Связь метилирования промоторов генов апоптоза в лимфоцитах крови с частотой хромосомных аберраций и дозой облучения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследована степень метилирования промоторов генов, участвующих в реализации апоптоза, и частоты хромосомных аберраций в лимфоцитах крови работников, подвергавшихся в процессе профессиональной деятельности долговременному внешнему облучению (γ-излучение). Исследование выполнено на образцах крови работников Сибирского химического комбината с суммарной дозой внешнего облучения от 100 до 300 мЗв. Хромосомные аберрации выявляли методом стандартного цитогенетического анализа лимфоцитов крови. Определение степени метилирования промоторов генов проводили с использованием технологии MethylScreen.

Для всех обследованных лиц степень метилирования промоторов генов-индукторов апоптоза находилась в диапазоне от 0,31 до 41,75 %. Определена степень метилирования генов BIRC2, CASP3, CASP9, CIDEB, CRADD, DAPK1, DFFA, FADD, GADD45A, LTBR, TNFRSF21 и TNFRSF25. Обнаружена сильная отрицательная корреляция степени метилирования GADD45A (r = –0,7364, р = 0,009) с повышенной частотой аберрантных клеток, умеренная отрицательная корреляция GADD45A (r = –0,6347, р = 0,035) с повышенной частотой дицентрических хромосом, умеренная отрицательная корреляция CASP9 (r = –0,6606, р = 0,026) и сильная отрицательная корреляция CIDEB (r = –0,7982, р = 0,003) с повышенной частотой хроматидных фрагментов. Показана умеренная отрицательная корреляция степени метилирования CASP9 (r = –0,6636, р = 0,026) и CIDEB (r = –0,6636, р = 0,026) с суммарной дозой внешнего облучения.

Снижение уровня апоптоза при дозах облучения 100–300 мЗв можно объяснить достижением порога деметилирования промоторов проапоптотических генов GADD45A, CASP9, CIDEB, что свидетельствует в пользу пороговой модели зависимости радиационного эффекта от дозы облучения.

Об авторах

Дарья Сергеевна Исубакова

Северский биофизический научный центр Федерального медико-биологического агентства

Автор, ответственный за переписку.
Email: isubakova.daria@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5032-9096
SPIN-код: 5196-7471

научн. сотр., отдел молекулярной и клеточной радиобиологии

Россия, Северск

Ольга Сергеевна Цымбал

Северский биофизический научный центр Федерального медико-биологического агентства

Email: olga-tsymbal@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2311-0451
SPIN-код: 6194-6434

научн. сотр., отдел молекулярной и клеточной радиобиологии

Россия, Северск

Николай Васильевич Литвяков

Северский биофизический научный центр Федерального медико-биологического агентства; Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук

Email: nvlitv72@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0714-8927
SPIN-код: 2546-0181

д-р биол. наук, вед. научн. сотр., отдел молекулярной и клеточной радиобиологии

Россия, Северск; Томск

Иван Васильевич Мильто

Северский биофизический научный центр Федерального медико-биологического агентства; Сибирский государственный медицинский университет

Email: milto_bio@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9764-4392
SPIN-код: 4919-2033

д-р биол. наук, доцент, руководитель отдела, отдел молекулярной и клеточной радиобиологии

Россия, Северск; Томск

Равиль Манихович Тахауов

Северский биофизический научный центр Федерального медико-биологического агентства; Сибирский государственный медицинский университет

Email: niirm2007@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1994-957X
SPIN-код: 5254-2461

д-р мед. наук, профессор, директор

Россия, Северск; Томск

Список литературы

  1. Goodhead D.T. Initial events in the cellular effects of ionizing radiations: clustered damage in DNA // Int J Radiat Biol. 1994. Vol. 65, No. 1. P. 7–17. doi: 10.1080/09553009414550021
  2. Пендина А.А., Гринкевич В.В., Кузнецова Т.В., и др. Метилирование ДНК — универсальный механизм регуляции активности генов // Экологическая генетика. 2004. Т. 2, № 1. С. 27–37. doi: 10.17816/ecogen2127-37
  3. Козлов В.А. Метилирование ДНК клетки и патология организма // Медицинская иммунология. 2008. Т. 10, № 4–5. С. 307–318. doi: 10.15789/1563-0625-2008-4-5-307-318
  4. Кузьмина Н.С., Мязин А.Е., Лаптева Н.Ш., Рубанович А.В. Изучение аберрантного метилирования в лейкоцитах крови ликвидаторов аварии на ЧАЭС // Радиационная биология. Радиоэкология. 2014. Т. 54, № 2. С. 127–139. doi: 10.7868/S0869803114020064
  5. Кузьмина Н.С., Лаптева Н.Ш., Русинова Г.Г., и др. Дозовая зависимость гиперметилирования промоторов генов в лейкоцитах крови лиц, подвергшихся внешнему воздействию γ-излучения // Радиационная биология. Радиоэкология. 2018. Т. 58, № 6. С. 581–588. doi: 10.1134/S0869803118060073
  6. Kim J.-G., Bae J.-H., Kim J.-A., et al. Combination effect of epigenetic regulation and ionizing radiation in colorectal cancer cells // PLoS One. 2014. Vol. 9, No. 8. ID e105405. doi: 10.1371/journal.pone.0105405
  7. Тахауов Р.М., Карпов А.Б., Зеренков А.Г., и др. Медико-дозиметрический регистр персонала Сибирского химического комбината — база для оценки эффектов хронического облучения // Радиационная биология. Радиоэкология. 2015. Т. 55, № 5. С. 467–473. doi: 10.7868/S0869803115050124
  8. Erdtmann L., Franck N., Lerat H., et al. The hepatitis C virus NS2 protein is an inhibitor of CIDE-B-induced apoptosis // J Biol Chem. 2003. Vol. 278, No. 20. P. 18256–18264. doi: 10.1074/jbc.M209732200
  9. Cai H., Yao W., Li L., et al. Cell-death-inducing DFFA-like effector B contributes to the assembly of hepatitis C virus (HCV) particles and interacts with HCV NS5A // Sci Rep. 2016. Vol. 6. ID 27778. doi: 10.1038/srep27778
  10. Yu M., Wang H., Zhao J., et al. Expression of CIDE proteins in clear cell renal cell carcinoma and their prognostic significance // Mol Cell Biochem. 2013. Vol. 378, No. 1. P. 145–151. doi: 10.1007/s11010-013-1605-y
  11. Fialkova V., Vidomanova E., Balharek T., et al. DNA methylation as mechanism of apoptotic resistance development in endometrial cancer patients // Gen Physiol Biophys. 2017. Vol. 36, No. 5. P. 521–529. doi: 10.4149/gpb_2017032
  12. Shalini S., Dorstyn L., Dawar S., Kumar S. Old, new and emerging functions of caspases // Cell Death Differ. 2015. Vol. 22. P. 526–539. doi: 10.1038/cdd.2014.216
  13. Васин М.В., Ушаков И.Б. Потенциальные пути повышения устойчивости организма к поражающему действию ионизирующего излучения с помощью радиомитигаторов // Успехи современной биологии. 2019. Т. 139, № 3. С. 235–253. doi: 10.1134/S0042132419030098
  14. Zhang Y., Dimtchev A., Dritschilo A., Jung M. Ionizing Radiation-induced Apoptosis in Ataxia-Telangiectasia Fibroblasts: Roles of caspase-9 and cellular inhibitor of apoptosis protein-1 // J Biol Chem. 2001. Vol. 276, No. 31. P. 28842–28848. doi: 10.1074/jbc.M010525200
  15. Andollo N., Boyano M.D., Andrade R., et al. Structural and functional preservation of specific sequences of DNA and mRNA in apoptotic bodies from ES cells // Apoptosis. 2005. Vol. 10, No. 2. P. 417–428. doi: 10.1007/s10495-005-0815-5
  16. Tamura R.E., de Vasconcellos J.F., Sarkar D., et al. GADD45 proteins: central players in tumorigenesis // Curr Mol Med. 2012. Vol. 12, No. 5. P. 634–651. doi: 10.2174/156652412800619978
  17. Liebermann D.A., Tront J.S., Sha X., et al. GADD45 stress sensors in malignancy and leukemia // Crit Rev Oncog. 2011. Vol. 16, No. 1–2. P. 129–140. doi: 10.1615/critrevoncog.v16.i1-2.120
  18. Yang Z., Song L., Huang C. GADD45 proteins as critical signal transducers linking NF-kappaB to MAPK cascades // Cancer Drug Targets. 2009. Vol. 9, No. 8. P. 915–30. doi: 10.2174/156800909790192383
  19. Liebermann D.A., Hoffman B. GADD45 in the response of hematopoietic cells to genotoxic stress // Blood Cells Mol Dis. 2007. Vol. 39, No. 3. P. 329–335. doi: 10.1016/j.bcmd.2007.06.006
  20. Gupta M., Gupta S.K., Hoffman B., Liebermann D.A. GADD45a and GADD45b protect hematopoietic cells from UV-induced apoptosis via distinct signaling pathways, including p38 activation and JNK inhibition // J Biol Chem. 2006. Vol. 281, No. 26. P. 17552–17558. doi: 10.1074/jbc.M600950200
  21. Gupta M., Gupta S.K., Balliet A.G., et al. Hematopoietic cells from GADD45a- and GADD45b-deficient mice are sensitized to genotoxic-stress-induced apoptosis // Oncogene. 2005. Vol. 24, No. 48. P. 7170–7179. doi: 10.1038/sj.onc.1208847
  22. Barreto G., Schäfer A., Marhold J., et al. Gadd45a promotes epigenetic gene activation by repair-mediated DNA demethylation // Nature. 2007. Vol. 445. P. 671–675. doi: 10.1038/nature05515
  23. Fornace A.J. Jr, Alamo I. Jr, Hollander M.C. DNA damage-inducible transcripts in mammalian cells // PNAS. 1988. Vol. 85, No. 23. P. 8800–8804. doi: 10.1073/pnas.85.23.8800
  24. Hollander M.C., Alamo I., Jackman J., et al. Analysis of the mammalian gadd45 gene and its response to DNA damage // J Biol Chem. 1993. Vol. 268, No. 32. P. 24385–24393. doi: 10.1016/S0021-9258(20)80537-7
  25. Шапошников М.В., Плюснина Е.Н., Плюснин С.Н., и др. Анализ экспрессии генов как метод детектирования малых доз ионизирующих излучений, формальдегида и диоксинов // Теоретическая и прикладная экология. 2013. № 2. С. 25–33. doi: 10.25750/1995-4301-2013-2-025-033
  26. Goldberg Z., Schwietert C.W., Lehner B., et al. Effects of low-dose ionizing radiation on gene expression in human skin biopsies // Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2004. Vol. 58, No. 2. P. 567–574. doi: 10.1016/j.ijrobp.2003.09.033
  27. Литвяков Н.В., Тахауов Р.М., Агеева А.М., и др. Активность каспазы-3 в лимфоцитах крови у лиц, подвергавшихся облучению // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2009. Т. 54, No. 6. С. 41–48.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ООО "Эко-Вектор", 2022


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».