi T., Watanabe H., Ogundigie P.O., Okamoto T. Significance of Strain and Sex Differences in the Development of 252Cf Neutron-Induced Liver Tumors in Mice // Jpn. J. Cancer Res. 1992. V.83, No. 10. P. 1052–1056. DOI: 10.1111/j.1349-7006.1992.tb02721.x.

7. Honig L.S., Kang M.S., Cheng R., Eckfeldt J.H., Thyagarajan B., Leiendecker-Foster C., et al. Heritability of Telomere Length in a Study of Long-Lived Families // Neurobiology of Aging. 2015. V.36, No. 10. P. 2785–2790. DOI: 10.1016/j.neurobiolaging.2015.06.017.

8. Mirjolet C., Boidot R., Saliques S., Ghiringhelli F., Maingon Ph., Créhange G. The Role of Telomeres in Predicting Individual Radiosensitivity of Patients with Cancer in the Era of Personalized Radiotherapy // Cancer Treat Rev. 2015. V.41, No. 4. P. 354–360. DOI: 10.1016/j.ctrv.2015.02.005.

9. Ayouaz A., Raynaud C., Heride C., Revaud D., Sabatier L. Telomeres: Hallmarks of Radiosensitivity // Biochimie. 2008. V.90, No. 1. P. 60–72. DOI: 10.1016/j.biochi.2007.09.011.

10. Wu L., Xie X., Liang T., Ma J., Yang L., Yang J., et al. Integrated Multi-Omics for Novel Aging Biomarkers and Antiaging Targets // Biomolecules. 2021. V.12, No. 1. P. 39. DOI: 10.3390/biom12010039.

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

12. Высоцкая О.В., Глухов А.И., Семочкина Ю.П., Гордеев С.А., Москалева Е.Ю. Аактивность теломеразы, экспрессия гена mTert и длина теломер в отдаленный период после γ- и γ,n-облучения в мезенхимальных стволовых клетках и в опухолях, образовавшихся из этих клеток // Биомедицинская химия. 2020. Т.66, № 3. С. 265–273. DOI: 10.12737/1024-6177-2021-66-6-26-33. 

13. Sishc B.J., Nelson C.B., McKenna M.J., Battaglia C.L., Herndon A., Idate R., et al. Telomeres and Telomerase in The Radiation Response: Implications for Instability, Reprograming, and Carcinogenesis // Front Oncol. 2015. No. 5. P. 257. DOI: 10.3389/fonc.2015.00257.

14. Hemann M.T., Greider C.W. Wild-Derived Inbred Mouse Strains Have Short Telomeres // Nucleic Acids Res. 2000. V.28, No. 22. P. 4474–4478. DOI: 10.1093/nar/28.22.4474.

15. Дёмина И.А., Семченкова А.А., Кагирова З.Р., Попов А.М. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2018. Т.17, № 4. С. 68‒74. DOI: 10.24287/1726-1708-2018-17-4-68-74.

16. Zeid D., Mooney-Leber S., Seemiller L.R., Goldberg L.R., Gould T.J. Terc Gene Cluster Variants Predict Liver Telomere Length in Mice // Cells. 2021. V.10, No. 10. P. 2623. DOI: 10.3390/cells10102623.

17. Kong C.M., Lee X.W., Wang X. Telomere Shortening in Human Diseases // FEBS J. 2013. V.280, No. 14. P. 3180–3193. DOI: 10.1111/febs.12326.

18. Zander A., Paunesku T., Woloschak G.E. Analyses of Cancer Incidence and Other Morbidities in Neutron Irradiated B6CF1 Mice // Plos One. 2021. V.16, No. 3: e0231511. DOI: 10.1371/journal.pone.0231511.

 

 PDF (RUS) Полная версия статьи

 

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. НИЦ «Курчатовский институт».

Участие авторов. Cтатья подготовлена с равным участием авторов.

Поступила: 20.04.2023. Принята к публикации: 27.05.2023.