Влияние метилирования промоторов генов регуляции апоптоза на интенсивность клеточной гибели лимфоцитов у облученных людей

Апоптоз играет жизненно важную роль в поддержании баланса между пролиферацией клеток и их гибелью. Аберрантное метилирование промоторных регионов генов, регулирующих клеточную гибель, может влиять на их транскрипционную активность и, как следствие, на реализацию апоптоза. Дефекты в реализации апоптотического пути приводят к развитию различных заболеваний, в том числе онкологических. Целью настоящего исследования был анализ влияния метилирования CpG-динуклеотидов в промоторных областях генов BCL2, BAX, TP53 и MDM2 на интенсивность клеточной гибели лимфоцитов периферической крови (ЛПК) у лиц, подвергшихся хроническому низкоинтенсивному радиационному воздействию. Всего было обследовано 279 жителей прибрежных сел реки Течи (Южный Урал). Из них 145 человек подверглись хроническому низкоинтенсивному радиационному воздействию в результате сбросов радиоактивных отходов производственным объединением «Маяк» в реку Теча в период с 1949 по 1956 гг. (средняя накопленная доза облучения красного костного мозга обследованных лиц составила 734 ± 49,40 мГр). Анализ метилирования промоторных регионов генов MDM2, TP53, BAX и BCL2 проводился методом метилспецифической полимеразной цепной реакции в реальном времени. Исследование апоптотической гибели ЛПК проводилось методом проточной цитометрии. Было установлено, что в отдаленном периоде после начала хронического радиационного воздействия в группе облученных людей наблюдались статистически значимые различия в распределении обследованных людей по уровню метилирования CpG-динуклеотидов в промоторных регионах генов BCL2 и TP53 по сравнению с необлученными людьми. При оценке влияния метилирования на интенсивность клеточной гибели как в объединенной группе, так в группе облученных лиц регистрируется повышение частоты ЛПК на ранней и поздней стадии апоптоза в группах с гипометилированными участками промотора гена MDM2.

1. Gopisetty G., Ramachandran K., Singal R. DNA methylation and apoptosis. Mol Immunol. 2006;43(11):1729–1740.

2. Pfeffer C.M., Singh A.T.K. Apoptosis: A target for anticancer therapy. Int. J. Mol. Sci. 2018;19(2):448.

3. Antwih D.A., Gabbara K.M., Lancaster W.D., Ruden D.M., Zielske S.P. Radiation-induced epigenetic DNA methylationmodification of radiation-response pathways. Epigenetics. 2013;8(8):839–848.

4. Bae J.H., Kim J.G., Heo K., Yang K., Kim T-O., Yi J.M. Identification of radiation-induced aberrant hypomethylation in coloncancer. BMC Genomics. 2015;16(56):12.

5. Lahtz C., Bates S.E., Jiang Y., Li A.X., Wu X., Hahn M.A., Pfeifer G.P. Gamma irradiation does not induce detectable changes in DNA methylation directly following exposure of human cells. PLoS One. 2012;7(9):e44858.

6. Hatziapostolou M., Iliopoulos D. Epigenetic aberrations during oncogenesis. Cell. Mol. Life Sci. 2011;68:1681–1702.

7. Блинова Е.А., Котикова А.И., Янишевская М.А., Аклеев А.В. Апоптоз лимфоцитов и полиморфизм генов регуляции апоптоза у лиц, подвергшихся хроническому радиационному воздействию. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2020;65(4):36–42.

8. Никифоров В.С., Блинова Е.А., Аклеев А.В. Транскрипционная активность генов клеточного цикла и апоптоза у хронически облученных лиц, имеющих повышенную частоту TCR-мутантных лимфоцитов. Радиация и риск. 2020;29(2):89–100.

9. Blinova E.A., Nikiforov V.S., Kotikova A.I., Yanishevskaya M.A., Akleyev A.V Methylation status of apoptosis genes and intensity of apoptotic death of peripheral blood lymphocytes in persons chronically exposed to radiation. Mol. Biol. 2022;56(6):993–1002.

10. Последствия радиоактивного загрязнения реки Течи. Под ред. А.В. Аклеева. Челябинск: Книга; 2016. 390 с.

11. Государственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. СанПиН 2.6.1.2523-09. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). Москва: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора; 2009. 100 с.

12. Дегтева М.О., Напье Б.А., Толстых Е.И., Шишкина Е.А., Бугров Н.Г., Крестинина Л.Ю., Аклеев А.В. Распределение индивидуальных доз в когорте людей, облученных в результате радиоактивного загрязнения реки Течи. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019;3:46–53.

13. Блинова Е.А., Кореченкова А.В., Никифоров В.С., Янишевская М.А., Котикова А.И., Аклеев А.В. «Коллекция биологических образцов» Свидетельство о регистрации базы данных RU 2024621345, 28.03.2024. Заявка от 07.02.2024.

14. Блинова Е.А., Котикова А.И., Аклеев А.В. Интенсивность апоптоза лимфоцитов крови у облученных лиц с облигатными формами предраковых заболеваний. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2023;176(8):233–236.

15. Kuzmina N.S., Lapteva N.Sh., Rubanovich A.B. Hypermethylation of gene promoters in peripheral blood leukocytes in humans long term after radiation exposure. Environ. Res. 2016;146:10–17.

16. Кузьмина Н.С., Лаптева Н.Ш., Русинова Г.Г., Азизова Т.В., Вязовская Н.С., Рубанович А.В. Гиперметилирование промоторов генов в лейкоцитах крови человека в отдаленный период после перенесенного радиационного воздействия. Радиационная биология. Радиоэкология. 2017;57(4):341–356.

17. Elkholi R., Abraham-Enachescu I., Trotta A.P., Rubio-Patiño C., Mohammed J.N., Luna-Vargas M.P.A., Gelles J.D., Kaminetsky J.R., Serasinghe M.N., Zou C., Ali S., McStay G.P., Pfleger C.M., Chipuk J.E. MDM2 integrates cellular respiration and apoptotic signaling through NDUFS1 and the mitochondrial network. Mol. Cell. 2019;74(3):452-465.e7.

18. Jeyaraj S., O’Brien D.M., Chandler D.S. MDM2 and MDM4 splicing: an integral part of the cancer spliceome. Front Biosci. 2009;14:2647–2656.