CC BY
8
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
УДК 575.174.015.3:577.34 https://doi.org/10.20538/1682-0363-2022-4-79-87
Поиск полиморфных вариантов кандидатных генов индивидуальной радиочувствительности
Исубакова Д.С.1, Литвяков Н.В.1, 2, Цымбал О.С.1, Усова Т.В.1, Цыпленкова М.Ю.1, Мильто И.В.1, 3, Тахауов Р.М.1, 3
1 Северский биофизический научный центр (СБНЦентр) Россия, 636013, Томская обл., г. Северск-13, а/я 130
2 Научно-исследовательский институт (НИИ) онкологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр (НИМЦ) Российской академии наук
Россия, 634009, г. Томск, пер. Кооперативный, 5
3 Сибирскийгосударственныймедицинскийуниверситет (СибГМУ) Россия, 634050, г. Томск,Московский тракт, 2
РЕЗЮМЕ
Актуальность. Цитогенетические нарушения (ЦН) лимфоцитов, индуцированные «малыми» дозами (до 100 мЗв) ионизирующего излучения (ИИ), являются основными цитогенетическими признаками индивидуальной радиочувствительности организма человека. Помимо репарации ДНК и гибели клеток, которые влияют на формирование ЦН и их элиминацию, вклад в последствия воздействия ИИ на клетку может реализоваться за счет изменений пролиферации клеток с нерепарированными дефектами ДНК. Определяющую роль в регуляции пролиферации клеток играет система циклинов и циклин-зависимых киназ, которые обеспечивают координацию митотических событий при прохождении клеточного цикла.
Цель. Оценить связь однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) генов клеточного цикла с повышенной частотой ЦН, возникших у персонала объекта использования атомной энергии, под действием долговременного техногенного профессионального облучения ИИ в диапазоне доз 100-500 мЗв.
Материалы и методы. Объектом исследования служила кровь 55 условно здоровых работников Сибирского химического комбината (СХК), подвергавшихся в процессе профессиональной деятельности долговременному техногенному радиационному воздействию (у-излучение) в дозах 100-500 мЗв. Для всех обследованных лиц проводили стандартный цитогенетический анализ лимфоцитов крови. Геномную ДНК из крови работников выделяли с помощью набора QIAamp DNA Blood mini Kit (Qiagen, Германия). Гено-типировали ДНК по 257 ОНИ генов циклинов и межгенных областей вблизи генов циклинов с помощью ДНК-чипов высокой плотности CytoScan HD Array (Affymetrix, США).
Результаты. Установлено, что с учетом поправки Бонферрони имеются только статистически значимые связи ОНП с высокой частотой дицентрических хромосом, все остальные типы изученных ЦН не показали достоверных отличий. С повышенной частотой дицентрических хромосом, возникающих под действием долговременного техногенного профессионального облучения ИИ, ассоциирован rs803054 CCNI2.
Заключение. Обнаруженный ОНП (rs803054), рецессивный генотип которого ассоциирован с повышенной частотой дицентрических хромосом у работников СХК, подвергавшихся в процессе профессиональной деятельности долговременному техногенному радиационному воздействию (у-излучение) в дозах 100-500 мЗв, можно рассматривать в качестве потенциального маркера индивидуальной радиочувствительности. Для подтверждения выявленных ассоциаций необходимы дальнейшие валидационные исследования на расширенной выборке людей, подвергавшихся долговременному техногенному профессиональному облучению ИИ.
И ИсубаковаДарьяСергеевна, isubakova.daria@yandex.ru
Ключевые слова: ионизирующее излучение, индивидуальная радиочувствительность, хромосомные аберрации, полиморфизм генов, микроматричный анализ
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Источник финансирования. Исследование выполнено в рамках государственного задания № 388-00162-22-00от01.03.2022.
Соответствие принципам этики. Все доноры подписали добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Исследование одобрено НИИ онкологии Томского НИМЦ.
Для цитирования: Исубакова Д.С., Литвяков Н.В., Цымбал О.С., Усова Т.В., Цыпленкова М.Ю., Мильто И.В., Тахауов P.M. Поиск полиморфных вариантов кандидатных генов индивидуальной радиочувствительности. Бюллетень сибирскоймедицины. 2022;21(4):79-87. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2022-4-79-87.
Search for polymorphic variants of candidate genes contributing to individual radiosensitivity
Isubakova D.S.1, Litviakov N.V.1, 2, Tsymbal O.S.1, Usova T.V.1, Tsyplenkova M.Yu.1, Milto I.V.1-3, Takhauov R.M.1' 3
1 Seversk Biophysical Research Center
P.O. Box-130, Seversk-13, 636013, RussianFederation
2 Cancer Research Institute of Tomsk National ResearchMedical Center (NRMC), Russian Academy ofSciences 5, Cooperativny Lane, Tomsk, 634009, Russian Federation
3 Siberian StateMedical University
2,Moscow Trakt, Tomsk, 634050, Russian Federation
ABSTRACT
Background. Cytogenetic damage (CD) in lymphocytes induced by low doses (up to 0.1 Sv) ofionizing radiation (IR) is the main cytogenetic sign of individual radiosensitivity of the human body. In addition to DNA repair and cell death, which affect the formation of CD and its elimination, IR effects on the cell can be manifested through changes in proliferation of cells with unrepaired DNA damage. The system of cyclins and cyclin-dependent kinases (CDK), which provide coordination of mitotic events during passage of a cell through the cell cycle, plays a crucial role in regulation of cell proliferation.
Aim To evaluate the relationship of single-nucleotide polymorphisms (SNPs) of cell cycle genes with an increased frequency of CD in workers of a nuclear power plant affected by chronic occupational radiation exposure in the dose range of 100-500 mSv.
Materials and methods. The object of the study was blood of 55 conditionally healthy workers of Siberian Chemical Plant (SCP) who were affected by chronic occupational radiation exposure (gamma radiation) in the dose range of 100-500 mSv. A standard cytogenetic analysis of blood lymphocytes was performed for all examined individuals. Genomic DNA was isolated from the blood of the workers using the QIAamp DNA Blood Mini Kit (QIAGEN, Germany). DNA was genotyped using 257 SNPs of cyclin genes and neighboring intergenic regions using DNA microarrays from the high-density CytoScan HD Array (Affymetrix, USA).
Results. Taking into account the Bonferroni correction, only statistically significant associations of SNPs with the frequency of dicentric chromosomes were found; all other types of chromosomal aberrations did not show statistical significance. The rs803054 CCNI2 was associated with an increased frequency of dicentric chromosomes arising under the influence ofchronic occupational radiation exposure.
Conclusion. The discovered SNP (rs803054), whose recessive genotype is associated with an increased frequency of dicentric chromosomes in workers of SCP exposed to radiation at doses of 100-500 mSv over a long time, can
be considered as a potential marker of individual radiosensitivity. To confirm the identified associations, further validation studies are needed on an expanded sample of people affected by chronic occupational radiation exposure.
Keywords: ionizing radiation, individual radiosensitivity, chromosomal aberrations, gene polymorphism, microarray analysis
Conflict of interest. The authors declare the absence of obvious or potential conflicts of interest related to the publication ofthis article.
Source of financing. The study was carried out within the framework of state assignment No. 388-00162-22-00 dated 01.03.2022.
Conformity with the principles of ethics. All donors signed an informed consent to participate in the study. The study was approved by the local Ethics Committee at Cancer Research Institute of Tomsk NRMC.
For citation: Isubakova D.S., Litviakov N.V., Tsymbal O.S., Usova T.V., Tsyplenkova M.Yu., Milto I.V., Takhauov R.M. Search for polymorphic variants of candidate genes contributing to individual radiosensitivity. Bulletin ofSiberian Medicine. 2022;21(4):79-87. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2022-4-79-87.
ВВЕДЕНИЕ
Одним из цитогенетических признаков индивидуальной радиочувствительности (ИРЧ) организма человека считают частоту индуцированных цитогенетических нарушений (ЦН), а также формирование радиогенной патологии, среди которой лидирующие позиции занимают опухолевые заболевания [1-3]. Лимфоциты являются клетками организма человека, наиболее чувствительными к действию ионизирующего излучения (ИИ). Лимфоциты крови с индуцированными ЦН элиминируются из организма посредством различных форм гибели, таких как апоптоз, некроз, некроптоз, аутофагическая гибель, митотическая катастрофа и ускоренное старение облученных клеток [4-6], однако при нарушении этих механизмов гибели или снижении их активности за счет нормальной вариабельности генома лимфоциты с ЦН могут накапливаться, что проявляется в увеличении частоты ЦН даже при «малых» дозах ИИ.
Еще одним механизмом накопления частоты ЦН является пролиферация лимфоцитов, поскольку хорошо известно, что в процессе пролиферации элиминируются аберрации хромосомного типа [1, 2]. Определяющую роль в регуляции пролиферации играет система циклинов, которые функционируют как регуляторы циклин-зависимых киназ и способствуют временной координации каждого митотического события. Таким образом, помимо вариабельности механизмов репарации и гибели клеток, оказывающих прямое действие на формирование ЦН и их элиминацию, опосредованное действие может быть обусловлено и вариабельностью механизмов пролиферации поврежденных клеток с нерепарированными ЦН.
С помощью технологии микроматриц (micro-array) проведено широкогеномное исследование ассоциации 162 однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) генов системы циклинов (CCNA1, CCNA2, CCNB1, CCNB2, CCNB3, CCND1, CCND2, CCND3, CCNE1, CCNE2, CCNF, CCNG1, CCNH, CCNI, CCNI2, CCNJ, CCNJL, CCNK, CCNY), а также 95 межгенных ОНП, находящихся вблизи генов циклинов, с высокой частотой ЦН у персонала Сибирского химического комбината (СХК, 55 человек), подвергавшегося профессиональному облучению в диапазоне доз 100-500 мЗв. В предварительном исследовании при изучении зависимости «доза-эффект» наблюдается плато, т.е. частота цитогенетических нарушений не изменяется с ростом дозы [7, 8], и именно в этом диапазоне доз следует изучать ассоциацию ОНП с повышенной частотой ЦН для оценки ИРЧ.
Цель исследования - оценить связь ОНП генов циклинов и их промоторов с повышенной частотой ЦН, возникших у работников объекта использования атомной энергии (СХК) под действием долговременного техногенного профессионального облучения ИИ в диапазоне доз 100-500 мЗв.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В исследовании использовали цельную венозную кровь 38 условно здоровых работников СХК, не подвергавшихся в процессе профессиональной деятельности облучению ИИ - группа контроля, и 55 условно здоровых работников СХК, подвергавшихся в процессе профессиональной деятельности долговременному техногенному облучению ИИ (у-излу-чение) в дозах 100-500 мЗв - группа исследования. Характеристика обследованных групп представлена в табл. 1.
Показатель Группа контроля, и = 38 Группа исследования, и = 55
Мужчины/женщины 38/0 55/0
Возраст, лет Me 52,00 59,00
L-R 37,00-58,00 54,00-69,00
Стаж работы, лет Me 20,00 34,00
L-R 12,00-34,00 29,00-42,00
Доза внешнего облучения, мЗв Me - 203,35
L-R - 164,00-276,15
Сбор и уточнение информации о донорах биологического материала выполнены с использованием базы данных регионального медико-дозиметрического регистра и архива медицинской документации Северского биофизического научного центра, содержащих сведения обо всех работниках СХК [9]. В соответствии с Федеральным законом от 21.11.2011 № 323-ФЭ «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации» каждый донор подписал информированное добровольное согласие.
Взятие крови для исследования у доноров проводили из локтевой вены. Кровь забирали в объеме 9 мл в пробирки Vacuette с ЭДТА КЗ (Greiner Bio-one, Австрия) и иглой Visio Plus для системы Vacuette, 38 х 0,8 мм, 21G х 11/2 (Greiner Bio-one, Австрия) для последующего выделения ДНК и проведения микроматричного анализа. Для приготовления цитогене-тических суспензий кровь забирали в объеме 9 мл в пробирки Vacuette с Li-гепарином (Greiner Bio-one, Австрия) с иглой Visio Plus для системы Vacuette, 38 х 0,8 мм, 21G х 11/2 (Greiner Bio-one, Австрия).
Лицам, включенным в исследование, проводили цитогенетический анализ мононуклеарных лейкоцитов крови. Для культивирования лимфоцитов брали цельную венозную кровь, которую смешивали с питательной средой (15% эмбриональной телячьей сыворотки и 8% среды RPMI 1640, включающей глутамин, фитогемагглютинин, пенициллин) и инкубировали (37 °С) в культуральных флаконах (Corning, США) в суховоздушном шейкере-инкуба-торе (Biosan, Латвия). Цитогенетическое исследование проводили на микроскопе Leica DM2500 (Leica, Германия). Анализировали не менее 300 метафазных пластинок у каждого человека. Результаты приводили как частоту ЦН на 100 метафазных пластинок. Определяли следующие виды ЦН: аберрантные клетки, полиплоидные клетки, мультиаберрантные клетки (более пяти хромосомных аберраций), хромосомные и хроматидные фрагменты, кольцевые и дицентрические хромосомы, хроматидные обмены (фигуры типа «крест») и транслокации.
С использованием набора QIAamp DNA Blood mini Kit (Qiagen, Германия) из мононуклеарных лейкоцитов крови выделяли ДНК. Чистоту (А260/ А280 = 1,80-2,00, А260/А230 = 1,90-2,15) и концентрацию (50-150 нг/мкл) ДНК устанавливали на спектрофотометре NanoDrop-2000 (Thermo Scientific, США). Целостность ДНК определяли при помощи капиллярного электрофореза - фрагменты ДНК имели размер более 48 кб.
Изученные ОНП генотипированы на ДНК-чипах Cyto Scan HD Array (Aflymetrix, США). Процедуры пробоподготовки, гибридизации и сканирования проводили в соответствии с протоколом производителя. Обработку результатов микрочипирования осуществляли с применением программы Chromosome Analysis Suite 4.3 (Aflymetrix, США). Для уточнения и идентификации ОНП и генов, к которым они принадлежат, в работе были использованы базы данных Aflymetrix DataBases genotypes, NCBI, OMIM и GWAS Catalog, SNPedia.
Изученные ОНП генов циклинов (CCN) и межгенных областей вблизи генов циклинов (п = 257):
- CCNA1 (cyclin Al): rs7997378, rs3814803, rsl7188012;
- CCNA2 (cyclin A2): rs3217753, rs3217772, rs3217771;
- CCNB1 (cyclin Bl)\ rsll28761;
- CCNB2 (cyclin B2): rs28383518, rs28383514, rs75767699, rsl69410487, rsl6941042, rsl6941046, rs28383551;
- CCNB3 (cyclin B3): rsl2848359, rsl2009873, rs7063886,rs6614336,rsl2007902,rsl7003332;
- CCND1 (cyclin Dl)\ rs3212869, rs649392;
- CCND2 (cyclin D2): rs3217805, rs4765775, rs3217916, rs3217812, rs3217848, rs3217830, rsll063072, rs3217882, rs3217898, rs3217933;
- CCND3 (cyclin D3): rs9369318;
- CCNE1 (cyclin El): rs3218071, rs3218035, rs3218036, rs41520849, rs3218038, rs3218068, rs3218042, rs3218064, rs3218066, rs3218044;
- CCNE2 (cyclin E2): rs2467670, rsl6893774, rs2278891;
- CCNF (cyclin F): rs8052046;
- CCNG1 (cyclin Gl): rs299322, rs2069345, rs2069347;
- CCNH (cyclin H): rs6879293, rs3752862, rs74582239, rsl6902635, rsl6902632, rs75949864, rs6891010, rsl0067098, rsll5516306, rsll4916935, rs3827607, rsl6902623, rsl6902625, rsll745338, rsl6902631,rs77996308,rsl062035;
- CCNI (cyclin I): rs803054, rs803057, rsl0006033, rs62302339;
I аблица 1
Характеристика обследованных групп работников СХК
Группа
Группа
- ССЮ {сусИп ./): ге4921132, ге57334361, ге17057562, ге6875660, ге4921270, ге74734346, ге17057596, ге78444213, 1817111275, ге2303059, ге915506, ге6874570, ге6556488, ге11949221, ге17057577, ге6899125, ге754112, ге2421777, ге2421778, Г817057631, ге10052876, ге2421779, г82421780, г810038395, г828595384, г872814336, Г812657051, 1817057641, г89313842, г811596126;
- ССШ (сусИп К): г810144895, г83918051, г83918094, г82069492, г82069493, г83918139, г83918048;
- ССШ (сусИп Г): г812261552, г8113182825, г8115589270, г811816866, г8111374708, г82295417, г8115469285, г82504352, г82504350, г82474533, г84934749, г835745247, г817593103, г875954134, г816936030, г83003980, г816936032, г83013364 ге114206731, г812241755, г816936035, г874979754, г810508817, г810827506, г811010151, г84934753, г8112496700, г811591533, г84934754, г81345561, г812248732, г810508818, г8116338411, г875609581, 1*11010178, г874866156, г82086153, г812242002, г810827509, г8112818779, г811595699, г811010213, г816936102, Г83003981, г87067539, г861449529, г810827512, г84934551, г811010225, г87910421, г817500653, г8116009947, г812249814, г8112091952;
- межгенные области вблизи генов цикли-нов: г86817626, г82138940, г89566153, г813153588, г86509615, г89547604, г84865924, г873537845, г879959089, г879226566, г817053967, г812508668, г84241604, г8413127, г811097684, г8115693938, г89315437, г82323125, г812902628, г85961171, г859776629, г86887755, г86826342, г84557282, г8375299, г84502705, г86818356, г87682171, Г813133761, г84518274, г86849124, г86849534, г86871154, г8323746, г8112520532, г89603050, Г8114501411, г8323758, г8323757, г81441709, г82919902, г8984026, г834383364, г817285919, г89547632, г873770251, г835556022, г81517886, г835000040, г86892636, г811749408, г811749439, гв3909481, г87250135, г84805497, г810422957, г817002403, г835204615, г816963260, г84998568, г811882235, г856400371, г828582702, г811881322, г8255259, г81811302, г8255263, г877475690, г811084309, г8410468, г817053969, г810514840, г817053994, г876165140, г874045329, г817054069, г812866109, г81517893, г89315426, г87489996, г87692898, г89594152, г89603064, г81474085, г86822060, г817054113, г89603072, г84943389, Г87317651, Г817191516, г817054217, г89547595, г8660005, г816963219, г8594452.
Анализ данных генотипирования на каждый из изученных ОНП проводили по четырем моделям: доминантной, рецессивной, аддитивной и сверхдо-
минантной. По доминантной модели определяли различия в частоте ЦН между носителями гомозиготными по рецессивному аллелю и гетерозиготными носителями, с одной стороны, и носителями гомозиготными по доминантному аллелю - с другой. По рецессивной модели устанавливали различия в частоте ЦН между носителями гомозиготными по доминантному аллелю и гетерозиготными носителями, с одной стороны, и носителями гомозиготными по рецессивному аллелю - с другой. По аддитивной модели оценивали различия в частоте ЦН между носителями гомозиготными по доминантному аллелю, носителями гомозиготными по рецессивному аллелю и гетерозиготными носителями. При сверхдоминантной модели устанавливали различия в частоте ЦН между носителями гомозиготными по доминантному и рецессивному аллелю, с одной стороны, и гетерозиготными носителями - с другой.
Статистическую обработку результатов проводили при помощи программы Statistica 8.0 (StatSoft, США). Результаты представлены в виде медианы и межквартильного размаха Me (L—R).
Соответствие распределения генотипов в выборке равновесию Харди - Вайнберга оценивали с помощью программы Court lab HW calculator в формате Excel. Для установления значимости различий между выборками по частоте ЦН применяли критерий Манна - Уитни с поправкой Бонферрони (р < 0,05).
РЕЗУЛЬТАТЫ
На первом этапе проведено цитогенетическое исследование частоты ЦН у работников СХК обеих групп для подтверждения повышенной частоты ЦН у работников группы исследования. Результаты представлены в табл. 2.
Как видно из табл. 2, частота большинства типов ЦН, которые не являются маркерами радиационного воздействия, в обеих группах работников СХК не отличается. Возможно, это является следствием того, что все работники СХК, включенные в данное исследование, проживают и работают в приблизительно идентичных условиях, т.е. выборки тщательно стратифицированы, а группа контроля и группа исследования, на которой была изучена ассоциация высокой частоты ЦН с ОНП, не различаются существенным образом, за исключением маркеров радиационного воздействия - кольцевых и дицентрических хромосом.
Известно, что серьезный вклад в повышение частоты ЦН у человека может вносить образ жизни, например курение, употребление алкоголя и другие вредные привычки, в меньшей степени - экологические условия, а также контакт на производстве с вредными химическими факторами.
Таблица 2
Сравнение частот ЦН у работников СХК группы контроля и группы исследования, на 100 клеток, Ме (Ь-Я)
Показатель Группа контроля, п = 38 Группа исследования, п = 55 р
Количество аберрантных клеток 1,0000 (0,3333-2,3333) 2,5641 (1,4285-3,3333) 0,0002
Хроматидные фрагменты 0,3316 (0,0000-0,6666) 0,6269 (0,0000-1,3071) 0,1294
Хромосомные фрагменты 0,3268 (0,0000-0,6557) 0,3225 (0,0000-0,9118) 0,5140
Кольцевые хромосомы 0,0000 (0,0000-0,0000) 0,2724 (0,0000-0,3333) 0,0050
Дицентрические хромосомы 0,3322 (0,0000-0,9493) 0,7712 (0,0000-1,2578) 0,0280
Мультиаберрантные клетки 0,0000 (0,0000-0,0000) 0,0000 (0,0000-0,0000) 0,8819
Хроматидные обмены 0,0000 (0,0000-0,0000) 0,0000 (0,0000-0,0000) 0,2687
Транслокации 0,0000 (0,0000-0,0000) 0,0000 (0,0000-0,0000) 0,8819
Полиплоидные клетки 0,0000 (0,0000-0,0000) 0,0000 (0,0000-0,0000) 0,8820
Примечание. Здесь и в табл. 3 полужирным шрифтом выделены статистически значимые различия.
Отсутствие различий по частоте хроматидных и хромосомных фрагментов, мультиаберрантных клеток, хроматидных обменов, транслокаций и полиплоидных клеток говорит об отсутствии вышеуказанных различий у работников изучаемых групп. Тем не менее частота маркеров радиационного воздействия - кольцевых и дицентрических хромосом, а также частота аберрантных клеток (из-за кольцевых и дицентрических хромосом) статистически выше у работников, подвергавшихся в процессе своей профессиональной деятельности долговременному радиационному воздействию.
На втором этапе исследования проведена оценка ассоциации частоты радиационно-индуцирован-
ных ЦН в зависимости от полиморфных вариантов изученных генов у работников группы исследования. При анализе данных исключены ОНП любого генотипа при п < 5, поскольку в условиях малочисленной выборки это увеличивает вероятность ошибки первого рода. Затем исключили ОНП, не соответствующие равновесию Харди — Вайнберга. В результате из 257 ОНП в окончательный статистический анализ было включено 58 ОНП. Далее выявляли их ассоциацию с высокой частотой установленных ЦН.
На рисунке представлены уровни значимости для 58 отобранных ОНП (см. выше) по дицентрическим хромосомам.
Рисунок. Уровни значимости для рецессивной модели по частоте дицентрических хромосом. Ось ординат - значение р в логарифмических координатах - (1о§10); пунктирная линия - уровень значимости р < 0,05, рассчитанный по критерию Манна - Уит-ни, сплошная линия - уровень поправки Бонферрони
На оси ординат отложен отрицательный десятичный логарифм уровня доверительной вероятности. Линией сверху изображен уровень доверительной вероятности с учетом поправки Бонферрони равный —1од(0,05/57) = 3,0644. Таким образом, на рисунке показано, что с учетом поправки Бонферрони только один ОНП ассоциирован с высокой частотой дицентрических хромосом у работников СХК группы исследования.
Из 58 выявленных ОНП анализ данных гено-типирования, проведенный по всем четырем гено-типическим моделям (доминантной, рецессивной, аддитивной и сверхдоминантной), показал ассоциацию только с высокой частотой дицентрических хромосом (маркеров радиационного воздействия) по рецессивной модели для 1 ОНП ССШ2 (гя803054) (табл. 3).
Таблица 3
Частота дицентрических хромосом в зависимости от генотипов по изученным генам у работников группы исследования, на 100 клеток, Me (L-R)
Показатель Частота дицентрических хромосом по генотипам Р Поправка Бонферрони
Доминантная модель
CCNI2 rs803054 A/G + G/G, и = 39 А/А,п=!6 0,0865 0,000874
0,9740 (0,0000-1,6666) 0,3928 (0,0000-1,0317)
Рецессивная модель
CCNI2 rs803054 А/А + A/G, и = 42 G/G,« =13 0,0008 0,000874
0,5303 (0,0000-1,0899) 1,4285 (1,0256-1,8750)
Сверхдоминантная модель
CCNI2 rs803054 А/А + G/G, и = 28 A/G, и = 27 0,1116 0,000874
0,9890 (0,3928-1,5476) 0,6060 (0,0000-1,0899)
Аддитивная модель
CCNI2 rs803054
А/А, и =16
0,3928 (0,0000-1,0317)
A/G, и = 26
0,6298(0,0000-1,0899)
G/G, и = 13
1,4285 (1,0256-1,8750)
0,8645
0,000874
Примечание, п - число обследованных с данным генотипом в группе при_р < 0,05.
ОБСУЖДЕНИЕ
Полиморфный вариант ге803054 является ин-тронным, располагается в позиции сЬг5:132750285 (СЯСЬ38.р13) и принадлежит гену ССШ2. В 2008 г. Б. СЬоиЛгу и соавт. выдвинули предположение, что 5q23.3 (авторы указали, что ге803054 располагается в позиции сЬг5:132162193) является потенциальной областью, содержащей гены астмы у пуэрториканцев [10]. Иная информация о вкладе этого ОНП в регуляцию функциональной активности ССШ2 отсутствует, в том числе и в базе БМРе&а.
В отличие от результатов Б. СЬоиЛгу и соавт. в нашей работе показана ассоциация ге803054 с ради-ационно-индуцированными ЦН. Так, выявлено, что для гв803054 ССШ2 носители рецессивного генотипа имели частоту дицентрических хромосом в 2 раза выше в сравнении с носителями доминантного генотипа при относительно одинаковых дозах внешнего облучения ИИ. Одной из причин более высокой частоты кольцевых и дицентрических хромосом у работников в группе исследования является долговременное техногенное профессиональное облучение ИИ [11].
ССШ2 локализован в длинном плече 5-й хромосомы (5q31.1), считается гомологом ССШ. ССШ2
взаимодействует с CDK5 и активирует ее. С. Liu и соавт. и J. Тапеега и соавт. показали, что истощение CCNI2 с помощью siRNA ингибирует прохождение клеточного цикла и пролиферацию клеток [12, 13]. D.M. Lai и соавт. продемонстрировали пониженный уровень экспрессии CCNI2, который, в свою очередь, ингибировал пролиферацию клеток коло-ректального рака, останавливал клеточный цикл в фазе G2, а также стимулировал клеточный апоптоз [14]. Имеется информация, что снижение экспрессии CCNI2 замедляет прогрессирование рака желудка за счет ингибирования пролиферации опухолевых клеток, повышения восприимчивости к апоптозу и подавления миграции [15].
Известно, что ЦН элиминируются в процессе пролиферации, поэтому, согласно полученным нами результатам, у носителей рецессивного ал-леля rs803054 CCNI2 может отмечаться снижение экспрессии CCNI2, вследствие которой снижается пролиферативный потенциал лимфоцитов и интенсивность элиминации ЦН, к которым относятся ди-центрические хромосомы. Полученные результаты хорошо согласуются с данными, полученными [12, 13]. На фоне долговременного техногенного профессионального облучения ИИ это приводит к увеличению частоты дицентрических хромосом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Впервые выявлен ОНП rs803054, который можно рассматривать в качестве потенциального маркера ИРЧ. Показано, что работники СХК, гомозиготные по рецессивному аллелю rs803054, имеют повышенную частоту дицентрических хромосом в лимфоцитах крови при хроническом профессиональном облучении ИИ в диапазоне доз 100—500 мЗв. Идентифицированный кандидатный маркер ИРЧ может использоваться при разработке тест-системы для определения генетически детерминированной ИРЧ при помощи ПЦР-системы в режиме реального времени.
список источников
1. Елисова Т.В. Стабильные и нестабильные аберрации хромосом у человека и других млекопитающих в связи с вопросами биологической дозиметрии. Радиационная биология. Радиоэкология. 2008;48(1):14-27.
2. Бадаева Л.С., Сипягина А.Е. Предикторы риска формирования радиационно-индуцированных стохастических заболеваний в поколениях детей из семей облученных родителей - актуальная проблема современности. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2019;64(1):7-14. DOI: 10.21508/1027-4065-2019-64-1-7-14.
3. Kim В.М., Hong Y., Lee S., Liu P., Lim J.H., Lee Y.H. et al. Therapeutic implications for overcoming radiation resistance in cancer therapy. Int. J. Mol. Sci. 2015;16(11):26880-26913. DOI: 10.3390/ijmsl61125991.
4. Maier P., Hartmann L., Wenz F., Herskind C. Cellular pathways in response to ionizing radiation and their targetability for tumor radiosensitization. Int. J. Mol. Sci. 2016;17(1):102. DOI: 10.3390/ijmsl7010102.
5. Baskar R., Lee K.A., Yeo R., Yeoh K.W. Cancer and radiation therapy: current advances and future directions. Int. J. Med. Sci. 2012;9(3):193-199. DOI: 10.7150/ijms.3635.
6. Freidin M.B., Vasilyeva E.O., Skobelskaya E.V., Goncharo-va I.A., Karpov A.B., Takhauov R.M. The prevalence and spectrum of chromosomal aberrations in workers of the Siberian Group of Chemical Enterprises. Bulletin of Siberian Medicine. 2005;(2):75-81.
7. Литвяков H.B., Фрейдин М.Б., Халюзова M.B., Сазонов А.Э., Васильева Е.О., Альбах Е.Н. и др. Частота и спектр цитогенетических нарушений у работников Сибирского химического комбината. Радиационная биология. Радиоэкология. 2014;54(3):283-296. DOI: 10.7868/ S0869803114030084.
8. Исубакова Д.С., Халюзова М.В., Литвяков Н.В., Брони-ковская Е.В., Усова Т.В., Тахауов P.M. и др. Цитогене-тические нарушения в лимфоцитах крови у работников Сибирского химического комбината, подвергавшихся профессиональному облучению. Радиационная биология. Радиоэкология. 2021;61(4):353-366. DOI: 10.31857/ S0869803121040056.
9. Takhauov R.M., KarpovА.В.,AlbachE.N., KhalyuzovaM.V., Freidin M.B., Litviakov N.V. et al. The bank of biological samples representing individuals exposed to long-term ionizing radiation at various doses. Biopreserv Biobank. 2015;13(2):72-78. DOI: 10.1089/bio.2014.0035.
10. Choudhry S., Taub M., Mei R., Rodriguez-Santana J., Rodri-guez-Cintron W., Shriver M.D. et al. Genome-wide screen for asthma in Puerto Ricans: evidence for association with 5q23 region. Hum. Genet. 2008;123(5):455-468. DOI: 10.1007/ S00439-008-0495-7.
10. Снигирева Т.П. Последствия воздействий ионизирующих излучений: цитогенетические изменения в лимфоцитах крови человека. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2009:402.
11. Liu С., Zhai X., Zhao В., Wang Y., Xu Z. Cyclin I-like (CCNI2) is a cyclin-dependent kinase 5 (CDK5) activator and is involved in cell cycle regulation. Sci. Rep. 2017;7:40979. DOI: 10.1038/srep40979.
12. Taneera J., Fadista J., Ahlqvist E., Zhang M., Wierup N., Renstrom E. et al. Expression profiling of cell cycle genes in human pancreatic islets with and without type 2 diabetes. Mol. Cell Endocrinol. 2013;375(l-2):35-42. DOI: 10.1016/j. mce.2013.05.003.
13. Lai D.M., Bi J.J., Chen Y.H., Wu Y.D., Huang Q.W., Li H.J. et al. CCNI2 plays a promoting role in the progression of colorectal cancer. Cancer Med. 2021;10(6):1913-1924. DOI: 10.1002/cam4.3504
14. Chen W., Zhou Y., Wu G., Sun P. CCNI2 promotes the progression of human gastric cancer through HDGF. Cancer Cell Int. 2021;21:661-673. DOI: 10.1186/sl2935-021-02352-6.
Вклад авторов
Исубакова Д.С. - анализ и интерпретация данных, подготовка текста статьи. Литвяков Н.В. - разработка концепции и дизайна исследования. Цымбал О.С., Усова Т.В., Цыпленкова М.Ю. - сбор и обработка материала, выполнение исследований. Миль-то И.В. - проверка критически важного интеллектуального содержания, редактирование. Тахауов P.M. - проверка критически важного интеллектуального содержания, редактирование, утверждение окончательного варианта рукописи.
Информация об авторах
Исубакова Дарья Сергеевна - науч. сотрудник, СБН Центр, г. Северск, isubakova.daria@yandex.ru, http://orcid.org/0000-0002-5032-9096
Литвяков Николай Васильевич - д-р биол. наук, профессор РАН, вед. науч. сотрудник, СБН Центр, г. Северск; зав. лабораторией онковирусологии, НИИ онкологии, Томский НИМЦ, г. Томск, nvlitv72@yandex.ru, http://orcid.org/0000-0002-0714-8927
Цымбал Ольга Сергеевна - науч. сотрудник, СБН Центр, г. Северск, olga-tsymbal@mail.ru, http://orcid.org/0000-0002-2311-0451
Усова Татьяна Валерьевна - мл. науч. сотрудник, СБН Центр, г. Северск, vishnevskaya_seversk@mail.ru.
Цыпленкова Мария Юрьевна - мл. науч. сотрудник, СБН Центр, г. Северск, mariatsyplenkova@yandex.ru.
Мильто Иван Васильевич - д-р биол. наук, доцент, зам. директора по научной работе, СБН Центр, г. Северск; профессор кафедры морфологии и общей патологии, СибГМУ, г. Томск, milto_bio@mail.ru, http://orcid.org/0000-0002-9764-4392
Тахауов Равиль Манихович - заслуженный врач Российской Федерации, д-р мед. наук, профессор, директор, СБН Центр, г. Северск; профессор кафедры организации здравоохранения и общественного здоровья, СибГМУ, г. Томск, ткт2007@уаМех. га, http://orcid.org/0000-0002-1994-957X
(Н) Исубакова Дарья Сергеевна, isubakova.daria@yandex.ru
Поступила в редакцию 28.09.2022; одобрена после рецензирования 24.10.2022; принята к публикации 26.10.2022
