Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка):
Первый механизм предполагает приобретение клетками свойств нестабильности генома путем контактов с клетками-носителями нестабильности. Этот механизм реализуется через р53-опосредуемый путь проведения сигнала повреждения.
Известно, что содержание белка р53 в клетке, играющего роль стража генома, ответственного за поддержание его постоянства путем активации механизмов сверочных точек клеточного цикла, репарации ДНК и апоптоза, при повреждении ДНК повышается. Такое повышение служит индикатором поврежденности ДНК и после облучения обнаруживается в большей доле клеток легочного эпителия, чем можно было ожидать на основании данных о числе клеток, которые были повреждены а-частицами непосредственно. Важно отметить, что повышение содержания белка р53 наблюдалось даже после облучения а-частицами в таких низких дозах, как 0,6 сГр, а при действии редкоионизирующего рентгеновского излучения — в дозе 10 сГр.
372
Гл. VII. Биологические эффекты малых доз излучений
Отмечается участие в реализации «эффекта свидетеля» экспрессии генов, связанных с клеточным циклом, — р53*), p21/Wafl **), p34cdc2 ***), циклина В1****) и rad51. Так, при исследовании реакции культуры первичных диплоидных фибробластов человека на низкоэнергетическое а-излучение в малых дозах было отмечено, что, хотя треки частиц проходили только через 5% ядер, наблюдалось 3-4-кратное увеличение уровней содержания белков р53 и p21/Wafl. Повышенная экспрессия этих белков в культуре клеток отменялась прединкубацией с линданом — ингибитором межклеточных контактных взаимодействий, что указывает на важную роль передачи сигналов от непосредственно поврежденных радиацией клеток через межклеточные контакты.
При облучении культуры клеток низкоэнергетическими а-частица-ми, когда они пересекали только ~ 2% ядер, наблюдали повышенную экспрессию генов в ограниченных участках культуры. При этом в некоторых группах клеток, не подвергавшихся облучению, наблюдали повышенный уровень содержания соответствующих белков, в то время как в других клетках тех же самых культур их содержание оставалось на исходном уровне. «Эффект свидетеля» существенно подавлялся линданом, а также при понижении плотности клеточной популяции.
Согласно другому механизму, облученные клетки секретируют ци-токипы или другие факторы, которые в необлученных клетках повышают внутриклеточный уровень содержания АФК. Действительно, если клетки, облученные потоком низкоэнергетических а-частиц, после отмывания от среды, в которой их облучали, высеивали на жидкую среду, то при использовании этой среды в последующем для инкубации необлученных тест-клеток наблюдали повышение в них частоты сестринских хроматидных обменов. Поскольку использованная среда непосредственному облучению не подвергалась, то наблюдавшийся эффект мог быть только результатом накопления в ней неких факторов, выделявшихся облученными клетками. Эффект свидетеля не развивался, если среду подвергали тепловой обработке или облученные клетки до их удаления из среды обрабатывали ингибиторами белкового синтеза. Это доказывает, что данные секретируемые факторы имеют белковую природу. Они способны индуцировать повышение
*) Ген опухолевого супрессора — белка р53, выполняющего функции стража генома; новое название — ТР53 (transcription protein 53).
**) p21/Wafl, WAF1, CIP1 — wild-type p53-activated fragment 1, Cdk (cyclin-dependent kinase)-interacting protein 1 — белок с мол. массой 21 кДа; фрагмент 1, активируемый белком р53 дикого типа; новое название — CDKN1A.
***) Димерный белок с мол. массой 34 к Да, участвующий в контроле цикла клеточного деления (cell division cycle); новое название — CDC2.
#***) Один из циклинов семейства белков-инициаторов продвижения клеток по циклу; новое название — CCNB1).
4. Радиационно-индуцированная нестабильность генома_______373
внутриклеточного содержания АФК, включая супероксидный анион-радикал OJ и пероксид водорода, оксирадиотоксинов — критических интермедиатов в распространении повреждения.
Для реализации «эффекта свидетеля» по этому механизму чрезвычайно важно состояние внутриклеточных систем, контролирующих окислительный гомеостаз. Так, способность культуральной среды после выращивания на ней кератиноцитов человека или мутантных клеток китайского хомячка СН0-К1, подвергнутых воздействию 7-излучения, вызывать «эффект свидетеля» в необлученных клетках зависела от наличия или отсутствия в таких клетках ферментов лактатде-гидрогеназы или глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, играющих важную роль в окислительно-восстановительных превращениях углеводов. Среда выращивания облученных клеток с мутантным фенотипом по названным ферментам, т.е. (LDH-/-) *)- или (G6PD-/-) **)-клеток, обладала пониженной способностью или вообще оказывалась неспособной вызывать «эффект свидетеля» в нормальных клетках, культивируемых в ней, что проявлялось отсутствием апоптоза. Трансфекция клеток геном G6PD приводила к восстановлению «эффекта свидетеля». Обработка клеток антиоксидантными веществами — L-лактатом и L-депренилом — также предотвращала действие фактора «свидетеля», проявлявшегося клеточной гибелью, что указывает на участие энергетического/окислительно-восстановительного метаболизма в экспрессии клетками радиационно-индуцированного «эффекта свидетеля».
