Содержание к диссертации
Введение
I Обзор литературы 11
1. Цитогенетические эффекты в соматических клетках детей и взрослых в результате аварии на ЧАЭС 11
1.1. Цитогенетические эффекты у детей-потомков - облученных родителей 11
1.2. Цитогенетические эффекты у ликвидаторов аварии на ЧАЭС и у жителей загрязненных радионуклидами территорий 19
2. Трансгенерационный феномен геномной нестабильности 24
2.1. Феномен радиационно-индуцируемой,геномной нестабильности..24
2.2. Трасгенерационный феномен радиационно-индуцируемой геномной нестабильности в эксперименте 30
а) Трасгенерационный феномен геномной нестабильности в эксперименте по тесту хромосомных аберраций 30-
б) Трасгенерационные эффекты в экспериментах по мутациям в мини-и микросателитных локусах 32
2.3.Трансгенерационный феномен геномной нестабильности у людей..34
а) Изучение трансгенерационного феномена геномной нестабильности по тесту хромосомных аберраций в соматических клетках детей 34
б) Изучение трансгенерационных эффектов в соматических клетках детей по мутациям в мини- и микросателитных локусах 37
II. Материалы и методы 43
1. Характеристика детей двух когорт и их родителей 43
2. Культивирование лимфоцитов и приготовление препаратов метафазных хромосом 46
3. Методика анализа хромосомных аберраций 47
4. Моделирование геномной нестабильности методом фракционного у- облучения периферической крови in vitro детей и родителей с последующим анализом в 2-х клеточных генерациях 50
5. Статистическая обработка результатов 51
III. Результаты исследований 52
1. Цитогенетические эффекты в лимфоцитах крови детей и родителей 52
1.Г. Цитогенетические эффекты в лимфоцитах крови детей и родителей контрольной группы 52
1.1.1. Спектри частота аберраций хромосом в геномах детей 52
1.1.2. Спектр и частота аберраций хромосом в геномах родителей 52
1.1.3. Аберрантные хромосомы детей и родителей контрольной группы 54
1.2. Цитогенетические эффекты в лимфоцитах крови детей отцов-
ликвидаторов аварии на ЧАЭС и необлученных матерей
и их родителей. 56
1.2.1. Спектр и частота аберраций хромосом в геномах детей 55
1.2.2. Спектр и частота аберраций хромосом в геномах отцов-ликвидаторов
и необлученных матерей 61>
1.2.3. Аберрантные хромосомы в семьях ликвидаторов аварии на ЧАЭС 64
І.З.Цитогенетические эффекты в лимфоцитах крови детей облученных отцов и матерей - жителей территорий, загрязненных радионуклидами и их родителей 67
1.3.1. Спектр и частота аберраций хромосом в геномах детей 67
1.3.2. Спектр и частота аберраций хромосом в геномах облученных отцов и матерей 74
1.3.3. Аберрантные хромосомы в семьях жителей загрязненных территорий 77
2. Экспериментальное моделирование геномной нестабильности методом фракционного у-облучения периферической крови in vitro детей и их родителей 81
2.1. Спектр и частота аберраций хромосом в геномах интактных и облученных in
vitro лимфоцитов при анализе в 1 и 2 митозах у детей контрольной группы .81
2.2. Спектр и частота аберраций хромосом в геномах интактных и облученных in vitro лимфоцитов при анализе в 1 и 2 митозах у детей - потомков облученных родителей 89
2.3. Спектр и частота аберраций хромосом в геномах интактных и облученных
in vitro лимфоцитов при анализе в 1 и 2 митозах у родителей 99
а) облученные отцы 99
б) "необлученные матери "- взрослый контроль 109
2.4. Спектр и частота аберраций хромосом в зависимости от
исходных индивидуальных частот аберрантных геномов 117
IV. Заключение 121
1. Итоги результатов исследований 121
2,Обсуждение 127
Выводы 149
Список литературы
- Цитогенетические эффекты у детей-потомков - облученных родителей
- Культивирование лимфоцитов и приготовление препаратов метафазных хромосом
- Цитогенетические эффекты в лимфоцитах крови детей и родителей контрольной группы
- Спектр и частота аберраций хромосом в геномах интактных и облученных in vitro лимфоцитов при анализе в 1 и 2 митозах у детей - потомков облученных родителей
Введение к работе
Актуальность темы
После аварии на ЧАЭС в 1986 году в окружающую среду выпали радионуклиды I31I, 137Cs, 90Sr и др. В результате этого воздействию ионизирующего излучения подверглись жители различных территорий Европейского континента, ликвидаторы аварии. Их обследование в первые и последующие годы показало, что в соматических клетках их организма наблюдаются достоверно повышенные средние уровни аберрантных геномов с радиационно-индуцированными аберрациями хромосом (Sevankaev A.V., at al., 1995; Шевченко В.А. и др. 1995, 2006; Мазник М.А. 2004, 2005).
В результате аварии на ЧАЭС у первого поколения детей (F1) облученных родителей двух основных когорт (дети отцов-ликвидаторов аварии, проживающих на территориях не загрязненных радионуклидами, и дети отцов и матерей - жителей загрязненных радионуклидами территорий, облученные внутриутробно и постнатально вследствие хронического действия малых доз) также наблюдаются аналогичные радиационно-индуцированные дисгеномные эффекты, как и у их родителей, независимо от времени их обследования (Степанова Е.И. 1996, 2002; Бездробная Л.К.и др. 2002; Пилинская М.А. 2002; Севанькаев А.В. 1995, 2005).
Подобные эффекты отмечены и в нескольких поколениях (Fl, F2, F3) потомков людей - жителей других загрязненных радионуклидами территорий (Алтайского края, Челябинской, Семипалатинской областей) (Шевченко В.А. и др., 1995; Севанькаев А.В. и др, 1995; Возилова А.В и др., 1998).
Эти радиационно-индуцированные нарушения геномов соматических клеток, как правило, сопровождается ростом заболеваемости, хронизацией болезней, частыми случаями рождения детей с врожденными пороками развития, онкопатологией (Балева Л.С. 2006; Сипягина А.Е. 2005; Иванов В.К., Цыб А.Ф., 2003; Devis S. et al., 2004).
В последнее время повышенные уровни хромосомных аберраций в организме людей связывают не только с последствием прямого действия радиации, но и с феноменом радиационно-индуцированной геномной нестабильности. Этот феномен был обнаружен в конце XX века в экспериментальных исследованиях (на клональных культурах клеток, в организме животных) в виде хромосомных аберраций, генных мутаций и др. возникших de novo в отдаленных, митотически поделившихся клетках (Kadhim М.А. et al., 1992, 1995, 2000; Holmberg К. et al., 1993; Пелевина И.И. и др., 1996, 1998; Lambert В. et al., 1998; Wright E.G. 1998, 2000, 2006). Позже этот феномен был выявлен и в организме людей (Salassidis К. et al., 1995; Salomaa S. et al., 1998; Сусков И.И. и др., 2001; Кузьмина Н.С, 2003; Пілінска М.А. и др., 2005).
В основе природы этого явления могут быть ранее описанные первичные, потенциальные повреждения ДНК, реализирующиеся в последующих клеточных делениях (Дубинин Н.П., 1978).
Транссмисибельная спонтанная и радиационно-индуцированная геномная нестабильность клеток одного и обоих облученных родителей, проходя множественные редупликации, может передаваться трансгенерационно (гаметически) и проявляться в соматических клетках их потомков. Изучение' действия радиации на клетки зародышевой линии у животных показало, что, несмотря на повышенную радиочувствительность их генома и элиминацию части из них, другая часть этих клеток с нестабильным геномом может участвовать в оплодотворении (vanBuul P.W. and Zwetsloot СР., 1980; Kamiguchi Y. and Mikamo K., 1982; Jaquet P. at al., 2005).
Трасгенерационный феномен геномной нестабильности был показан в экспериментах на животных с использованием облучения в средних и больших дозах (Воробцова И.Е., 1987; Luke G.A. et al., 1997; Streffer С, 2006). У людей этот феномен был выявлен во втором и в третьем поколении в разных популяциях жителей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях (Шевченко В.А. и др., 1995; Сусков И.И. и др.,
7 1997, 2001 (а,б)), в первом поколении детей ликвидаторов аварии на ЧАЭС (Пилинская М.А. и др.; 2004; Степанова Е.И. и др., 2006). Также в соматических клетках детей-потомков облученных родителей показана повышенная радиочувствительность (Воробцова И.Е. и др., 1992, 2006; Воробьева М.А., 1995).
Однако сведения о трасгенерационном феномене радиационно-
индуцированной малыми дозами геномной нестабильности
немногочисленны и требуют дальнейшего изучения, так как известно, что здоровье человека связанно со стабильностью и нормальным функционированием генома клеток в организме.
Исходя из того, что действие ионизирующего излучения в малых дозах характеризуется принципом безпороговости доз, принципом биологического усиления индуцированных геномных нарушений, повышенной чувствительностью к эндогенным/экзогенным факторам (Тимофеев-Ресовский Н.В. и др., 1968; Бурлакова Е.Б. 1999) особенно важно экспериментальное изучение геномной нестабильности и подтверждения его -трансгенерационного феномена у детей, потомков родителей, облученных в малых дозах.
Цели и задачи исследования
Цель данной работы заключалась в изучении трансгенерационного феномена геномной нестабильности в организме детей - первого поколения потомков облученных родителей, двух когорт: детей отцов-ликвидаторов и детей-жителей загрязненных радионуклидами территорий в результате аварии на ЧАЭС. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
1. Изучить спектр и частоту аберраций хромосом в лимфоцитах крови у детей, рожденных от облученных отцов-ликвидаторов и необлученных матерей, проживающих на территориях, не загрязненных радионуклидами и
8 у детей, рожденных от облученных во время аварии на ЧАЭС отцов и матерей, постоянно проживающих на загрязненных радионуклидами территориях и их родителей
2. Сравнительно изучить группы аберрантных хромосом в лимфоцитах
у детей и их родителей в семьях ликвидаторов аварии на ЧАЭС и жителей
территорий, загрязненных радионуклидами.
3. Изучить геномную нестабильность в лимфоцитах детей и их
родителей в модельных экспериментах по накоплению поглощенной
радиации методом фракционного у-облучения Cs крови in vitro.
Научная новизна результатов
Впервые выявлен трансгенерационный феномен геномной нестабильности в лимфоцитах крови при сравнительном изучении цитогенетических нарушений у детей двух когорт - потомков облученных родителей (детей ликвидаторов и детей жителей загрязненных территорий в результате аварии на ЧАЭС) разных возрастных групп и их родителей.
Показано, что, несмотря на разные годы рождения детей обеих когорт (от 1987 до 2002 гг.) не выявлено возрастной зависимости по средним частотам аберрантных геномов, аберраций хромосомного типа.
У детей-жителей загрязненных территорий не выявлено дозовой зависимости от уровня загрязнения территорий радионуклидами.
У их облученных родителей (отцов-ликвидаторов, отцов и матерей -жителей загрязненных территорий) выявлены повышенные уровни аберрантных геномов, аберраций хромосомного типа по сравнению с контролем.
Впервые проведено изучение частоты аберрантных хромосом по группам в семьях ликвидаторов аварии на ЧАЭС и в семьях - жителей загрязненных радионуклидами территорий. В семьях двух основных когорт нет достоверных различий между собой по средним частотам пораженных
9 хромосом различных групп ни у мальчиков и девочек, ни у детей и родителей. Выявлены значимые различия по средним частотам отдельных групп аберрантных хромосом (в основном групп А, В, С, D ) у детей и у их облученных родителей по сравнению контролем. Наблюдается значимая корреляция между средними частотами пораженных хромосом отдельных групп у отцов-ликвидаторов и их детей и у облученных отцов и матерей-жителей загрязненных территорий и их детей.
Впервые экспериментально проведено изучение спектра и частоты аберраций хромосом в 1 и 2 митозах при моделировании геномной нестабильности методом накопления поглощенной дозы после фракционного у-облучения 137 Cs in vitro в дозах 10+10сГр и 10+10+10сГр лимфоцитов периферической крови детей и их родителей. Выявлено:
а) что у детей двух когорт, рожденных от облученных родителей,
выявлены достоверно повышенные средние частоты аберрантных геномов по,
сравнению с детьми необлученных родителей;
б) возрастание уровня аберраций хромосом в 1 и 2 митозах зависит от
исходных индивидуальных частот аберрантных геномов как у детей, так и у
родителей и носит схожий характер после однократного и фракционного
облучения в диапазоне доз 10-30сГр;
в) у всех обследованных во 2 клеточном поколении наблюдается
увеличение частоты аберрантных геномов по сравнению с 1, с
преобладанием одноразрывных аберраций хромосомного типа, что может
указывать на реальность геномной нестабильности в последующих
клеточных поколениях.
Практическая значимость работы
Полученные результаты имеют важное научное значение, т.к. подтверждают имеющиеся до сих пор представления о действии ионизирующего излучения в малых дозах на предзиготическои и постнататальных стадиях развития, что может быть основой повышенной заболеваемости для детей. В практическом отношении полученные результаты важны:
а) для проведения медико - генетического консультирования семей,
подвергшихся воздействию малых доз радиации, и прогноза здоровья у их
будущего потомства
б) при экспертизе связи заболевания с облучением.
Цитогенетические эффекты у детей-потомков - облученных родителей
а) детей ликвидаторов аварии на ЧАЭС
Обследование 35 детей ликвидаторов в возрасте 1-6 лет, проживающих в Санкт-Петербургском регионе, показало, что у них частота клеток с хромосомными аберрациями (2,8±0,21 на 100 клеток) достоверно повышена по сравнению с детьми контрольной группы. У всех детей размах индивидуальной изменчивости почти по всем видам хромосомных нарушений выше, чем в контрольной, за счет повышенного уровня нестабильных хромосомных аберраций (Воробцова И.Е, Воробьева М.В. и др., 1995).
Обследование детей, рожденных спустя 1 -5 лет после аварии на ЧАЭС, от отцов-ликвидаторов, перенесших острую лучевую болезнь I-II степени, показало достоверно повышенные уровни хроматидных фрагментов (1,79±0,19 на 100 клеток) по сравнению с контролем. Это в свою очередь сопровождалось отклонениями в состоянии здоровья (Степанова Е.И., Ванюрихина Е.А и др., 1996).
У детей отцов-ликвидаторов 1986г, с наличием и отсутствием тиреоидной патологии, в культурах лимфоцитов периферической крови сумма частот аберраций хромосомного типа достоверно превышает контрольный уровень и составляет 0,51 ±0,15 и 0,65±0,11 соответственно (Пілінска М.А, Дибський С.С. и др., 2005).
У 133 детей с различными патологиями в возрасте от 1 года до 14 лет -потомков первого поколения ликвидаторов аварии на ЧАЭС, достоверно повышены частоты хромосомных аберраций (делеции, дицентрики, кольца, транслокации, инверсии) в отличие от контроля. Причем у детей, рожденных в 1987-1988гг. наблюдается наиболее высокий уровень дицентриков+колец, изохроматидных пробелов, полиплоидии. А у детей, рожденных в более поздние сроки наиболее высокие уровни делений и инверсий, а также повышенные уровни аберраций хроматидного типа. У 80% детей с врожденными пороками развития выявлены стабильные хромосомные аберрации (делеции, транслокации, инверсии) (Сипягина А.Е., Кузьмина Т.Б. и др., 2005).
У детей, рожденных в семьях отцов-ликвидаторов аварии на ЧАЭС (дозы облучения колебались от 0,1 до 1,03в) частота хромосомных аберраций составляет 4,15±0,03% при р 0,01, за счет аберраций хромосомного типа (3,19±0,03%, р 0,01). Фенотип большинства пробандов характеризовался наличием множественных аномалий развития (Степанова Е.И., Вдовенко В.Ю. и др., 2006)
Таким образом, независимо от времени, прошедшей после аварии на ЧАЭС и сроков зачатия детей:
1 В лимфоцитах периферической крови детей, рожденные от облученных отцов-ликвидаторов аварии на ЧАЭС и необлученных матерей наблюдаются достоверно повышенные частоты хромосомных аберраций по сравнению с детьми контрольной группы, за счет аберраций хромосомного типа. (Воробцова И.Е. и др., 1995;. Пілінска М.А. и др., 2005; Сипягина А.Е. и др., 2005; Степанова Е.И. и др., 2006). У других выявлены достоверно повышенные уровни хроматидных фрагментов по сравнению с контролем (Степанова Е.И. и др., 1996).
2. Размах индивидуальной изменчивости почти по всем видам хромосомных нарушений выше, чем в контроле, за счет повышенного уровня нестабильных хромосомных аберраций (Воробцова И.Е. и др., 1995).
3. Все эти дисгеномные нарушения сопровождались отклонениями в состоянии здоровья (Степанова Е.И. и др., 1996, 2006; Сипягина А.Е.и др., 2005; Пілінска М.А. и др., 2005).
б) у детей-жителей загрязненных радионуклидами территорий У 322 детей из Белоруссии разных групп (средний уровень загрязнения почвы по mCs 70-600 кБк/м2 , по 90Sr 7-60 кБк/м2) показаны повышенные частоты аберраций хромосомного типа (от 0,68±0,10 до 0,89±0,42), у 6 внутриутробно облученных детей - 2,08±0,81. Выявлено по одной мультиаберрантной клетке у 6 детей и две у 1 ребенка (1981-1988г.р.), что указывает на облучение а- или (З/у-частицами (Sevan kaev A.V., Tsyb A.F. et al., 1993).
У 49 детей, эвакуированных из зон радиоактивного загрязнения в возрасте 6-24 лет и 14 детей в возрасте 4-13 лет - пациентов, получивших противоопухолевую лучевую и/или химеотерапию частоты клеток с хромосомными аберрациями значимо превышают контрольный уровень (2,5±0,17, 2,6±0,32 на 100 клеток соответственно), за счет нестабильных хромосомных аберраций, в основном парных фрагментов. У всех детей размах индивидуальной изменчивости почти по всем видам хромосомных нарушений в экспонированных группах выше, чем в контрольной. (Воробцова И.Е, Воробьева М.В. и др., 1995).
При обследовании 663 детей, проживающих на загрязненных территориях Брянской области (города Злынка 1000 кБк/м" и Клинцы 100 кБк/м", село Гордеевка 700 кБк/м") достоверные отличия цитогенетических нарушений от контроля обнаружены только у детей, проживающих на территориях с наиболее высоким уровнем радиоактивного загрязнения по I37Cs. У них средняя частота дицентриков на 1000 клеток составляла 1,39±0,34, центрических колец 0,4 ±0,2, ацентрических аберраций 2,7±0,5. У детей с территорий различных по степени загрязненности частота дицентриков оказалась почти одинаковой.
Культивирование лимфоцитов и приготовление препаратов метафазных хромосом
Культивирование лимфоцитов и приготовление препаратов метафазных хромосом проводили по общепринятой методике согласно рекомендациям ВОЗ (1973) и МАГАТЭ (1986). Образцы венозной крови 0,8-1,0 мл добавляли к 8 мл инкубационной среды в стерильные флаконы. Инкубационная среда состояла из 6,5 мл среды RPMI 1640 с глютамином («ПАНЭКО») и гентамицином (40 у/мл), из 1,5 мл сыворотки крупного рогатого скота («ПАНЭКО»), 0,02 мл фитогемагглютинина («Difco Р»). Культуральную смесь помещали в термостат при t=37 на 48-50 часов. За 2 часа до окончания культивирования в культуру добавляли колхицин (концентрация - 0,2 мкг/мл). После культивирования проводили центрифугирование в течение 8 минут (1500 оборотов в мин), после удаления надосадочной жидкости добавляли предварительно подогретый гипотонический раствор (0,075 КС1) и ставили на 15-мин в термостат при 37. После чего центрифугировали, удаляли надосадочную жидкость и проводили трехкратную фиксацию клеток смесью абсолютного этанола и ледяной уксусной кислоты в соотношении 3:1. Приготовление препаратов метафазных хромосом осуществляли через сутки. Клеточную суспензию раскапывали на предварительно вымытые влажные стекла, которые хранили в холоде в дистиллированной воде, и высушивали при комнатной температуре. Окраску препаратов производили красителем Романовского-Гимза, которую разбавляли водой в соотношении (1:5).
Для выявления порядкового номера митоза использовали методику дифференциальной окраски сестринских хроматид с использованием 5-бромдезоксиуридина (5-БДУ). Для этого в культуральную среду добавляли 5-БДУ в концентрации 10 у/мл. Культуральную смесь держали при t=37 в течение 72 часов. Дифференциальное окрашивание проводили после 14 суток хранения препаратов в темноте. Стекла помещали на 12 мин в раствор Хекста 33258 в концентрации 50 мкг/мл. После трехкратного промывания дистиллированной водой, препараты помещали в стеклянные емкости с предварительно подогретым до 60 фосфатно-буферным раствором (рН=7,0) на термоплато («Desaga»). Препараты облучали УФ-лучами в фосфатно-буферном растворе при t=60 на термоплато 18 мин. После тщательно промывали проточной водой и окрашивали по Романовскому - Гимзе.
Анализ хромосомных аберраций проводили путем микроскопирования монохромно окрашенных, с хорошим разбросом метафазных пластинок. Поиск метафаз проводили под малым увеличением (10 х 10). Анализ осуществляли под большим увеличением (100 х 10) с использованием иммерсии в соответствии с рекомендациями ВОЗ (1973), МАГАТЭ (1986) и Института медицинской генетики АМН СССР (1974).
Анализировали метафазные пластинки с 44 - 46 хромосомами. Учитывали все видимые в микроскоп аберрации хромосом. К аберрациям хроматидного типа относили одиночные фрагменты, изохроматидные фрагменты и хроматидные обмены. К аберрациям хромосомного типа относили: одноразрывные (простые) - ацентрические парные фрагменты, центромерные разрывы и делеции; двуразрывные (сложные) - дицентрики, центрические и ацентрические кольца, транслокации, инверсии. Учет делеций, реципрокных транслокаций, инверсий проводился методом упрощенного кариотипического анализа. Также проводили подсчет частоты разрывов хроматид. Число разрывов хроматид считали равным 1 - для одиночных хроматидных фрагментов, 2 - для изохроматидных фрагментов, хроматидных обменов, парных фрагментов, центромерных разрывов, делеций, 4- для дицентриков, транслокаций, колец, инверсий.
Группы хромосом определяли методом частичного кариотипирования с идентификацией гомологичных хромосом. Определяли 1, 2, 3 хромосомы группы А, 4-5 хромосомы группы В, 6, 7-12 группы С и X хромосому, 13-15 хромосомы группы D, 16, 17-18 группы Е, 19-20 группы F, 21-22 группы G и Y хромосому.
Порядковый номер митоза идентифицировали с помощью дифференциальной окраски сестринских хроматид (Пяткин Е.К., Нугис В.Ю., 1980).
При проведении цитогенетического анализа детей и родителей, проживающих на территориях с радионуклидными загрязнениями, детей рожденных от отцов-ликвидаторов и их родителей, детей и родителей контрольной группы анализировали по 200-300 метафаз в 1-ом клеточном поколении.. При экспериментальном изучении геномной нестабильности № его трасгенерационного феномена с однократным и фракционным облучением лимфоцитов периферической крови детей и родителей в дозах 10, 20, 30 сГр анализировали по 200-250 метафаз в 1 и 2 клеточном поколении.
Эксперименты с тестирующим у-облученим Cs проводили на образцах периферической крови in vitro 9-й детей и 6-й родителей на установке ГУПОС-800 (мощность дозы 4,56 Гр/мин) в секторе источников облучения ИОГен РАН. Трое - дети, рожденные и постоянно проживающие на территориях с радионуклидными загрязнениями ($1997, $1999, 6 2001). Трое - дети, рожденные от отцов-ликвидаторов аварии на ЧАЭС и необлученных матерей ($1988, $1989, $1994). Трое - дети контрольной группы с приходящей неспецифической патологией, проживающие на территориях не загрязненных радионуклидами ($1988, $1990, $1985). Родители: облученные отцы (2-а ликвидатора аварии на ЧАЭС и 1 житель радиоактивно - загрязненной территории) и необлученные матери (3-е). Однократные дозы составляли ЮсГр, 20сГр, 30 сГр. Фракционные дозы ЮсГр + ЮсГр и ЮсГр+ІОсГр + 10сГр. Цельную кровь облучали с интервалом в 24 часа. Все образцы крови до постановки культур хранили при температуре 37С. Культивирование лимфоцитов проводили в течение 48 и 72 часов. Для изучения порядкового номера митоза добавляли 5-БДУ.
Цитогенетические эффекты в лимфоцитах крови детей и родителей контрольной группы
В Таблице 5(а,б) представлены результаты цитогенетических исследований детей, рожденных от отцов ликвидаторов. В: Таблице. 5(a) представлены спектр и частота аберраций хромосом- в геномах всех детей. Средние. частоты. аберрантных геномові составляют (2,2 8±0,17), значительно выше по сравнению с контролем (р 0;01).-. Среди аберраций хроматидного типа выявлены; одиночные фрагменты, хроматидные обмены, изохроматидные фрагменты у 97% детей (Рис. 4(a)). Их средняя- частота составляет (1,54±0,13; 0,03±0,02; 0,05±0,04) соответственно. Выявлены все типы- аберраций хромосомного типа. Одноразрывные аберрации; хромосомного типа обнаружены у 70 % детей. Средние частоты, которых: составили - парные фрагменты 0;39±0,02 (рО.,01); центромерные. разрывы 0;03±0j01, делеции 0,06±0;01. Среди двуразрывных аберраций хромосомноо типа выявлены дицентрики; и;кольца у 17%. детей, а транслокации и инверсии обнаружены.у 19% детей. Средние частоты дицентриков и колец составили? 0,07±0,03 и 0:,02 0,01 соответственно. А. средние частоты транслокацийі и инверсий: составили соответственно 0,06±0,03 и 0,02±0,01. Средняя частота разрывов хроматид составляет 3,ЗТ±0;ЗТ и значительно превышает контрольный уровень (р 0,01). Выявлены полиплоидные и анеуплоидные клетки у 20% детей со средней частотой 0,15±0,03. У 48% детей выявлены, пробелы: Средние частоты одиночных и изохроматидных пробелов составляют 0;26±0,16 и:0,05±0,04 соответственно.
Для анализа влияния времени? от момента воздействия радиационного? фактора на отцов до рождения; ребенка эти дети были разделены на следующие возрастные группы: I группа - дети рожденные 1987-1989гг., IT группа - дети, рожденные 1991-1996гг., III группа - дети, рожденные 1998-2002. В Таблице 4(6) представлены типы и частоты аберраций хромосом в геномах детей трех возрастных групп. У детей не выявлены межгрупповые различия по спектру и средним частотам аберраций хромосом. Средние частоты аберрантных геномов детей I, II, III групп достоверно выше контрольного уровня (2,24 ±0,24; 2,39±0,32, 2,17±0,25) (р 0,01). На Рис. 4(6) показано (далее по тексту), что аберрации хроматидного типа наблюдаются у 98% детей I группы, 88% детей II и 100% детей III группы. Средние частоты составляют 1,66±0,07 в I группе, 1,58±0,10 во II группе и 1,46±0,29 в III группе. Одноразрывные аберрации хромосомного типа выявлены у 67% детей I , 68 % детей II и 75% детей III групп. Средние частоты этих аберраций во всех группах детей значительно выше контроля (р 0,01) и равны 0,40±0,03 в I, 0,55±0,05 в II, 0,57±0,06 в III группах. Двуразрывные аберрации хромосомного типа выявлены во всех 3-х группах детей. Дицентрики и кольца у 17% детей I , 20%) детей II, 25% детей III групп. Средние частоты нестабильных аберраций хромосомного типа в I , И, ИГ группах детей составляют 0,08±0,02, 0,13±0,02 и 0,09±0,04 соответственно. Стабильные аберрации хромосомного типа наблюдаются у 17% детей 1, 24% детей II, 13% детей ИГ групп. Средняя частота траслокаций и инверсий в I, II, III группах детей составляют 0,07±0,02, 0,13±0,02, 0,05±0,04 соответственно. Полиплоидные и анеушюидные клетки выявлены у 19%) детей I группы, 16% детей ІГ группы. А у детей III группы они не выявлены. Средняя частота полиплоидных и анеуплоидных клеток у детей I группы 0,12±0,04, у детей II группы 0,10±0,01. Пробелы наблюдаются у 42% детей I группы, 56%о детей II группы, 4% детей III группы. Средние частоты одиночных пробелов составляет в I, II, III группах 0,18±0,16, 0,24±0,09, 0,80±0,04 соответственно. Средние частоты изохроматидных пробелов равны 0,01 ±0,01 в I группе и 0,03±0,01 в II группе детей. В III группе детей изохроматидные пробелы не наблюдались.
Распределение детей-ликвидаторов по индивидуальным частотам аберрантных геномов, аберраций хромосомного типа и разрывов хроматид соответствует закону нормального распределения (Рис. 5 (а, б, в)). Разброс детей по индивидуальным частотам аберрантных геномов составляет от 0 до 8% с модой в 2% (Рис. 5 (а)). Индивидуальные частоты аберрантных геномов в 0-1% наблюдаются у 23% детей, в 2% у 42% детей, в 3-8% у 35% детей. По индивидуальным частотам аберраций хромосомного типа с преобладают индивиды с частотой в 1 % и разбросом от 0 до 4% (Рис. 5 (б)). Разброс детей по индивидуальным частотам разрывов хроматид составляет от 0 до 14% с модой в 2% (Рис. 5 (в)). Индивидуальные частоты разрывов хроматид в 0-1% наблюдаются у 8 % детей, в 2-3% у 49% детей, в 4-12% у 43% детей.
В Таблице 6 представлены результаты цитогенетических исследований облученных отцов-ликвидаторов аварии на ЧАЭС. Средняя частота аберрантных геномов составляет (3,52±0,44), значительно выше по сравнению с контролем (р 0,001). Среди аберраций хроматидного типа выявлены одиночны фрагменты, хроматидные обмены, изохроматидные фрагменты у 90% отцов-ликвидаторов (Рис. 4(a)). Их средняя частота составляет (1,99±0,38; 0,04±0,01; 0,01±0,01) соответственно. Выявлены все типы аберраций хромосомного типа. Одноразрывные аберраций хромосомного типа обнаружены у 77 % отцов-ликвидаторов. Средние частоты которых составили - парные фрагменты 0,81 ±0,11 (р 0,01); центромерные разрывы 0,08±0,03, делении 0,14±0,05. Среди двуразрывных аберраций хромосомноо типа выявлены дицентрики и кольца- у 42%, а. транслокации и инверсии обнаружены у 26% отцов-ликвидаторов. Средние частоты дицентриков и колец составили 0,21±0,09 и 0,04±0,02 соответственно. А , средние частоты транслокаций и инверсий составили соответственно 0,11 ±0,04 и 0,07±0,03. Средняя частота разрывов. хроматид 5,85±0,63 значительно превышает контрольный уровень (р 0,01). Выявлены полиплоидные и анеуплоидные клетки у 39% отцов-ликвидаторов. Средная частота равна 0,23±0,06. У 71% отцов-ликвидаторов выявлены пробелы.
Спектр и частота аберраций хромосом в геномах интактных и облученных in vitro лимфоцитов при анализе в 1 и 2 митозах у детей - потомков облученных родителей
В Таблице 14 представленье результаты анализа хромосомных,аберраций в лимфоцитах в. двух последовательных митозах 6-й детей8 - потомков, облученных родителей; (трое - дети, рожденные от, отцов-ликвидаторов и необлученных матерей, трое — дети-жители: загрязненных территорий, рожденных от облученных отцов и матерей).
В; интактных лимфоцитах спектр аберраций хромосом представлен каю аберрациями.хроматидного типа., так и аберрациями хромосомного типа в 1 и; 2 митозе: Среди аберраций хроматидного- типа: выявлены одиночные фрагменты,, средние: частоты которых: практически не изменяются ко 2 митозу..Выявлены;одноразрывные и двуразрывные аберрации хромосомного типа. Среди одноразрывных аберраций хромосомного типаг наблюдались в: основном парные фрагменты,, реже делетированные хромосомы не сопровождающиеся ацентрическим: фрагментом в 1 и 2 митозах. Средняя частота одноразрывных аберраций хромосомного типа возрастает ко 2 митозу. Среди двуразрывных аберрации хромосомного типа выявлены дицентрики+траслокации1 В; 1 митозе и дицентрики во 2. митозе. Средняя частота двуразрывных аберраций хромосомного типа не меняется, ко 2 митозу. Уровень аберрантных геномов, парных фрагментов и разрывов хроматид увеличиваетсягко 2 митозу. Средние частоты аберрантных геномов и разрывов1 хроматид в интактных лимфоцитах, достоверно отличаются от контроля (р 0,05) в 1 и 2 митозах.
После облучения лимфоцитов in vitro в однократной дозе ЮсГр средние частоты аберрантных геномов, аберраций хромосомного типа и разрывов хроматид увеличивается в 1 и 2 митозе по сравнению с интактными лимфоцитами. Спектр аберраций хромосом представлен как аберрациями хроматидного типа, так и одноразрывными и двуразрывными аберрациями хромосомного типа. Среди аберраций хроматидного типа выявлены одиночные фрагменты в 1 митозе и одиночные+изохроматидные фрагменты во 2 митозе, средние частоты которых практически не различаются в 2-х митозах. Среди одноразрывных аберраций хромосомного типа наблюдались парные фрагменты + делеции в 1 митозе и парные фрагменты+делеции+центромерный разрыв во 2 митозе. Средняя частота одноразрывных аберраций хромосомного типа возрастает ко 2 митозу. Среди двуразрывных аберраций хромосомного типа выявлены дицентрики+ ацентрическое кольцо и транслокация в 1 митозе и дицентрики+транслокация во 2 митозе. Средняя частота двуразрывных аберраций хромосомного типа убывает ко 2 митозу. Средняя частота дицентриков+колец уменьшается ко 2 митозу, а траслокаций не изменяется. Средние частоты разрывов хроматид достоверно отличаются от контроля (р 0,05) в 1 и 2 митозах.
После облучения лимфоцитов in vitro в однократной дозе 20сГр средняя частота аберрантных геномов, аберраций хромосомного типа и частоты разрывов хроматид увеличивается по сравнению с однократным облучением в дозе ЮсГр. Спектр аберраций хромосом представлен аберрациями хроматидного и хромосомного типа. Среди аберраций хроматидного типа наблюдались одиночные+изохроматидные фрагменты+хроматидные обмены в 1 и во 2 митозе. Средняя частота аберраций хроматидного типа практически не изменяется ко 2 митозу. Выявлены одноразрывные аберрации хромосомного типа в виде парных фрагментов, далеций и центромерного разрыва в 1 митозе и парных фрагментов+далеций во 2 митозе. Средняя частота одноразрывных аберраций хромосомного типа возрастает ко митозу. Среди двуразрывных аберраций хромосомного типа выявлены обменные нестабильные и стабильные аберрации хромосомного типа в виде дицентриков и траслокации в 1 и 2 митозах. Средняя частота двуразрывных аберраций хромосомного типа уменьшается ко 2 митозу. Средняя частота дицентриков превышает частоту траслокации в 1 и 2 митозе. Средняя частота дицентриков уменьшается ко 2 митозу, а средняя частота траслокации не изменяется в 2-х клеточных делениях. Средние частоты аберрантных геномов и разрывов хроматид достоверно отличаются от контроля (р 0,05) в 1 и 2 митозах.
После облучения лимфоцитов in vitro в однократной дозе ЗОсГр средняя частота аберрантных геномов и разрывов хроматид практически не изменяется по сравнению с однократной1 дозой в 20 сГр в 1 и 2 митозе. Спектр аберраций хромосом представлен аберрациями хроматидного и хромосомного типа. Среди аберраций хроматидного типа выявлены одиночные фрагменты и хроматидный обмен в 1 митозе и одиночные + изохроматидные фрагменты во 2 митозе. Среди одноразрывных аберраций хромосомного типа выявлены парные фрагменты+далеции в 1 митозе и парные фрагменты+ далеции+центромерные разрывы во 2 митозе. Средняя частота одноразрывных аберраций хромосомного типа возрастает ко 2 митозу, с преобладанием парных фрагментов. Среди двуразрывных аберраций хромосомного типа выявлены нестабильные хромосомные аберрации в виде дицентриков в 1 и 2 митозах и стабильные хромосомные аберрации в виде траслокаций+инверсий в 1 митозе и траслокации во 2 митозе. Средняя частота нестабильных хромосомных аберраций уменьшается ко 2 митозу, а средняя частота стабильных хромосомных аберраций не изменяется в 2-х клеточных делениях. Средние частоты аберрантных геномов и разрывов хроматид достоверно отличаются от контроля (р 0,05) в 1 и 2 митозах.
Похожие диссертации на Изучение трансгенерационного феномена геномной нестабильности у детей-потомков облученных родителей в результате аварии на ЧАЭС
