Dependence of the Translocation Frequency in Blood Lymphocytes on the Dose and Age at the Onset of Exposure in Residents of the Techa Riverside Settlements

E. I. Tolstykh; Толстых Е. И.; A. V. Vozilova; Возилова А. В.; M. O. Degteva; Дегтева М. О.; A. V. Akleev; Аклеев А. В.

doi:10.31857/S086980312302011X

Зависимость частоты транслокаций в лимфоцитах КРОВИ от дозы и возраста на начало облучения у жителей прибрежных сел реки Теча

Авторы: Толстых Е.И.¹, Возилова А.В.¹, Дегтева М.О.¹, Аклеев А.В.¹^,2
Учреждения:
1. Уральский научно-практический центр радиационной медицины Федерального медико-биологического агентства Российской Федерации
2. Челябинский государственный университет
Выпуск: Том 63, № 2 (2023)
Страницы: 115-127
Раздел: Изучение последствий радиационных аварий
URL: https://journal-vniispk.ru/0869-8031/article/view/137669
DOI: https://doi.org/10.31857/S086980312302011X
EDN: https://elibrary.ru/EPDGBB
ID: 137669

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Оценка влияния возраста на частоту радиационно-индуцируемых транслокаций, регистрируемых методом FISH в циркулирующих в Т-лимфоцитах в отдаленный период после облучения, имеет как теоретический, так и практический интерес для целей биодозиметрии. Целью нашей работы был анализ дозовой зависимости частоты транслокаций в Т-лимфоцитах периферической крови у доноров различного возраста, подвергшихся облучению в прибрежных селах р. Теча (n = 197). В цитогенетических исследованиях использовали цельно-хромосомные зонды для окрашивания трех пар хромосом. Всего было просчитано 104 721 геном-эквивалентов (GE) и обнаружено 2540 транслокаций. Для каждого донора индивидуальные дозы облучения, поглощенные в органах и тканях к моменту забора крови, были рассчитаны с использованием дозиметрической системы р. Теча. Кроме того, были рассчитаны дозы на Т-лимфоциты и их предшественников с использованием оригинального модельного подхода с учетом возрастной динамики Т-лимфоцитов; именно с этими дозами были связаны возрастные зависимости частоты транслокаций. Основными источниками облучения доноров были ^89,90Sr, накапливающиеся в кости и практически локально облучающие костный мозг. Для оценки параметров зависимости доза–эффект использовали линейную регрессионную модель. После учета фоновых значений наименьшая частота транслокаций на 1000 GE на Гр была выявлена у доноров в возрасте 0–5 лет на момент облучения (9.3 ± 1.3), что статистически значимо ниже, чем у детей 6–18 лет (15.3 ± 1.5), но не у взрослых (11.9 ± 2.9). Значение для взрослых (>18 лет) характеризовалось максимальным разбросом, но оказалось близким к величинам, полученным в международном исследовании профессионалов после внешнего облучения (11.6 ± 1.6). Значения фоновых частот транслокаций, определенных в различных возрастных группах, соответствуют опубликованным значениям, полученным в объединенном международном исследовании по необлученным донорам. Мы также подтвердили отсутствие влияние пола на частоту транслокаций.

Ключевые слова

циркулирующие Т-лимфоциты, хромосомные аберрации, транслокации, возраст человека, биодозиметрия

Список литературы

Tucker J.D. Low-dose ionizing radiation and chromosome translocations: a review of the major considera-tions for human biological dosimetry // Mutat. Res. 2008. V. 659. № 3. P. 211–20. https://doi.org/10.1016/j.mrrev.2008.04.001
Vorobtsova I., Semenov A., Timofeyeva N. et al. An investigation of the age-dependency of chromosome abnormalities in human populations exposed to low-dose ionising radiation // Mech. Ageing Dev. 2001. V. 122. № 13. P. 1373–82. https://doi.org/10.1016/s0047-6374(01)00275-5
Sigurdson A.J., Ha M, Hauptmann M., Bhatti P. et al. International study of factors affecting human chromosome translocations // Mutat. Res. 2008. V. 652. № 2. P. 112–21. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2008.01.005
Rube C.E., Fricke A., Widmann T.A. et al. Accumulation of DNA Damage in Hematopoietic Stem and Progenitor Cells during Human Aging // PLoS ONE. 2011. V. 6. № 3. P. e17487. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0017487
Tawn E.J., Curwen G.B., Jonas P. et al. Chromosome Aberrations Determined by FISH in Radiation Workers from the Sellafield Nuclear Facility // Radiat. Res. 2015. V. 184. № 3. P. 296–303. https://doi.org/10.1667/RR14125.1
Sotnik N.V., Osovets S.V., Scherthan H., Azizova T.V. mFISH analysis of chromosome aberrations in workers occupationally exposed to mixed radiation // Radiat. Environ. Biophys. 2014. V. 53. № 2. P. 347–54. https://doi.org/10.1007/s00411-014-0536-7
Vozilova A.V., Shagina N.B., Degteva M.O. et al. Preli-minary FISH-based assessment of external dose for residents exposed on the Techa River // Radiat. Res. 2012. V. 177. № 1. P. 84–91. https://doi.org/10.1667/rr2485.1
Vozilova A.V., Shagina N.B., Degteva M.O. et al. FISH analysis of translocations induced by chronic exposure to Sr radioisotopes: second set of analysis of the Techa River Cohort // Radiat. Prot. Dosim. 2014. V. 159. № 1–4. P. 34–37. https://doi.org/10.1093/rpd/ncu131
Дегтева М.О. Шишкина Е.А., Толстых Е.И. и др. Использование методов ЭПР и FISH для реконструкции доз у людей, облучившихся на реке Теча // Радиац. биология. Радиоэкология. 2017. Т. 57. № 1. С. 34–45. [Degteva M.O., Shishkina E.A., Tolstykh E.I. et al. Application of the EPR and FISH Methods to Dose Reconstruction for People Exposed in the Techa River Area // Radiats. Biol. Radioecol. 2017. V. 57. № 1. P. 34–45. (In Russ.)] PMID: 30698929
Толстых Е.И., Возилова А.В., Дегтева М.О. и др. Концепция Т-клеточного рода как основа для анализа результатов цитогенетических исследований при локальном облучении костного мозга // Радиац. биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60. № 1. С. 12–25. [Tolstykh E.I., Vozilova A.V., Degteva M.O. et al. Concept of T-Cell Genus as the Basis for the Analysis of FIsh Results after Local Bone Marrow Exposure // Radiats. Biol. Radioecol. 2020. V. 60. № 1. P. 12–25 (In Russ.)]. https://doi.org/10.31857/S0869803121040111
Tolstykh E.I., Degteva M.O., Vozilova A.V., Anspaugh L.R. Local bone-marrow exposure: how to interpret the data on stable chromosome aberrations in circulating lymphocytes? (some comments on the use of FISH method for dose reconstruction for Techa riverside Residents) // Radiat. Environ. Biophys. 2017. V. 56. № 4. P. 389–403. https://doi.org/10.1007/s00411-017-0712-7
Толстых Е.И., Дегтева М.О., Возилова А.В., Аклеев А.В. Подходы к цитогенетической оценке дозы при радиационном воздействии на лимфоидную ткань кишечника // Радиац. биология. Радиоэкология. 2021. Т 61. № 4. С. 339–352. [Tolstykh E.I., Degteva M.O., Vozilova A.V., Akleyev A.V. Approaches to the Cytogenetic Assessment of the Dose due to Radiation Exposure of the Gut Associated Lymphoid Tissue // Radiats. Biol. Radioecol. 2021. V. 61. № 4. P. 339–352 (In Russ.)]. https://doi.org/10.31857/S0869803121040111]
Giussani A., Lopez M.A., Romm H. et al. Eurados review of retrospective dosimetry techniques for internal exposures to ionising radiation and their applications // Radiat. Environ. Biophys. 2020. V. 59. № 3. P. 357–387. https://doi.org/10.1007/s00411-020-00845-y
Толстых Е.И., Дегтева М.О., Кривощапов В.А., Напье Б.А. Метод оценки индивидуальных значений поступления 90Sr с рационом на основе измерений зубного датчика у жителей прибрежных сел р. Теча. // Вопр. радиац. безопасности. 2019. Т. 93. № 4. С. 55–63 [Tolstykh E.I., Degteva M.O., Krivoshchapov V.A., Napier B.A. Metod otsenki individual’nykh znacheniy postupleniya 90Sr s ratsionom na osnove izmereniy zubnogo datchika u zhiteley pribrezhnykh sol r. Techa // Voprosy radiatsionnoy bezopasnosti. 2019. V. 93. № 4. P. 55–63 (In Russ.)]
Bauchinger M., Salassidis K., Braselmann H. et al. FISH-based analysis of stable translocations in a Techa River population // Int. J. Radiat. Biol. 1998. V. 73. № 6. P. 605–12. https://doi.org/10.1080/095530098141852
Degteva M.O., Napier B.A., Tolstykh E.I. et al. Enhancements in the Techa River Dosimetry System: TRDS-2016D Code for Reconstruction of Deterministic Estimates of Dose From Environmental Exposures // Health Phys. 2019. V. 117. № 4. P. 378–387. https://doi.org/10.1097/HP.0000000000001067
Дегтева M.O., Шагина Н.Б., Воробьева М.И. и др. Современное представление о радиоактивном загрязнении реки Теча в 1949–1956 гг. // Радиац. биология. Радиоэкология. 2016. Т. 56. № 5. С. 523–534. [Degteva M.O., Shagina N.B., Vorobiova M.I. et al. Contemporary Understanding of Radioactive Conta-mination of the Techa River in 1949–1956 // Radiats. Biol. Radioecol. 2016. V. 56. № 5. P. 523–534 (In Russ.)] PMID: 30703313. https://doi.org/10.7868/S0869803116050039
Bains I. Mathematical Modelling of T Cell Homeostasis: A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy of the University College London, 2010. http://discovery.ucl.ac.uk/20159/1/20159.pdf.
Bains I., Yates A.J., Callard R.E. Heterogeneity in thymic emigrants: implications for thymectomy and immunosenescence // PLoS One. 2013. V. 8. № 2. P. e49554. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0049554
Hirosoft. Epicure: Fast, interactive software for the analysis of medical, public health, epidemiologic, econometric, and reliability data V. 2.10. Seattle, WA: Hirosoft International Corporation, 1998.
Tolstykh E.I., Degteva M.O., Vozilova A.V. et al. Interpretation of FISH results in the case of nonuniform internal radiation exposure of human body with the use of model approach // Russian J. Genet. 2019. V. 55. № 10. P. 1227–1233. https://doi.org/10.1134/S1022795419100132
Napier B.A., Degteva M.O., Shagina N.B., Anspaugh L.R. Uncertainty analysis for the Techa River Dosimetry System // Med. Radiol. Radiat. Saf. 2013. V. 58. P. 5–28 (in Engl. and Russ.)
Yates A., Chan C.C., Callard R.E. et al. An approach to modelling in immunology // Brief Bioinform. 2001. V. 2. № 3. P. 245–257. https://doi.org/10.1093/bib/2.3.245
Ye P., Kirschner D.E. Measuring emigration of human thymocytes by T-cell receptor excision circles // Crit. Rev. Immunol. 2002. V. 22. № 5–6. P. 483–497. PMID: 12803323
Hazenberg M.D., Otto S.A., van Rossum A.M. et al. Establishment of the CD4+ T-cell pool in healthy children and untreated children infected with HIV-1 // Blood. 2004. V. 104. № 12. P. 3513–3519. https://doi.org/10.1182/blood-2004-03-0805
De Boer R.J., Perelson A.S. Quantifying T lymphocyte turnover // J. Theor. Biol. 2013. V. 327. P. 45–87. https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2012.12.025
Gomolka M., Oestreicher U., Rößler U. et al. Age-dependent differences in DNA damage after in vitro CT exposure // Int. J. Radiat. Biol. 2018. V. 94. № 3. 272–281. https://doi.org/10.1080/09553002.2018.1419302
Ariyoshi K., Miura T., Kasai K. et al. Age Dependence of Radiation-Induced Genomic Instability in Mouse Hematopoietic Stem Cells // Radiat. Res. 2018. V. 190. № 6. P. 623–633. https://doi.org/10.1667/RR15113.1
Kovalchuk I.P., Golubov A., Koturbash I.V. et al. Age-dependent changes in DNA repair in radiation-exposed mice // Radiat. Res. 2014. V. 182. № 6. P. 683–694. https://doi.org/10.1667/RR13697.1
Vandevoorde C., Vral A., Vandekerckhove B. et al. Radiation Sensitivity of Human CD34(+) Cells Versus Peripheral Blood T Lymphocytes of Newborns and Adults: DNA Repair and Mutagenic Effects // Radiat. Res. 2016. V. 185. № 6. P. 580–90. https://doi.org/10.1667/RR14109.1