X chromosome aberrations in peripheral blood T lymphocytes of women with chronic radiation exposure in long-term follow-up: a pilot study

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Chronic radiation exposure due to residence in areas contaminated with radionuclides remains a pressing concern globally, as it increases the risk of leukemia, solid malignancies, and other diseases. According to current understanding, many human pathologies are underpinned by somatic mosaic mutagenesis, particularly involving sex chromosomes. The X chromosome plays a critical role in immune function and autoimmune pathogenesis, and X chromosome aneuploidy is linked to development of various somatic disorders. Prior cytogenetic studies of radiation-exposed populations in the Southern Urals revealed increased X chromosome involvement in micronuclei formation, warranting further investigation into X chromosome aberrations.

AIM: To assess intra- and interchromosomal aberrations involving the X chromosome in peripheral blood T lymphocytes in women with chronic radiation exposure during long-term follow-up.

METHODS: This pilot study included five women exposed to chronic radiation in the Southern Urals (mean age: 74.0 ± 0.8 years; mean cumulative red bone marrow dose: 1.35 ± 0.30 Gy). A comparison group consisted of five women (mean age: 66.3 ± 1.2 years; mean red bone marrow dose: 0.010 ± 0.006 Gy; range: 0–0.03 Gy) who lived under similar socioeconomic conditions and had received less than 70 mGy of total red bone marrow exposure during follow-up. X chromosome aberrations were analyzed using multicolor banding (mBAND). Aberration frequency was calculated per genome equivalent, adjusted for donor age. The frequency of cells with X chromosome aneuploidy was also assessed.

RESULTS: The frequency of X chromosome aberrations was higher in irradiated women compared to the comparison group (0.100 ± 0.036 vs 0.019 ± 0.011; U = 3, p = 0.0476). In irradiated women, a greater variety of aberration types was noted, including a ring chromosome, an isochromosome, and a chromosome presumably formed as a result of chromothripsis. The mean frequencies of X chromosome aneuploidy in irradiated women did not differ significantly from those in the comparison group (p = 0.4); however, interindividual variation may exist.

CONCLUSION: The findings may indicate a more intense mutational process in individuals chronically exposed to radiation. The study of X chromosome aberrations in peripheral blood T lymphocytes of women chronically exposed to radiation in the Southern Urals is promising and should be continued.

Full Text

Обоснование

В современном техногенном обществе повышается вероятность контактов населения с источниками ионизирующего излучения. Это связано с использованием медицинских диагностических процедур, которые могут увеличивать радиационную нагрузку на организм, с частым использованием воздушного транспорта, проживанием на территориях с повышенным уровнем радиации, а также с аварийными ситуациями. Хроническое радиационное воздействие в результате проживания на загрязнённых радионуклидами территориях является серьёзной проблемой, поскольку приводит к повышенной частоте соматического мутагенеза у населения. Длительное наблюдение за когортой жителей Южного Урала, проживавших на загрязнённых радионуклидами территориях, выявило повышенные риски лейкозов и некоторых солидных злокачественных новообразований. В разные периоды наблюдений были отмечены изменения в состоянии гемопоэза, иммунитета и других систем организма [1].

Известно, что соматические мутации начинают появляться в клетках человека с момента первого деления зиготы и продолжают накапливаться на протяжении всей жизни, порождая генетическую гетерогенность в тканях, известную как соматический мозаицизм. В современных исследованиях показано, что накопление соматических мутаций в течение всей жизни может быть связано с повышенным риском развития рака и других возрастных заболеваний [2–4]. В ряде работ обсуждается, что важную роль в соматическом мутагенезе играют изменения половых хромосом. Например, показано, что потеря Y-хромосомы при раке мочевого пузыря способствует прогрессированию опухоли, худшему ответу опухоли на лекарственные препараты, а также уклонению от противоопухолевого иммунитета [5–7].

Важные выводы были получены также из исследований, посвящённых изменениям в Х-хромосоме. X-хромосома человека содержит около 150 млн пар оснований, что составляет примерно 5% ДНК в клетках женщин, 2,5% — в клетках мужчин [8]. Важность Х-хромосомы трудно переоценить, ведь она содержит в себе 864 белок-кодирующих гена. Гены, сцепленные с Х-хромосомой, играют ключевую роль в функционировании и гомеостазе иммунной системы и в развитии аутоиммунных процессов [9].

В настоящее время внимание учёных направлено на изучение мозаичной потери Х-хромосомы, которую часто можно наблюдать в лейкоцитах у женщин. Биоинформатический анализ показал, что наиболее часто потери Х-хромосомы выявляют у женщин более старшего возраста, а также имеется положительная связь между потерей Х-хромосомы и риском развития миелоидного лейкоза и восприимчивости к некоторым инфекционным заболеваниям [10].

У жителей Южного Урала, подвергшихся хроническому радиационному воздействию, цитогенетические эффекты оценивали по частоте нестабильных хромосомных аберраций, по частоте клеток с микроядрами, оценивали теломерные районы хромосом [11]. Применение 24-цветного FISH окрашивания позволило отметить, что у облучённых женщин микроядра могут состоять из фрагментов более чем шести разных хромосом, что подтверждает способность ионизирующего излучения приводить к нестабильности генома в отдалённом периоде после облучения. Кроме того, анализ показал, что в микроядра у женщин наиболее часто попадает Х-хромосома по сравнению с другими хромосомами [12]. А в группе облучённых женщин центромерные сигналы Х-хромосом в микроядрах встречались чаще, чем в группе сравнения, что отражает отдалённое влияние ионизирующего излучения на процесс нарушения сегрегации одной из Х-хромосом в митозе [11].

Предметом исследования также является и радиочувствительность Х-хромосомы. Например, в исследовании [13] показано, что острое гамма-излучение 60Co в дозах 2 и 4 Гр вызывает фрагментацию 7-й и Х-хромосомы с одинаковой частотой. Но при этом Х-хромосома менее склонна взаимодействовать с аутосомами, чем 7-я хромосома. Авторы предположили, что неучастие Х-хромосомы в транслокациях с аутосомами может отражать более обособленное расположение Х-хромосомы в клеточном ядре.

В связи с выше изложенным было решено более детально изучить аберрации Х-хромосомы в Т-лимфоцитах периферической крови у облучённых женщин. Для оценки хромосомных перестроек в Х-хромосоме был выбран метод мультицветной флюоресцентной in situ гибридизации бэндов хромосом (mBand). Этот метод позволяет обнаружить внутрихромосомные и межхромосомные перестройки Х-хромосомы, как сложные для выявления другими методами инверсии [14], так и делеции, кольцевые, дицентрические хромосомы, изохромосомы, реципрокные транслокации [15, 16].

Цель исследования. Оценка внутри- и межхромосомных аберраций с участием Х-хромосомы в Т-лимфоцитах периферической крови у хронически облучённых женщин в отдалённом периоде наблюдения.

Материалы и Методы

Характеристика обследованных лиц

Исследование аберраций Х-хромосомы методом mBAND являлось пилотным и проводилось в ФГБУН УНПЦ РМ ФМБА России впервые в 2024 г.

Выбранный метод исследования mBAND является трудоёмким, дорогостоящим и высокотехнологичным, требующим специализированного программного обеспечения для анализа. Так как исследование проводили на одной паре хромосом, важно было проанализировать максимально возможное количество клеток с каждого препарата. Это обусловило выбор в качестве доноров женщин, так как они имеют две Х-хромосомы в кариотипе.

Критериями включения облучённых лиц в цитогенетическое исследование является отсутствие аутоиммунных, онкологических, острых или хронических в период обострения воспалительных заболеваний; отсутствие приёма антибиотиков, глюкокортикоидов и цитостатиков в течение шести месяцев, предшествующих исследованию, отсутствие рентгенологических обследований в течение трёх месяцев, предшествующих исследованию.

В пилотное исследование включили 10 доноров: 5 женщин, подвергшихся хроническому радиационному воздействию на Южном Урале. Их средний возраст — 74,0±0,8 года (диапазон 72–77 лет), средняя кумулятивная доза на красный костный мозг (ККМ) — 1,35±0,30 Гр (диапазон 0,8–2,4 Гр). В группу сравнения вошли 5 женщин, проживавших в сходных социально-экономических условиях, с накопленной дозой облучения на ККМ менее 70 мГр за весь период наблюдения. Средний возраст женщин группы сравнения — 66,3±1,2 года (диапазон 64–71 год), средняя кумулятивная доза на ККМ — 0,01±0,006 Гр (диапазон 0–0,03 Гр).

Ранее проведённые исследования возрастной динамики цитогенетических показателей у лиц, подвергшихся радиационному воздействию на Южном Урале, не выявили различий в возрастных группах 60–69 лет и 70–79 лет [11, 17].

Облучённых людей, которые могут войти в группу обследованных лиц, выбирали при помощи программного комплекса «REGISTR» единой информационной системы ФГБУН УНПЦ РМ ФМБА России [18]. Индивидуальные дозы облучения на ККМ были рассчитаны по TRDS-2016 сотрудниками биофизической лаборатории [19].

Соблюдение этических стандартов: исследование одобрено этическим комитетом УНПЦ РМ (протокол № 11 от 11.11.2024). У лиц, участвующих в цитогенетических исследованиях, было получено информированное согласие на забор образцов крови и дальнейшие исследования.

Получение метафазных хромосом из Т-лимфоцитов периферической крови человека

Забор венозной крови производили из локтевой вены в вакутейнер с гепарином. Цитогенетические препараты из Т-лимфоцитов периферической крови доноров получали согласно протоколу, который включает 4 последовательных этапа: культивирование клеток до стадии метафазы, гипотоническую обработку метафазных клеток, фиксацию метафазных пластинок и собственно приготовление препаратов хромосом. Культивирование Т-клеток проводили в стерильных бакпечатках. Клетки культивировали в СО2 инкубаторе при 37,5 °С в течение 54 ч. За 3 ч до окончания культивирования в культуру вводили раствор колцемида в итоговой концентрации 0,03 мг/мл (ПанЭко).

Для гипотонической обработки клеток приливали теплый 37 °С раствор КСl (0,55%), ресуспендировали осадок и оставляли на 30 мин в термостате при 37 °С. Затем смесь центрифугировали при 1400 об/мин 7 мин, осторожно удаляли супернатант, ресуспендировали осадок и приливали холодный 4 °С свежеприготовленный фиксатор (3 части спирта этилового и 1 часть ледяной уксусной кислоты). Клетки проводили через фиксатор 3 или 4 раза.

Для получения препаратов хромосом пипеткой раскапывали смесь на охлаждённое стекло (2 капли). Стекло сушили на термоплато при 40 °С. Качество препарата проверяли при фазово-контрастной микроскопии. После высыхания препаратов проводили флуоресцентную гибридизацию in situ.

Флуоресцентная гибридизация in situ

Для окраски препаратов с целью идентификации аберраций с участием Х-хромосомы использовали зонды производства компании MetaSystems — XCyte X, Chromosome X mBAND probe (кат. номер D-0223-030-DI).

Метод mBAND (multicolor banding) основан на гибридизации частей хромосомы зондами, меченых различными флуорохромами, вдоль длины хромосомы, таким образом, что зонды гибридизуются частично перекрываясь на отдельных участках хромосом. Характерная многоцветная полосчатая картина mBAND создаётся путём количественной оценки соотношения интенсивности флуоресценции вдоль хромосомы. Эти соотношения уникальны и визуализируются в виде псевдоцветов, специфичных для каждой полосы (рис. 1). mBAND предоставляет информацию, которая позволяет проводить точный анализ даже очень сложных меж- и внутрихромосомных аберраций1.

 

Рис. 1. Схема гибридизации зондов для Х-хромосомы: спектры возбуждения флуорохромов сопоставимы с аквамариновым, зелёным, оранжевым, красным и ближним инфракрасным спектром (XCyte 1. Human mBAND Probe. https://metasystems-probes.com/en/probes/mband/d-0201-030-di).
Fig. 1. Scheme of probe hybridization for X-chromosome:excitation/absorption spectra of fluorochromes are comparable to the aquamarine, green, orange, red and near-infrared spectrum/spectra (XCyte 1. Human mBAND Probe.
https://metasystems-probes.com/en/probes/mband/d-0201-030-di).

 

Окрашивание препаратов происходило в соответствии с протоколом производителя. Проводилась денатурация ДНК на хромосомных препаратах, денатурация и гибридизация ДНК-зондов, постгибридизационная отмывка и контрокрашивание DAPI/antifade.

Получение оцифрованных изображений метафазных клеток

Препараты оцифровывали с помощью автоматической системы для поиска и съёмки метафаз Metafer (Metasystems, Германия). Получали изображения качественных метафаз с использованием иммерсионного объектива ×63.

Анализ препаратов

Работа с оцифрованными изображениями проводилась с помощью программного обеспечения Isis (Metasystems, Германия). Для исследования выбирали метафазы, содержащие Х-хромосомы без артефактов. Анализировали Х-хромосомы в соответствии с расположением спектров возбуждения флюорохромов, как показано на рис. 1. На рис. 2 представлены Х-хромосомы, окрашенные методом mBAND (без аберраций).

 

Рис. 2. Х-хромосомы, окрашенные методом mBAND (норма).
Fig. 2. X-chromosomes stained with mBAND (norm).

 

В работе учитывали инверсии хромосом (хромосомные и хроматидные), простые транслокации — реципрокные и нереципрокные, дицентрические хромосомы, изохромосомы, а также делеции. На рис. 3 одна из гомологичных Х-хромосом содержит перицентрическую инверсию 46 XX, inv X (p11.4; q26), также на рис. 3 представлена хроматидная инверсия. На рис. 4 представлена дицентрическая Х-хромосома (предположительно образованная из двух гомологичных Х-хромосом). На рис. 5 представлена реципрокная аберрация с участием Х-хромосомы.

 

Рис. 3. Инверсии в Х-хромосоме (А — нормальная хромосома, Б — перицентрическая инверсия Х-хромосомы; В — хроматидная инверсия Х-хромосомы).
Fig. 3. Inversions in X-chromosomes (A — normal chromosome, Б — pericentric inversion of X chromosome; В — chromatid inversion of X chromosome).

 

Рис. 4. Дицентрическая Х-хромосома.
Fig. 4. Dicentric X chromosome.

 

Рис. 5. Транслокация с участием Х-хромосомы (слева — вид метафазной пластинки; справа — расположение спектров возбуждения флюорохромов).
Fig. 5. Translocations involving X chromosome (left — type of metaphase plate, right — location of fluorochrome excitation/absorption spectra).

 

Также в работе проанализировали количество анеуплоидных метафаз по Х-хромосоме: норма (XX) или анеуплоидия по Х-хромосоме (Х или ХХХ).

Расчёт геном-эквивалентов и пересчёт хромосомных аберраций с учётом возраста обследуемых лиц

Частоту хромосомных аберраций рассчитывали на число геном-эквивалентов (GE). Коэффициент перехода от числа просчитанных клеток к геномным эквивалентам рассчитывали стандартным образом, который подробно описан в работе [17]. Для этого использовали следующую формулу:

GE = 2,05×fx(1–fx), (1)

где fx — доля в геноме окрашенной пары хромосом.

Доля ДНК в Х-хромосоме в женском геноме человека представлена в работе [20] и составляет 0,0508.

Также на частоту транслокаций оказывает влияние возраст. Метаанализ фоновых частот транслокаций в зависимости от возраста приведён в работе [21]. Для оценок использовали данные, полученные по здоровым донорам. Расчётные значения фоновых частот транслокаций на 1 GE для доноров различного возраста рассчитывали по формуле:

X=e–7,925+e–9,284(age×eage×0,01062) (2)

В табл. 1 представлена частота хромосомных аберраций, рассчитанная на геномный эквивалент. В столбце 14 «Все аберрации за вычетом фона» представлены хромосомные аберрации, полученные в результате коррекции общей частоты аберраций (столбец 13) с учётом возраста согласно формуле (2).

 

Таблица 1. Частота хромосомных аберраций с участием Х-хромосомы
Table 1. Frequency of chromosome aberrations involving X-chromosome

Группа

Group

Пациентки

The patients

Доза на ККМ, Гр

Dose for RBM (G)

Количество клеток

Number of cells

GE

Инверсии

Inversions

Простые транслокации

Simple translocations

Изохромосомы

Isochromosomes

Кольцевые хромосомы

Ring chromosomes

Дицентрики

Dicentrics

Делеции

Deletions

Все аберрации

All the aberrations

Все аберрации за вычетом фона

All aberrations minus the background

хромосомные

chromosomal

хроматидные

chromatid

Сравнения

Comparison

1

0

185

18,29

0

0

0,0547

0

0

0

0

0,0547

0,0521

2

0

194

19,18

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3

0,003

217

21,45

0

0

0

0

0

0

0

0

0

4

0,01

230

22,74

0

0

0,0440

0

0

0

0

0,0440

0,0411

5

0,03

338

33,41

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Облучённые женщины

Irradiated women

6

0,80

171

16,90

0

0,0592

0,0592

0

0,0592

0

0,0592

0,2366

0,2340

7

0,88

277

27,38

0

0,0365

0

0

0

0

0

0,0365

0,0323

8

1,08

868

85,80

0

0

0,0233

0,0117

0

0,0117

0,0117

0,0583

0,0456

9

1,57

389

38,45

0

0

0,0780

0

0

0

0

0,0780

0,0722

10

2,44

249

24,61

0,0813

0

0,0406

0

0

0

0

0,1219

0,1178

Примечание. ККМ — красный костный мозг.
Note. RBM — red bone marrow.

 

Статистическая обработка данных

Для статистического анализа использовали программу Past 4.01 (Oyvind Hammer; Великобритания).

Для описания частоты хромосомных аберраций с участием X-хромосомы применяли стандартные методы описательной и сравнительной статистики. Для описания данных использовали средние частоты и ошибку среднего. Для сравнения групп по частоте хромосомных аберраций использовали U-критерий Манна–Уитни, для сравнения частоты анеуплоидных клеток — точный критерий Фишера. Различия признавали статистически значимыми при p <0,05.

Результаты

В табл. 1 представлены индивидуальные частоты аберраций Х-хромосом. Как видно, частота инверсий Х-хромосомы низкая: у большинства доноров (90%) хромосомных инверсий не выявлено. У одной облучённой женщины с самой высокой дозой на ККМ из выборки (2,44 Гр) встретилось 3 инверсии Х-хромосомы: две из них определены как клональные и посчитаны за одну, так как имели одинаковые точки разрыва inv (X) (p11.4; q26), то есть итого было обнаружено 2 разные хромосомные инверсии (точки разрыва второй — inv(X) (p11.2;q24). Также у облучённых женщин отмечены инверсии хроматидного типа, которые выглядели как переворот одной из хроматид относительно центромеры на 180°.

В группе сравнения хромосомные аберрации представлены простыми транслокациями у двух доноров. В группе облучённых хромосомные аберрации были представлены простыми транслокациями (4 донора), изохромосомой (1 донор; рис. 6), дицентриком (1 донор), делециями (2 донора), кольцевой хромосомой (1 донор; рис. 7). Средняя частота всех аберраций в группе облучённых лиц составила 0,100±0,036, что статистически значимо выше, чем в группе сравнения — 0,019±0,011 (U=3, р=0,0476).

 

Рис. 6. Изохромосома по p-плечу.
Fig. 6. P-arm isochromosome.

 

Рис. 7. Кольцевая Х-хромосома.
Fig. 7. Ring X-chromosome.

 

Также при анализе препаратов у одной облучённой женщины встретилась клетка с изменённой Х-хромосомой, похожей на хромотрипсис (рис. 8). На рисунке видно, что одна из гомологичных Х-хромосом нормальная, а другая изменена по своей морфологии и распределению спектров окрашивания флюорохромов.

 

Рис. 8. Хромотрипсис Х-хромосомы.
Fig. 8. X-chromosome chromothripsis.

 

В табл. 2 представлена частота анеуплоидных клеток по Х-хромосоме. Видно, что имеется вариабельность в межиндивидуальных значениях частоты встречаемости анеуплоидных клеток по Х-хромосоме. Средняя частота анеуплоидных клеток по Х-хромосоме у облучённых женщин несколько повышена относительно группы сравнения, но не достигает статистической значимости (р=0,096).

 

Таблица 2. Частота анеуплоидных клеток по Х-хромосоме, %
Table 2. Frequency of cells with X-chromosome aneuploidy, %

Пациентки

The patients

Норма (ХХ)

The norm (XX)

Х

ХХХ

Все анеуплоидии

All aneuploidies

1

89,19

8,65

2,16

10,81

2

93,81

5,15

1,03

6,19

3

94,93

3,69

1,38

5,07

4

96,52

1,74

1,74

3,48

5

93,79

4,44

1,78

6,21

Группа сравнения

Comparison Group

93,65±1,22

4,73±1,13

1,62±0,20

6,35±1,22

6

95,32

2,92

1,75

4,68

7

89,17

8,66

2,17

10,83

8

95,28

3,46

1,27

4,72

9

84,58

12,85

2,57

15,42

10

89,16

8,03

2,81

10,84

Облучённые женщины

Irradiated women

90,7±2,10

7,18±1,8

2,1±0,28

9,30±2,06

 

Обсуждение

В настоящей работе мы оценили частоту аберраций с участием Х-хромосомы у женщин, подвергшихся хроническому радиационному воздействию вследствие проживания на загрязнённых радионуклидами территориях. В исследовании применяли высокотехнологичный цитогенетический метод mBAND, позволяющий выявлять внутри- и межхромосомные аберрации. Результаты исследований показали, что у облучённых женщин частота аберраций с участием Х-хромосомы выше, чем в группе сравнения. Также отмечено, что у них более разнообразен качественный состав аберраций: инверсии, простые транслокации, кольцевая хромосома, изохромосома, дицентрическая хромосома и делеции, тогда как в группе сравнения встретились только простые транслокации. Интересной находкой является редкое событие для клетки — хромотрипсис Х-хромосомы у облучённой женщины. Полученные в данном исследовании результаты могут указывать на более интенсивный мутационный процесс у женщин, подвергшихся хроническому радиационному воздействию.

Частота анеуплоидных клеток по Х-хромосоме у облучённых женщин не отличается от женщин группы сравнения, но даже на такой небольшой выборке видно, что имеются межиндивидуальные различия. Чтобы оценить частоту соматических клеток с анеуплоидией, необходимо расширить выборку.

Полученные результаты сопоставимы с литературными данными, указывающими на повышенную частоту хромосомных аберраций у облучённого населения [22–24]. Считается, что хромосомные аберрации возникают непосредственно в ранние сроки после радиационного воздействия, часть из них (нестабильные аберрации) элиминируется в результате нарушения прохождения клеткой митоза, а другая часть (стабильные аберрации) менее подвержена элиминации и остаётся в клетках. Например, существуют методы редактирования генома, позволяющие хромосому с мутацией замыкать в кольцо с дальнейшей элиминацией [25]. На основании полученных данных мы можем предполагать, что аберрантные хромосомы могут элиминироваться из ядра, в том числе посредством микроядер. Поскольку образование микроядер связано с нарушенной сегрегацией хромосом, то аберрации, затрагивающие центромеру, могут способствовать этому процессу.

В данном исследовании выявлено, что у облучённых женщин в отдалённом периоде после облучения обнаруживаются как стабильные, так и нестабильные аберрации с участием Х-хромосомы. Это может свидетельствовать о радиационно-индуцированной нестабильности генома в клетках. Механизмы формирования радиационно-индуцированной нестабильности генома остаются неизученными, но в литературе обсуждается, что причиной могут быть некие предмутационные состояния, связанные с эпигенетическими изменениями хроматина [26].

Заключение

В данной работе проанализирована частота хромосомных аберраций с участием Х-хромосомы у женщин, подвергшихся хроническому радиационному воздействию. Ранее проведённые исследования свидетельствуют о повышенной частоте хромосомных аберраций у подобных групп населения, но ключевые механизмы их возникновения и связи с радиационно-индуцированной нестабильностью генома остаются неясными. Наши результаты подтверждают наличие более высоких частот аберраций и разнообразия их типов у облучённых женщин, в частности, выявлены редкие случаи инверсий и уникальные события, такие как хромотрипсис Х-хромосомы, что может указывать на более интенсивный мутационный процесс в клетках. Обнаруженные межиндивидуальные различия в частоте анеуплоидии показывают необходимость увеличения выборки для более точного анализа. Дальнейшее изучение радиационных эффектов на хромосомном уровне будет способствовать более глубокому пониманию механизмов, ведущих к хромосомным аберрациям и элиминации хромосом из ядра клетки. Результаты исследования подчёркивают важность дальнейших исследований в этой области для разработки эффективных методов биоиндикации радиационного воздействия, а также для развития методов по оценке индивидуальной радиочувствительности человека.

Дополнительная информация

Вклад авторов. Ю.Р. Ахмадуллина — обзор литературы, сбор и анализ литературных источников, написание текста и редактирование статьи, анализ препаратов, статистическая обработка данных; Я.В. Кривощапова — обзор литературы, сбор и анализ литературных источников, написание текста и редактирование статьи, анализ препаратов, описание первичных данных. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

Этическая экспертиза. Исследование одобрено этическим комитетом УНПЦ РМ (протокол №11 от 11.11.2024).

Согласие на публикацию. Все участники исследования добровольно подписали форму информированного согласия до включения в исследование.

Источники финансирования. Государственное задание ФМБА РФ на выполнение прикладной научно-исследовательской работы по теме «Отдалённые цитогенетические эффекты хронического облучения у жителей Южного Урала».

Раскрытие интересов. Авторы заявляют об отсутствии отношений, деятельности и интересов за последние три года, связанных с третьими лицами (коммерческими и некоммерческими), интересы которых могут быть затронуты содержанием статьи.

Оригинальность. При создании настоящей работы авторы не использовали ранее опубликованные сведения (текст, иллюстрации, данные).

Доступ к данным. Редакционная политика в отношении совместного использования данных к настоящей работе не применима, новые данные не собирали и не создавали.

Генеративный искусственный интеллект. При создании настоящей статьи технологии генеративного искусственного интеллекта не использовали.

Рассмотрение и рецензирование. Настоящая работа подана в журнал в инициативном порядке и рассмотрена по обычной процедуре. В рецензировании участвовали два внешних рецензента, член редакционной коллегии и научный редактор издания.

Благодарности. Авторы выражают признательность канд. биол. наук А.В. Возиловой за вклад в обоснование актуальности исследования, старшему лаборанту Н.Ф. Савковой за лабораторную поддержку.

Additional information

Authors’ contribution. Yu.R. Akhmadullina — literature review, collection and analysis of literary sources, writing and editing articles, slide analysis, statistical data processing; Yа.V. Krivoshchapova — literature review, collection and analysis of literary sources, writing and editing articles, drug analysis, description of primary data. All authors confirm that their authorship meets the international ICMJE criteria (all authors have made a significant contribution to the development of the concept, research and preparation of the article, read and approved the final version before publication).

Ethical expertise. The study was approved by the Ethics Committee of the UNOC RM (Protocol No. 11 dated 11/11/2024).

Consent for publication. All study participants voluntarily signed an informed consent form before being included in the study.

Funding sources. The study was supported by the FMBA of the Russian Federation for the implementation of applied research work on the topic "Long-term cytogenetic effects of chronic radiation in residents of the Southern Urals".

Disclosure of interests. The authors have no relationships, activities or interests for the last three years related with for-profit or not-for-profit third parties whose interests may be affected by the content of the article.

Statement of originality. In creating this work, the authors did not use previously published information (text, illustrations, data).

Data availability statement. The editorial policy regarding data sharing does not apply to this work, and no new data was collected or created.

Generative AI. Generative AI technologies were not used for this article creation.

Provenance and peer-review. This paper was submitted to the journal on an unsolicited basis and reviewed according to the usual procedure. Two external reviewers, a member of the editorial board, and the scientific editor of the publication participated in the review.

Acknowledgments. We thank the PhD of Biological Sciences A.V. Vozilova for her contribution to substantiating the relevance of the study. To laboratory assistant N.F. Savkova for laboratory support.

 

1 XCyte 1. Human mBAND Probe. Режим доступа: https://metasystems-probes.com/en/probes/mband/d-0201-030-di Дата обращения: 19.11.2024.

×

About the authors

Yulia R. Akhmadullina

Urals Research Center for Radiation Medicine of the Federal Medical-Biological Agency

Author for correspondence.
Email: akhmadullina.yul@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4394-2228
SPIN-code: 3511-3838

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, 68a Vorovskogo st, Chelyabinsk, 454141

Yana V. Krivoshchapova

Urals Research Center for Radiation Medicine of the Federal Medical-Biological Agency

Email: yana_ho@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2555-2616
SPIN-code: 9194-3604
Russian Federation, 68a Vorovskogo st, Chelyabinsk, 454141

References

  1. Akleyev AV, editor. Consequences of radioactive contamination of the Techa river. Chelyabinsk: Kniga; 2016. 400 р. (In Russ.)
  2. Iourov IY, Heng HH. Editorial: Somatic genomic mosaicism & human disease. Front Genet. 2022;13:1045559. doi: 10.3389/fgene.2022.1045559
  3. Iourov IY, Vorsanova SG, Yurov YB, et al. The cytogenomic “Theory of Everything”: chromohelkosis may underlie chromosomal instability and mosaicism in disease and aging. Int J Mol Sci. 2020;21(21):8328. doi: 10.3390/ijms21218328
  4. Torreggiani S, Castellan FS, Aksentijevich I, Beck DB. Somatic mutations in autoinflammatory and autoimmune disease. Nat Rev Rheumatol. 2024;20(11):683–698. doi: 10.1038/s41584-024-01168-8
  5. Abdel-Hafiz HA, Schafer JM, Chen X, et al. Y chromosome loss in cancer drives growth by evasion of adaptive immunity. Nature. 2023;619(7970):624–631. doi: 10.1038/s41586-023-06234-x
  6. Liu J, Chen T, Liu X, et al. Engineering materials for pyroptosis induction in cancer treatment. Bioact Mater. 2023;33:30–45. doi: 10.1016/j.bioactmat.2023.10.027
  7. Fenner AA. New role for the Y chromosome in cancer growth and immunotherapy response. Nature Reviews Urology. 2023;20(8):455. doi: 10.1038/s41585-023-00800-8
  8. Ross MT, Grafham DV, Coffey AJ, et al. The DNA sequence of the human X chromosome. Nature. 2005;434(7031):325–337. doi: 10.1038/nature03440
  9. Bianchi I, Lleo A, Gershwin ME, Invernizzi P. The X chromosome and immune associated genes. J Autoimmun. 2012;38(2-3):J187–J192. doi: 10.1016/j.jaut.2011.11.012
  10. Liu A, Genovese G, Zhao Y, et al. Population analyses of mosaic X chromosome loss identify genetic drivers and widespread signatures of cellular selection. doi: 10.1101/2023.01.28.23285140
  11. Akhmadullina YuR, Vozilova AV, Krivoshchapova YaV. The effect of chronic exposure on the parameters of cytogenetic markers of senescence in the residents of the Techa riverside settlements. Medicine of Extreme Situations. 2024;26(2):56–66. doi: 10.47183/mes.2024.018 EDN: VECQHP
  12. Akhmadullina YuR. The composition of micronuclei in T-lymphocytes in women affected by chronic radiation exposure. Biol Bull Russ Acad Sci. 2023;50(11):2986–2996. doi: 10.1134/S1062359023110031
  13. Jordan R, Schwartz JL. Noninvolvement of the X chromosome in radiation-induced chromosome translocations in the human lymphoblastoid cell line TK6. Radiat Res. 1994;137(3):290–294.
  14. Wan TS, Ma ES. Molecular cytogenetics: an indispensable tool for cancer diagnosis. Chang Gung Med J. 2012;35(2):96–110. doi: 10.4103/2319-4170.106161
  15. Chudoba I, Hickmann G, Friedrich T, et al. mBAND: a high resolution multicolor banding technique for the detection of complex intrachromosomal aberrations. Cytogenet Genome Res. 2004;104(1-4):390–393. doi: 10.1159/000077521
  16. Hada M, Wu H, Cucinotta FA. mBAND analysis for high- and low-LET radiation-induced chromosome aberrations: a review. Mutat Res. 2011;711(1-2):187–192. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2010.12.018
  17. Vozilova AV. Assessment of the effect of chronic exposure on premature aging of human T-lymphocytes based on unstable chromosome aberrations. Medicine of Extreme Situations. 2023;25(2):85–90. doi: 10.47183/mes.2023.015 EDN: KORRHT
  18. Startsev NV, Shishkina EA, Blinova EA, Akleev AV. Reference and information complex registr of the urals research center for radiation medicine of the FMBA of Russia. Medical Radiology and Radiation Safety. 2022;67(1):46–53. doi: 10.12737/1024-6177-2022-67-1-46-53 EDN: WXBDTN
  19. Shishkina EA, Napier BA, Preston DL, Degteva MO. Dose estimates and their uncertainties for use in epidemiological studies of radiation-exposed populations in the Russian Southern Urals. PLoS One. 2023;18(8):e0288479. doi: 10.1371/journal.pone.0288479
  20. The use of cytogenetic dosimetry to ensure preparedness and response in radiation emergencies. IAEA. Vienna; 2014. 250 р. URL: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/EPR_Biodosimetry2011R_web.pdf
  21. Sigurdson A, Ha M, Hauptmann M, et al. International study of factors affecting human chromosome translocations. Mutat Res. 2008;652(2):112–121. doi: 10.1016/j.mrgentox.2008.01.005
  22. Pilinskaya MA. Cytogenetic effects in somatic cells of individuals affected by the Chernobyl disaster as a biomarker of the effects of ionizing radiation in small doses. International Journal of Radiation Medicine. 1999;(2):60–6. (In Russ.)
  23. Nakano M, Kodama Y, Ohtaki K, et al. Detection of stable chromosome aberrations by FISH in A-bomb survivors: comparison with previous solid Giemsa staining data on the same 230 individuals. Int J Radiat Biol. 2001;77(9):971–977. doi: 10.1080/09553000110050065
  24. Vozilova AV, Shagina NB, Degteva MO, Akleyev AV. Chronic radioisotope effects on residents of the Techa river (Russia) region: cytogenetic analysis more than 50 years after onset of exposure. Mutat Res. 2013;756(1-2):115–118. doi: 10.1016/j.mrgentox.2013.05.016
  25. Kashevarova AA, Skryabin NA, Belyaeva EO, et al. Elimination of the ring chromosome as the basis for correction of major chromosomal defects. In: Human genetics and pathology: collection of scientific papers. Tomsk: Literaturnoe byuro; 2017. Р. 159–160. EDN: ZVYANB
  26. Pelevina II, Alesсhenko AV, Antoshсhina NM, et al. The reaction of cell population to low level of irradiation. Radiation biology. Radioecology. 2003;43(2):161–166. EDN: OOYFHP

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Scheme of probe hybridization for X-chromosome

Download (147KB)
3. Fig. 2. X-chromosomes stained with mBAND (norm).

Download (461KB)
4. Fig. 3. Inversions in X-chromosomes (A — normal chromosome, Б — pericentric inversion of X chromosome; В — chromatid inversion of X chromosome).

Download (239KB)
5. Fig. 4. Dicentric X chromosome.

Download (319KB)
6. Fig. 5. Translocations involving X chromosome (left — type of metaphase plate, right — location of fluorochrome excitation/absorption spectra).

Download (516KB)
7. Fig. 6. P-arm isochromosome.

Download (384KB)
8. Fig. 7. Ring X-chromosome.

Download (504KB)
9. Fig. 8. X-chromosome chromothripsis.

Download (453KB)

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 78166 от 20.03.2020.