CC BY
5
7. Оценка мутагенной активности факторов окружающей среды в клетках разных органов млекопитающих микроядерным методом: Метод, рекомендации. — М., 2001.
8. Полиорганный микроядерный тест в эколого-гигиениче-ских исследованиях / Под ред. Ю. А. Рахманина, Л. П. Сычевой. - М., 2007.
9. Применение метода щелочного гель-электрофореза изолированных клеток для оценки генотоксических свойств природных и синтетических соединений: Метод, рекомендации. — М., 2006.
10. Селъе Г. На уровне целого организма. — М., 1972.
11. Сычева Л. П. Гигиеническая оценка модифицирующего действия химических соединений, изменяющих активность микросомальных монооксигеназ, на эффект мутагенов: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. — М., 1986.
12. Сычева Л. П., Жолдакова 3. И., Полякова Е. Е. и др. // Бюл. экспер. биол. - 2000. - Т. 29, № 6. - С. 683-685.
13. Сычева Л. П., Журков В. С., Рахманин Ю. А. // Гиг. и сан. - 2003. - № 6. - С. 87-90.
14. Сычева Л. П., Журков В. С., Жолдакова 3. И. и др. // Ток-сикол. вести. — 2003. — № 4. - С. 39-43.
15. Сычева Л. П. // Мед. генетика. - 2007. — № 11. — С. 3—11.
16. Сычева Л. П. // Гиг. и сан. - 2008. - № 6. - С. 26-28.
17. Шереметьева С. М. Оценка мутагенного действия факторов окружающей среды микроядерным методом на клетки органов выделительной системы: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. — М., 2006.
18. King W. D., Manreti L. D., Woolcott С. С. // Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. - 2000. - Vol. 9, N 8. - P. 813-818.
19. Single versus multiple dosing in the micronucleus test: the summary of the fourth collaborative study by CSGMT/JEMS. MMS. Collaborative Study Group for the Micronucleus Test, the Mammalian Mutagenesis Study Group of the Environmental Mutagen Society, Japan (CSGMT/JEMS. MMS) // Mutat. Res. - 1990. - Vol. 234, N 3-4. - P. 205-222.
20. Tales A., Neuieboom J., Hojker M., Engelse L. // Mutat. Res. — 1980. - Vol. 74, N 1. - P. 11-20.
21. Zeng G., Day Т. K., Hooker A. M. et al. // Mutat. Res. - 2006. - Vol. 602, N 1-2. - P. 65-73.
Поступила 13.03.11
Роль генетического полиморфизма в предрасположенности или устойчивости человека к факторам окружающей и производственной среды
С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2011 УДК 614.876-055.2-074:575.224.08
Л. Е. Сальникова', И. А. Замулаева2, А. С. Саенко2, С. К. Абилев', А. В. Рубанович'
ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЧАСТОТЫ TCR-МУТАНТНЫХ ЛИМФОЦИТОВ В СВЯЗИ С ПОЛИМОРФИЗМОМ ГЕНОВ У ЖЕНЩИН, ПРОЖИВАЮЩИХ НА РАДИАЦИОННО-ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ
'Учреждение Российской академии наук Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН, Москва, гФГБУ Медицинский радиологический научный центр Минздравсоцразвития России, Обнинск
Представлены результаты ассоциативного исследования предрасположенности к повышенному уровню соматического мутагенеза, выявляемого по тесту TCR-мутантныхлимфоцитов (фенотип CD3-CD4+). Группа исследования состояла из 251 женщины, проживающей в городах, загрязненных радионуклидами после аварии на ЧАЭС, и имеющей эстрогензависимые заболевания репродуктивной системы (миома матки, фиброзно-кистозная мастопатия). Носительство минорных аллелей генов всех трех стадий детоксикации ксенобиотиков (CYP1A1, GSTM1, АВСВ1) было сопряжено с ростом спонтанной частоты TCR-мутантных клеток. Избыточная масса тела приводила к модификации взаимодействия генотип (по локусам CYP1A1 и GSTT1) — среда. При увеличении фоновой радиационной нагрузки вклад минорных аллелей гена CYP1A1 в нестабильность, регистрируемую как повышенная частота TCR-мутантных клеток, возрастал.
Ключевые слова: TCR-мутантные лимфоциты, полиморфизм генов, радиоактивное загрязнение, эстрогензависимые заболевания, индекс массы тела
L. Е. Salnikova, I. A. Zamulayeva, A. S. Sayenko, S. К. Abilev, А. V. Rubanovich. - VARIABILITY IN THE FREQUENCY OF TCR-MUTANT LYMPHOCYTES DUE TO GENE POLYMORPHISMS IN WOMEN LIVING IN RADIATION-POLLUTED AREAS
The paper presents the results of an association study of a predisposition to increased somatic mutagenesis detected by the test for TCR-mutant lymphocytes (CD3-CD4+ phenotype). A study group consisted of 251 women who lived in the towns polluted by radionuclides after the Chernobyl accident and had estrogen-dependent reproductive system diseases (uterine myoma, fibrocystic mastopathy). The carriage of minor alleles in the genes (CYP1A1, GSTM1, and ABCB1) of all three stages of detoxification of xenobiotics was associated with the rise in the spontaneous frequency of TCR-mutant cells. Overweight modified the genotype (at CYP1A1 and GSTT1 loci) - environment interaction. When background radiation became higher, the contribution of minor alleles in the CYP1A1 genes to the instability recorded as the elevated frequency of TCR-mutant cells increased.
Key words: TCR-mutant lymphocytes, gene polymorphism, radioactive pollution, estrogen-dependent diseases, body mass index
хиена и санитария 5/2011
Ассоциативные исследования предрасположенности к повышенной соматической мутабильности обычно проводят с использованием цитогенетических тестов (хромосомные аберрации, микроядра, СХО). В настоящей работе использован относительно новый метод оценки соматической мутабильности — регистрация TCR-мутантных лимфоцитов (фенотип CD3-CD4+) в лимфоцитах крови. Метод весьма перспективен для индивидуальных прогнозов отдаленных последствий облучения, так как повышенную частоту соматических мутаций расценивают как фактор риска развития онкопато-логии [2]. Ассоциативное исследование частоты спонтанных TCR-мутантных лимфоцитов было выполнено для генов детоксикации ксенобиотиков и оксидативного ответа - CYP1A1. CYP1BI, GSTM1, GSTP1, GSTT1, ABCBl(MDRl), S0D2, САТ, генов репарации ДНК -XRCC1, XPD(ERCC2), OGG1 и гена, ответственного за метилирование ДНК, — MTHFR.
Материалы и методы
Частоты спонтанных TCR-мутантных лимфоцитов были определены для 251 женщины, жительницы Брянской (г. Новозыбков, средний уровень загрязнения по l37Cs 708 кБк/м2, г. Клинцы 322 кБк/м2) и Тульской (г. Узловая — 171 кБк/м2) областей. Обследование женщин проводили в связи с эстрогензависимыми заболеваниями репродуктивной сферы (в основном миома матки, а также фиброзно-кистозная мастопатия отдельно либо в сочетании с миомой). Средний возраст женщин 44,9 ± 0,5 года. Частоту TCR-мутантных клеток (фенотип CD3-CD4+) определяли с помощью метода проточной цито-метрии [2], генотипирование выполняли методом ал-лельспецифической тетрапраймерной реакции [4]. Для межгрупповых сравнений частот TCR-мутантных лимфоцитов использовали непараметрический тест Манна— Уитни.
Результаты и обсуждение
Для всей группы женщин средняя частота генных мутаций составила 4,62 ±0,17 (на 104 клеток). Распределения аллельных частот для всех локусов соответствовали равновесию Харди—Вейнберга и не отличались от таковых в обследованных группах жителей в Центральном регионе России. Повышенная частота TCR-мутантных клеток ассоциирована со сцепленными минорными аллелями гена CYP1A1 сайтов A4889G (р = 0,045), Т3801С (р = 0,010), T606G (р = 0,066 — тенденция), делецион-ным вариантом GSTMl D/D (р = 0,05) и аллелем 3435Т гена АВСВ1, сопряженным с пониженной активностью фермента (р = 0,009) (см. таблицу).
Регрессионный анализ также показал, что у женщин с минорным аллельным вариантом гена эксцизионной репарации OGG1 C977G частота TCR-мутантных клеток снижена (/• = 0,174, р = 0,049).
Стратификация выборки по индексу массы тела (ИМТ) (ИМТ = m/h2, где m — масса тела, кг; А — рост, см) показала, что сопряженность увеличенной частоты мутантных клеток с генотипами CYP1A13801Т/С и 606G/*
Сальникова Л. Е. — канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаб. экологической генетики (Salnikova@vigg.ru); Заму-лаева И. А. — д-р. биол. наук, проф., зав. лаб. пострадиационного восстановления; Саенко А. С. — д-р биол. наук, проф., зам. дир. по научной работе; Абилев С. К. — д-р биол. наук, проф., зам. дир. по научной работе ИОГен РАН; Рубанович А. В. — д-р биол. наук, зав. лаб. экологической генетики (Rubanovich@vigg.ru)
во всей экспонированной выборке обусловлена высокой частотой мутаций в той части группы, которая представлена женщинами с избыточной массой тела (соответственно р = 0,012 и тенденция — р — 0,083) (рис. 1, а).
Для локуса <75777 также зарегистрировано взаимодействие "генотип—ИМТ" (рис. 1, б). Наиболее высокая частота мутантных клеток наблюдается у женщин с функциональным аллелем и избыточной массой тела по сравнению с полными женщинами сделеционным генотипом (р = 0,039).
Был проведен также регрессионный анализ влияния числа минорных аллелей в гене CYP1A1 на частоту TCR-мутантных лимфоцитов раздельно в населенных пунктах, различающихся фоновыми значениями радиации (рис. 2). Наиболее высокая корреляция частоты мутантных клеток и числа минорных аллельных вариантов гена CYP1A1 г = 0,48 получена для выборки с максимальным
Встречаемость ТСЯ-мутантных лимфоцитов у женщин, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях, в зависимости от генотипов генов-кандидатов
Локусы Генотипы Число женщин Спонтанные TCR-мутантные клетки CD3-CD4+ (х 101)
CYP1AI Т/Т 69 4,10 ± 0,23
T606G T/G 87 4,85 ± 0,35
rs2606345 G/G 25 5,35 ± 0,73
CYP1A1 Т/Т 155 4,28 ± 0,16
Т3801С Т/С 42
rs4646903 6,12 ± 0,73
CYP1A1 А/А 191 4,37 ± 0,14
A4889G A/G 19 7,00 ± 1,36
rs 1048943 G/G 1 18,50
GSTMl D/D 129 4,93 ± 0,26
1/* 123 4,31 ± 0,21
GSTT1 D/D 46 3,90 ± 0,20
I/* 205 4,79 ± 0,20
GSTP1 А/А 121 4,60 ± 0,26
A313G A/G 101 4,74 ± 0,28
rsl695 G/G 30 4,31 ± 0,36
MTHFR С/С 123 4,65 ± 0,27
C677T С/Т 109 4,56 ± 0,24
rs!801133 Т/Т 20 4,76 ± 0,42
CYPIB1 с/с 66 4,13 ± 0,21
G1294C C/G 77 4,80 ± 0,39
rsl056836 G/G 25 4,98 ± 0,69
ABCB1 Т/Г 44 4,60 ± 0,43
T3435C Т/С 69 4,99 ± 0,42
rs 1045642 С/С 40 3,61 ± 0,27
SOD2 С/С 82 4,59 ± 0,32
T47C Т/С 51 4,24 ± 0,25
rs4880 Т/Т 36 5,26 ± 0,70
С AT А/А 20 4,29 ± 0,48
T21A Т/А 77 4,57 ± 0,32
rs 17880664 ТД 77 4,72 ± 0,36
XRCC1 С/С 143 4,62 ± 0,25
C589T С/Г 25 3,8 ± 3 ± 0,33
rsl799782 т/т 1 8,70
XPD G/G 29 4,01 ± 0,34
T2251G T/G 80 5,01 ± 0,41
rsl 3181 Т/Т 59 4,26 ± 0,23
XPD G/G 54 4,32 ± 0,23
G862A G/A 68 4,96 ± 0,40
rsl 799793 А/А 26 5,15 ± 0,75
OGG1 С/С 110 4,85 ± 0,32
C977G C/G 44 3,93 ± 0,21
rsl052133 G/G 6 3,37 ± 0,85
Примечание. Жирным шрифтом выделены случаи зна
чимых межгенотипических различий (критерий Манна—Уитни).
£25
>25
>25 £25
Индекс массы тела CYP1A1 3801 GSTT1 I/D
Ш ТА ^ D/D КЗ I/*
Рис. 1. Средние частоты TCR-мугантных лимфоцитов в зависимости от генотипов по локусу CYP1A1Т3801С (а) и £75777 (б) у женщин с нормальной (0 — ИМТ < 25) и избыточной массой тела (1 — ИМТ > 25).
значением радиационного фона из г. Новозыбков (р = 0,009), корреляция несколько ниже в г. Клинцы (г = 0,36, р = 0,009), самая низкая степень корреляции зарегистрирована на наиболее чистой территории (г = 0,27, р = 0,008). Ни по одному из других локусов не было отмечено ассоциативное нарастание частот мутант-ных клеток с увеличением уровня загрязнения.
Система детоксикации ксенобиотиков состоит из двух основных стадий детоксикации и 3-й стадии — выведения образовавшихся нетоксичных продуктов из клетки. В 1-й стадии происходит активация соединений посредством цитохромов Р-450 и ряда других ферментов, во 2-й — собственно детоксикация с участием глутатион-S-трансфераз и других белков. Образующиеся в 1-й стадии промежуточные электрофильные метаболиты обладают токсическими свойствами. Для эффективной детоксикации необходим баланс в работе ферментов 1-й и 2-й стадий, который нарушается как при меньшей каталитической активности ряда полиморфных вариантов ферментов 2-й стадии детоксикации, так и при большей активности ферментов 1-й стадии [1]. Повышенную активность фермента 1-й стадии детоксикации у носителей минорных аллелей гена CYP1A1 4889G[5], 3801С[6] и 606G[7J можно рассматривать как дестабилизирующий
фактор, особенно в присутствии эстрогенов и продуктов их метаболизма, которые являются специфическими индукторами гена CYP1A1.
Увеличенная частота ТСЯ-мутантных лимфоцитов у носительниц делеционного аллеля гена 2-й стадии детоксикации ксенобиотиков ((75ТЛ/7) и аллеля 3435Т гена АВСВ1, обусловливающего пониженную активность соответствующего фермента [3], может быть объяснена менее эффективной детоксикацией и менее активным выведением эндо- и экзогенных соединений с мутагенной активностью, например катехоловых эстрогенов.
Данные о сопряженности аллеля дикого типа 977в одного из ключевых генов эксцизионной репарации оснований ОС7£?/ с повышенной частотой мутантных клеток кажутся неожиданными. По этой причине был проведен поиск литературы по ассоциативным исследованиям гена ОС7(77 в связи с различными цитогенетическими эффектами и болезнями. В 2010 г. было опубликовано метаисследование [8], включившее данные 10 работ (4963 больных, 4776 здоровых) о сопряженности полиморфизма С977С гена 0(7(7/ с риском рака молочной железы. Показан значительный протективный эффект минорного варианта у европеоидов.
В настоящей работе получены данные, свидетельствующие о роли повышенной массы тела в генотипиче-ской зависимости частоты ТСЯ-мугантных лимфоцитов у женщин. Известно, что жировая ткань является источником синтеза эстрогенов и чем больше жировой ткани, тем больше в организме эстрогенов. Эффекты зарегистрированы по генам 1-й и 2-й стадий детоксикации ксенобиотиков CYP1A1 и (7577/. Если для локуса (7577/ка-техоловые эстрогены не являются специфическим субстратом, и взаимодействие генотип ((75777) — среда (повышенный гормональный фон), вероятно, опосредовано через какие-либо другие дополнительные факторы, то в случае с минорными аллелями 3801С и 606С гена СУУЛ4/ можно предположить возможность прямого влияния повышенной активности фермента и увеличенной концентрации эстрогенов на образование мутагенных производных катехоловых эстрогенов.
Еще одним заслуживающим внимание результатом данной работы явилась максимальная сопряженность минорного гаплотипа (бОбв, 3801С, 4889С) с повышенным уровнем соматической мутабильности в наиболее радиационно-загрязненном районе — Новозыбкове.
2
i-r
I о я»-
к
¥ 3 о
«-е-И
8 4 X
Узловая г=0,27; р=0,008
Клинцы г= 0,36; р=0,009
Новозыбков /■=0,48; р=0,009
Число минорных аллелей в сайтах СУР7А/_4889-3801-606
Рис. 2. Регрессионный анализ распределения частот ТСЛ-мутантных лимфоцитов для различных генотипов по локусу CYP1A1 среди женщин, проживающих на территориях с разным уровнем радиационного загрязнения.
¡гиена и санитария 5/2011
Выводы. 1. Повышенная частота ТСЯ-мутантных лимфоцитов ассоциирована с минорными аллелями генов всех трех стадий детоксикации ксенобиотиков (СУР1А1, (75ГЛ//, АВСВ1) и с аллелем дикого типа гена репарации ДНК - 0(7(7/.
2. На уровне тренда зарегистрировано влияние степени загрязненности в городе проживания на генотипиче-ские ассоциации частоты ТСЯ-мутантных клеток (по гену СУРЫ Г).
3. Полученные результаты позволяют предположить значимость нерадиационного фактора (ИМТ -> уровень эстрогенов) в генетически обусловленном повышении частоты ТСЯ-мутантных лимфоцитов у женщин, проживающих на радионуклидно-загрязненных территориях. Л итература
1. Баранов В. С., Баранова Е. В., Иващенко Т. Э., Асеев М. В. Геном человека и гены предрасположенности. Введение в предиктивную медицину. — СПб., 2000.
2. Замулаева И. А., Смирнова С. Г., Орлова Н. В. и др. // Рос. онкол. журн. - 2001. - Т. 41, № 1. - С. 23-25.
3. Fung К. L., Gotiesman М. М. // Biochim Biophys Acta. — 2009.
- Vol. 1794, N 5. - P. 860-871.
4. Hamajima N. // Exp. Rev. Mol. Diagn. - 2001. - Vol. I, N 1.
- P. 119-123.
5. Kisselev P., Schunck W.-H., Roots /., Schwarz D. // Cancer Res.
- 2005. - Vol. 65, N 7. - P. 2972-2978.
6. Meleiiadis J., Chanock S., Walsh T. J. // Clin. Microbiol. Rev.
- 2006. - Vol. 19, N 4. - P. 763-787.
7. Rotunno M., Yu K., Lubin J. H. et al. // PLOS. - 2009. -Vol. 4, N 5. — P. e5652. URL: http://www.pubmedcen-tral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid = 2682568 (дата обращения: 04.02.2011).
8. Yuan W„ Xu L„ Feng Y. et al. // Breast Cancer Res. Treat. — 2010. - Vol. 122, N 3. - P. 835-842.
Поступила 17.02.11
С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2011 УДК 6I4.876:546.296|:577.21.08
В. Г. Дружинин'-2, А. Н. Волков', А. Н. Глушков2, Т. А. Головина', В. И. Минина' 2, Ф. И. Ингель3,
A. В. Ларионов', А. В. Мейер', А. А. Лунина', Т. А. Толочко', Л. В. Ахальцева3, Е. К. Кривцова3, Н. А. Юрцева
B. В. Юрченко3
РОЛЬ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ РЕПАРАЦИИ В ОЦЕНКЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА К ВОЗДЕЙСТВИЮ СВЕРХНОРМАТИВНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ РАДОНА
'Кемеровский государственный университет; ^Институт экологии человека СО РАН, Кемерово; 3ФГБУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина Минздравсоцразвития России, Москва
Представлены результаты изучения хромосомных аберраций в лимфоцитах крови человека в связи с полиморфизмом генов ферментов репарации ДНК (hOGGl, ADPRT, АРЕ1, XRCC1, XpG, ХрС, XpD, NBS1) в условиях длительного воздействия сверхнормативных концентраций радона внутри помещений. Установлено, что частота хромосомных аберраций была достоверно ниже у обладателей генотипа hOGGl 326Ser/Ser (по сравнению с вариантом Ser/Cys), АРЕ] 14SAsp/Asp (по сравнению с Glu/Glu), ADPRT 762Val/Val (по сравнению с Val/Ala и Ala/Ala). Показана значимость изученных полиморфных систем в формировании отдельных типов хромосомных аберраций (одиночных фрагментов и хромосомных обменов).
Ключевые слова: хромосомные аберрации, полиморфизм генов репарации, радон
V. G. Druzhinin, А. N. Volkov, А. N. Glushkov, Т. A. Golovina, V. /. Minina, F. I. lngel, A. V. Larionov, A. V. Meyer, A. A. Lunina, T. A. Tolochko, L. V. Akhaltseva, E. К Krivisova, N. A. Yurtseva, V. V. Yurchenko. - ROLE OF REPAIR GENE POLYMORPHISM IN ESTIMATING THE SENSITIVITY OF HUMAN GENOME TO EXCESS RADON CONCENTRATIONS
The paper gives the results of investigating chromosome aberrations in human peripheral blood lymphocytes due to DNA repair genes, such as hOGGl, ADPRT, APE1, XRCC1, XpG, XpC, XpD, and NBS1, upon long-term exposure to excess indoor radon concentrations. The frequency of chromosome aberrations was found to be significantly lower in the carriers of the genotype hOGGl 326 Ser/Ser (versus the variant Ser/Cys), APE] 148 Asp/Asp (versus Val/Ala and Ala/Ala). The study polymorphic systems were shown to be of value in giving rise to individual types of chromosome aberrations (single fragments and chromosome exchanges).
Key words: chromosome aberrations, repair gene polymorphism, radon
Одной из актуальных задач современной гигиены, генетической токсикологии и радиобиологии является
Дружинин В. Г. — д-р биол. наук, проф., зав. каф. генетики КемГУ, вед. науч. сотр. ИЭЧ СО РАН (druzhinin_vladim@mail.ru) Кемерово; Волков А. Н. — канд. биол. наук, доц. каф. генетики; Глушков А. Н. — д-р мед. наук, проф., дир.; Головина Т. А. — вед. инженер каф. генетики; Минина В. И. — канд. биол. наук, ст. науч. сотр., доц. каф. генетики; Ингель Ф. И. — д-р биол. наук, вед. науч. сотр.; Ларионов А. В. — аспирант каф. генетики; Мейер А. В. — аспирант каф. генетики; Лунина А. А. — аспирант каф. генетики; Толочко Т. А. — ст. преподаватель каф. генетики; Ахальцева Л. В. — канд. биол. наук, ст. науч. сотр.; Кривцова Е. К. — науч. сотр.; Юрцева И. А. — ст. инженер; Юрченко В. В. — канд. биол. наук, ст. науч. сотр.
изучение наследственных предпосылок индивидуальной чувствительности к воздействию генотоксикантов, в том числе радиации. Такая чувствительность во многом определяется эффективностью защитных механизмов. Клеточная защита представлена главным образом ферментными системами, дезактивирующими генотоксиканты (трансформация ксенобиотиков, антиоксидантная активность) или восстанавливающими целостность генетического материала (репарация ДНК) [1, 7, 11, 15]. В реализации индивидуальных эффектов воздействия радиационного фактора особую роль отводят полиморфным вариантам генов репарации ДНК [8].
Наиболее информативным и радиационно-специфи-ческим методом анализа биологических эффектов радиации для человека является метафазный анализ хромосомных аберраций (ХА) в лимфоцитах [25]. Данные, полученные при использовании цитогенетического теста,
