Анализ ДНК-репаративных возможностей лимфоцитов человека при изменении ионных параметров среды и воздействиях, инициирующих состояние готовности клеток к адаптивному ответу Поспехова, Наталья Ивановна

Введение к работе

Актуальность проблемы. В последнее время выясняется, что ве-

ітность переходов индуцированных генетически опасными агентами

ірежпений ДНК в фиксированные генные или хромосомные мутации в

мительной степени вависит от параметров среды, в которой функ-

юируют клетки (Galloway etal.,1987; Kubotaetal.. 1989;

tt et al., 1991). Несмотря на принципиальную важность указан-

о феномена, его механизмы остаются невыясненными. Вместе с

і, известно, что стабильность генома клеток в значительной сте-

и обусловлена системой ДНК-репарации клеток. Поэтому можно

дположить, что в период адаптации к изменённым параметрам сре-

клетки переходят в новый функциональный режим, при котором

кены их ДНК-репаративные возможности, что и приводит в конеч-

итоге к повышенному уровню мутагенеза. Если высказанное пред-

ожение справедливо, то можно ожидать, что снижение ДНК-репара-

ных возможностей клеток будет происходить и в период перехода

эвый функциональный режим, вызванный не только средовыми фак-

ами, но и другими воздействиями, в частности, физическими.

, известно, что в период подготовки клеток к включению прог-

т адаптивного ответа (Wolff et al.. 1988), инициированный ма-

і дозами ионизирующей радиации при определённой комбинации до-

и её скорости (Спитковский, 1995). происходят существенные

Яразования параметров ядер клеток, т.е. изменения их функциэ-

.ного состояния.

Настоящее исследование посвящено выяснению ДНК-репаративных южностей лимфоцитов (и их отдельных субпопуляций) периферией крови человека в период их перехода в новый функциональный м, вызванный изменениями ионных параметров среды или воздейс-м рентгеновского излучения, инициирующего состояние готовнос-леток к адаптивному ответу. Актуальность решения этой пробле-пределяется тем, что доказательство снижения ДНК-репаративных ожностей клеток (или их определённых субпопуляций) в период даптации к изменённым факторам окружающей среды позволило бы полагать новый механизм усиления мутагенеза при совместном твии нейтральных и опасных в генетическом плане агентов. Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования пось: выяснение влияния изменений ионной силы среды и иониэи-эго , излучения в условиях инициации последующего адаптивного га - факторов, изменяющих физиологический статус клеток (лим-

фоцитов периферической крови человека). - на ДНК-репаративные возможности (внеплановый синтез ДНК) клеток при воздействии УФ-облучения; выяснение возможных отличий при указанных условиях и воздействиях во внеплановом синтезе ДНК между отдельными субпо-пуляцияш лимфоцитов и клетками пациентов с генетическими дефектами в системе УФ-индуцированной репарации (пигментная ксеродерма). В связи о поставленной целью конкретные задачи исследования ваключались в следующем:

1. Выяснить зависимость УФ-индуцированного знепланового синтеза ДНК от ионной силы среды в лимфоцитах периферической крови человека. \

2. Получить, охарактеризовать отдельные субпопуляции лимфоцитов и выяснить зависимость УФ-индуцировашюго в них внепланового синтеза ДНК от ионной силы среды.

3. Выяснить зависимость УФ-индуцированного внепланового син-тева ДНК от ионной силы среды в лимфоцитах больных пигментной ксеродермой.

4. Изучить влияние ионизирующей радиации в режиме, иницюфу-ющем последующий адаптивный ответ лимфоцитов, на УФ-индуцированный внеплановый синтез ДНК в этих клетках.

Положения, выносимые на защиту. . 1. Зависимость УФ-индуцированной репаративной активности лимфоцитов человека от ионной силы среды выражена в виде параболы о максимумом при физиологической ионной силе.

2. Различия по обогадбнности активированными Т-лимфоцитами. уровню спонтанного включения ³Н-тимидина, размерам ядер клеток, количеству ядрышек на клетку, активности УФ-индуцированного ре-паративного синтеза ДНК и степени деградации ДНК разных фракций' лимфоцитов, выделенных в градиенте рН и плотности V фракции БСА. 3. Пониженная степень модификации репаративной активности лимфоцитов 3-й фракции здоровых доноров и больных ХР при уменьшении ионной силы среды.

4. Нелинейность зависимостей "доза-эффект" при действии. рентгеновского излучения в диапазоне доз, инициирующих состояние готовности клеток к адаптивному ответу, и последовательного воздействия ионизирующего и неионизирующего излучений.

Научная новизна и практическая ценность работы. В работе впервые показано, что как средовые, так и физические факторы, из-

меняющие режим фушадаонирования клеток, . приводят к снижению УФ-индуцированного внепланового синтеза ДНК. Этот феномен лежит в основе механизма резкого повышения выхода генетических повреждений при изменении ионной силы среды обитания Клеток. Впервые показано, что среди лимфоцитов человека имеется субпопуляция» отличающаяся от остальных зависимостью УФ-индуцированного синтеза ДНК от ионной силы среды, близкой к таковой для клеток больных о генетическими дефектами по системе УФ-репарации.

Изученная зависимость УФ-индуцированной репарации ДНК от ионной силы среды в клетках больных пигментной ксеродермой позволяет существенно увеличить возможности диагностики названной патологии и заболеваний с предполагаемым нарушением УФ-индуцированной репарации ДНК.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на

1. Всесоюзном симпозиуме "Молекулярно-клеточные механизмы хронического действия ионизирующих излучений на биологические системы" (1990), на Российском научном симпозиуме "Экологические факторы и кроветворение" (1992), на 1 Радиобиологическом съезде (1993), на

2. Международной конференции "Радиобиологические последствия аварий на атомных станциях" (1994), на 1 Российском съезде медицинских генетиков (1994), на 1 съезде ВОГиС (1994), на 2 Международном симпозиуме "Механизмы действия сверхмалых доз" (1995), на научном семинаре Института-генетики человека МГНЦ РАМН (1995).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы м методы, результаты исследования, обсуждение результатов исследования, выводы и список литературы. Работа изложена на 117 страницах машинописного текста, содержит 18 иллюстраций и 8 таблиц. Список литературы включает 167 наименований.