Челябинский государственный университет, Челябинск
Россия
ГРНТИ 34.49 Радиационная биология
Цель работы: Исследование уровней транскрипционной активности генов TP53 и MDM2 у жителей прибрежных сел реки Течи, подвергшихся хроническому радиационному воздействию в широком диапазоне доз. Материал и методы: Оценку транскрипционной активности генов TP53 и MDM2 провели у 95 человек. В основную группу исследования вошли 80 человек, подвергшихся комбинированному внешнему и внутреннему облучения, средняя накопленная доза на красный костный мозг составила 0,86 ± 0,08 Гр (диапазон доз составил от 0,1 до 3,65 Гр). В контрольную группу вошли лица, проживающие в сходных социально-экономических условиях на территории Южного Урала, у которых накопленные дозы облучения красного костного мозга не превышали 70 мГр. Оценка профиля активности генов проводилась методом ПЦР в реальном времени. Данные анализировали с использованием метода порогового значения цикла сравнения с нормализацией по экспрессии гена «домашнего хозяйства» в каждом образце. Результаты и выводы: В ходе анализа мы не получили статистически значимых различий между исследуемыми группами, однако было отмечена тенденция к снижению транскрипционной активности генов в группе облученных лиц. Корреляционный анализ показал слабую отрицательную зависимость для исследуемых генов не только от величины накопленной дозы, но и от возраста исследуемых лиц. При изучении влияния дозы облучения прослеживалась тенденция снижения транскрипционной активности генов, статистические значимые различия были показаны для гена MDM2 в группе лиц, чьи накопленные дозы превышали 2 Гр (p = 0,044). В ходе анализа влияния возрастных особенностей на транскрипционную активность было отмечено статистически значимое снижение уровня экспрессии гена TP53 с увеличением возраста пациентов (p = 0,02). Исследуя факторы нерадиационной природы, произвели сравнительную оценку уровней транскрипционной активности генов по половому и этническому признаку, а также рассмотрели фактор курения. Из полученных данных был сделан вывод, что мужчины и женщины не отличаются в уровнях транскрипционной активности TP53 и MDM2 в группе сравнения и облученных лиц. Аналогичный вывод можно сделать, разделив исследуемую группу по этническому составу: профиль экспрессии генов TP53 и MDM2 среди облученных лиц славянской и татарской-и-башкирской национальностей не показал различий. При исследовании влияния фактора курения, активность исследуемых генов находилась на одинаковом уровне у курящих и некурящих лиц.
хроническое облучение, экспрессия генов, транскрипция, TP53, MDM2, малые дозы, радиобиологический ответ
Воздействие ионизирующего излучения на организм человека индуцирует в нем комплекс реакций, начинающихся с молекулярного уровня организации и способных, в зависимости от вида, дозы и продолжительности облучения, приводить к определенным нарушениям на клеточном, тканевом и организменном уровне. В связи с этим в последние годы интенсивно изучается транскрипционная активность генов, вовлеченных в систему клеточного ответа после облучения. Одним из таких генов является ген ТР53, который кодирует транскрипционный фактор р53 и является супрессором злокачественных новообразований [1]. Нормальное функционирование белка р53 резко уменьшает вероятность накопления в организме аномальных клеток с различными изменениями генома, которые способствуют неопластической трансформации клеток и прогрессии возникших опухолевых клонов [2].
1. Napoli M., Flores E.R. The p53 family orchestrates the regulation of metabolism: physiological regulation and implications for cancer therapy // Brit. J. Cancer. 2017. Vol. 116. № 2. P. 149–155. DOI: 10.1038/bjc.2016.384.
2. Kruiswijk F., Labuschagne C.F., Vousden K.H. P53 in survival, death and metabolic health: a lifeguard with a licence to kill // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2015. Vol. 16. № 7. P. 393–405. DOI: 10.1038/nrm4007.
3. Ryan K.M., Phillips A.C., Vousden K.H. Regulation and function of the p53 tumor suppressor protein // Curr. Opin. Cell. Biol. 2001. Vol. 13. № 3. P. 332–337.
4. Banin S., Moyal L., Shieh S., et al. Enhanced phosphorylation of p53 by ATM in response to DNA damage // Science. 1998. Vol. 281. № 5383. P. 1674–1677.
5. Leroy B., Anderson M., Soussi T. TP53 mutations in human cancer: database reassessment and prospects for the next decade // Hum. Mutat. 2014. Vol. 35. № 6. P. 672–688. DOI: 10.1002/humu.22552.
6. Zerdoumi Y., Aury-Landas J., Bonaïti-Pellie C. et al. Drastic effect of germline TP53 missense mutations in Li-Fraumeni patients // Hum. Mutat. 2013. Vol. 34. № 3. P. 453–461. DOI: 10.1002/humu.22254.
7. Moll U.M., Petrenko O. The MDM2-p53 Interaction // Mol. Cancer Res. 2003. Vol. 1. № 14. P. 1001–1008.
8. Ebrahim M., Mulay S.R., Anders H.J. et al. MDM2 beyond cancer: podoptosis, development, inflammation, and tissue regeneration // Histol. Histopathol. 2015. Vol. 30. № 11. P. 1271–1282. DOI: 10.14670/HH-11-636.
9. Park H.S., Park J.M., Park S. et al. Subcellular localization of MDM2 expression and prognosis of breast cancer // Int. J. Clin. Oncol. 2014. Vol. 19. № 5. P. 842–851. DOI: 10.1007/s10147-013-0639-1.
10. Borradaile N.M., Pickering J.G. NAD(+), sirtuins, and cardiovascular disease // Curr. Pharm. Des. 2009. Vol. 15. № 1. P. 110–117.
11. Sano M., Minamino T., Toko H. et al. P53-induced inhibition of hif-1causes cardiac dysfunction during pressure overload // Nature. 2007. Vol. 446. № 7134. P. 444–448. DOI: 10.1038/nature05602.
12. Batchelor E., Mock CS., Bhan I. et al. Recurrent Initiation: A Mechanism for Triggering p53 Pulses in Response to DNA Damage // Mol. Cell. 2008. Vol. 30. № 3. P. 277-289. DOI: 10.1016/j.molcel.2008.03.016.
13. Bunz F., Dutriaux A., Lengauer C. Requirement for p53 and p21 to sustain G2 arrest after DNA damage // Science. 1998. Vol. 282. № 5393. P. 1497–1501.
14. Ding L.H., Shingyoji M., Chen F. et al. Gene expression profiles of normal human fibroblasts after exposure to ionizing radiation: A comparative study of low and high doses // Radiat. Res. 2005. Vol. 164. № 1. P. 17–26.
15. Велегжанинов И.О., Шадрин Д.М., Пылина Я.И. и соавт. Качественные отличия реакции нормальных фибробластов человека на воздействие ионизирующего излучения в малых и высоких дозах // Тр. междунар. конф. «Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды». – Сыктывкар. 2014. С. 31–35.
16. Zhao R., Gish K., Murphy M. Analysis of p53-regulated gene expression patterns using oligonucleotide arrays // Genes. Dev. 2000. Vol. 14. № 8. P. 981–993.
17. Morandi E., Severini C., Quercioli D. et al. Gene expression changes in medical workers exposed to radiation // Radiat. Res. 2009. Vol. 172. № 4. P. 500–508. DOI: 10.1667/RR1545.1.
18. Шуленина Л.В., Галстян И.А., Надеждина Н.М. и соавт. Экспрессия зрелых микроРНК, участвующих в функционировании р53-зависимой системы сохранения стабильности генома, у лиц, облученных в клинически значимых дозах // Саратовский научно-медицинский журнал. 2014. Т. 10. № 4. С. 749–753.
19. Кузьмина Н.С., Лаптева Н.Ш., Русинова Г.Г. и соавт. Гиперметилирование промоторов генов в лейкоцитах крови человека в отдаленный период после перенесенного радиационного воздействия // Радиационная биология. 2017. Т. 57. № 4. С. 341–356.
20. Jones M.J., Goodman S.J., Kobor M.S. DNA methylation and healthy human aging // Aging Cell. 2015. Vol. 14. № 6. P. 924-932. DOI: 10.1111/acel.12349.
21. Nichols M., Townsend N., Scarborough P. Cardiovascular disease in Europe 2014: epidemiological update // Eur. Heart. J. 2014. Vol. 35. № 42. P. 2950–2959. DOI: 10.1093/eurheartj/ehu299.
22. Paul S., Amundson S.A. Differential Effect of Active Smoking on Gene Expression in Male and Female Smokers // J. Carcinog. Mutagen. 2014. Vol. 5 (6). DOI: 10.4172/2157-2518.1000198.
