ЭКСПРЕССИЯ АКВАПОРИНОВ 1 И 5 В ЛЕГКИХ КРЫС ПОСЛЕ ВНУТРЕННЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ РАДИОАКТИВНЫМ ПОРОШКОМ 56MnO2

Введение. Радионуклид 56Mn (T1/2 = 2,58 час) является одним из доминирующих гамма- и бета-излучателей в начальный период после нейтронной активации почвы и элементов зданий, поднявшихся в воздух в виде пыли после ядерных взрывов. С целью моделирования экспозиции пылевидными микрочастицами 56Mn O2, были проведены эксперименты при воздействии на экспериментальных крыс диспергированным порошком 56MnO2, полученным в результате нейтронной активации стабильных атомов Mn на ядерном реакторе.

Цель. Изучить влияние воздействия диспергированным 56MnO2 на экспрессию генов в легких крыс.

Материалы и методы. Дизайн исследования: экспериментальный. В экспериментах были использованы крысы-самцы линии Вистар в возрасте 10 недель, масса которых составляла 220 – 330 г. Всего было использовано 58 животных. Крысы были разделены на 5 групп: 56MnO2 (0,05 Гр), 56MnO2 (0,11 Гр), MnO260Co и контроль. По 3 крысы каждой группы было умерщвлено и исследовано на 3, 14 и 60 сутки после воздействия. Статистический анализ. Все значения выражены в виде средних величин ± стандартная ошибка (S.E.). Использовали t-критерий Стьюдента для сравнения между экспонированными и контрольными группами. Было принято считать достоверными изменения экспрессии генов по сравнению с контролем при p <0,01 или p <0,05.

Результаты. Установлено, что после воздействия диспергированным 56Mn при дозе внутреннего облучения легких 0,05 Гр и 0,11 Гр, экспрессия гена AQP1 была увеличена только на 3-и сутки, а экспрессия гена AQP5 была увеличена на третьи, 14-е и 60-е сутки после воздействия. Интересно отметить, что внешнее 60Co гамма-облучение в дозе 2 Гр не изменяет экспрессию этих генов по сравнению с контролем, за исключением кратковременного (на третьи сутки) повышения экспрессии гена AQP5.

Выводы. Все это позволяет предположить, что воздействие распыленными микрочастицами 56MnO2, даже при малых средних дозах внутреннего облучения легких (0,11 Гр), оказывает весьма значительное биологическое воздействие на этот орган, о чем свидетельствует изменение уровней экспрессии генов AQP5 в течение весьма длительного периода времени – по сравнению с внешним гамма-облучении 60Со в существенно больших дозах (2 Гр). Воздействие диспергированным нерадиоактивным MnO2 не привело к изменению экспрессии изучаемых генов по сравнению с контролем.

Ынкар О. Кайрханова 1, httр://оrcid.оrg/0000–0001–9533–1723

Нариаки Фуджимото 2, httр://оrcid.оrg/0000–0002–8570–4001

Найля Ж. Чайжунусова 1, httр://оrcid.оrg/0000–0002–6660–7118

Масахару Хоши 2, httр://оrcid.оrg/0000–0001–6978–0883

Валерий Ф. Степаненко 3, http://orcid.org/0000-0002-3541-0515

1 Государственный Медицинский Университет города Семей, г. Семей, Казахстан;

2 Университет Хиросимы, г. Хиросима, Япония.

3 Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Обнинск, Российская Федерация;

1.         Степаненко В.Ф., Рахыпбеков Т.К., Каприн А.Д., и др. Облучение экспериментальных животных активирован-ной нейтронами радиоактивной пылью: разработка и реализация метода – первые результаты международного многоцентрового исследования // Радиация и риск. 2016. Том 25. № 4, C. 111-122.

2.         Coggle J.E., Lambert B.E., Moores S.R. Radiation effects in the lung // Environ. Health Persp. 1986. V. 70. P. 261-291.

3.         Dagle G.E., Sanders C.L. Radionuclide injury to the lung // Environ. Health Persp.  1984. V. 55. P. 129-137.

4.         Ding N.H., Li J.J., Sun L.Q. Molecular mechanisms and treatment of radiation-induced lung fibrosis // Curr. Drug Targets. 2013. V. 14. P. 1347-1356.

5.         Directive 2010/63/EU of the European Parliament and the Council of the Office on the protection of animals used for scientific purposes of 22 September 2010 // Offic. J. of the Europ. Union. 2010. L276. P. 33-79. 15.

6.         Down J.D. The nature and relevance of late lung pathology following localised irradiation of the thorax in mice and rats // Brit. J. Cancer Suppl. 1986. V. 7. P. 330-332.

7.         Fujimoto N., Suzuki T., Ohta S., Kitamura S. Identification of rat prostatic secreted proteins using mass spectrometric analysis and androgen-dependent mRNA expression // J. Androl. 2009. V. 30. P. 669-678.

8.         Hahn F.F., Scott B., Lundgren D.L. Comparative stochastic effects of alpha, beta or x-irradiation of the lung of rats // Health phys. 2010. V. 99. P. 363-366.

9.         Imanaka T., Endo S., Tanaka K., Shizuma K. Gamma-ray exposure from neutron-induced radionuclides in soil in Hiroshima and Nagasaki based on DS02 calculations // Radiat. Environ. Bioph. 2008. V. 47, N 3. P. 331-336.

10.     King L.S., Agre P. Pathophysiology of the aquaporin water channels // Ann. Rev. Physiol. 1996. V. 58. P. 619-648.

11.     Marks L.B., Yu X., Vujaskovic Z., Small W., Folz R., Anscher M.S. Radiation-induced lung injury // Semin. Radiat. Oncol. 2003. V. 13. P. 333-345.

12.     Mehta V. Radiation pneumonitis and pulmonary fibrosis in non-small-cell lung cancer: Pulmonary function, prediction, and prevention // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phy. 2005. V. 63. P. 5–24.

13.     Pohlers D., Brenmoehl J., Löffler I., Müller C.K., Leipner C., Schultze-Mosgau S., Stallmach A., Kinne R.W., Wolf G. TGF-β and fibrosis in different organs - molecular pathway imprints // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease. 2009. V. 1792. P. 746-756.

14.     Scott B.R., Hahn F.F., Newton G.J., Snipes M.B., Damon E.G., Mauderly J.L., Boecker B.B., Gray D.H. Experimental studies of the early effects of inhaled beta-emitting radionuclides for nuclear accident risk assessment, Washinton, D.C.: U.S. 1987. Nuclear Regulatory Commission: NUREG/ CR-5067, LMF-117.

15.     Scott B.R., Hahn F.F., Snipes M.B., Newton G.J., Eidson A.F., Mauderly J.L., Boecker B.B. Predicted and observed early effects of combined alpha and beta lung irradiation // Health phys. 1990. V. 59. P. 791-805.

16.     Shichijo K., Fujimoto N., Uzbekov D., Kairkhanova Y., Saimova A., Chaizhunusova N., Sayakenov N., Shabdarbaeva D., Aukenov N., Azimkhanov A., Kolbayenkov A., Mussazhanova A., Niino D., Nakashima M., Zhumadilov K., Stepanenko V., Tomonaga M., Rakhypbekov T., Hoshi M. Internal exposure to neutron-activated 56Mn dioxide powder in Wistar rats – Part 2: Pathological effects // Radiation and Environmental Biophysics. 2017. V. 56, N 1. P. 55–61.

17.     Song Y., Fukuda N., Bai C., Ma T., Matthay Ma., Verkman A.S. Role of aquaporins in alveolar fluid clearance in neonatal and adult lung, and in oedema formation following acute lung injury: studies in transgenic aquaporin null mice // J. physiol. 2000. V. 525. P. 771-779.

18.     Stepanenko V., Rakhypbekov T., Otani K., Endo S., Satoh K., Kawano N., Shichijo K., Nakashima M., Takatsuji T., Sakaguchi A., Kato H., Onda Y., Fujimoto N., Toyoda S., Sato H., Dyussupov A., Chaizhunusova N., Sayakenov N., Uzbekov D., Saimova A., Shabdarbaeva D., Skakov M., Vurim A., Gnyrya V., Azimkhanov A., Kolbayenkov A., Zhumadilov K., Kairikhanova Y., Kaprin A., Galkin V., Ivanov S., Kolyzhenkov T., Petukhov A., Yaskova E., Belukha I., Khailov A., Skvortsov V., Ivannikov A., Akhmedova U., Bogacheva V., Hoshi M. Internal exposure to neutron-activated 56Mn dioxide powder in Wistar rats – Part 1: Dosimetry // Radiat. Environ. Biophys. 2017. V. 56, N 1. P. 47–54.

19.     Sun C.Y., Zhao Y.X., Zhong W., Liu D.W., Chen Y.Z., Qin L.L., Bai L., Liu D. The expression of aquaporins 1 and 5 in rat lung after thoracic irradiation // J. Radiat. Res. 2014. V. 55. P. 683-689.

20.     Tanaka K., Endo S., Imanaka T., Shizuma K., Hasai H., Hoshi M. Skin dose from neutron-activated soil for early entrants following the A-bomb detonation in Hiroshima: contribution from beta and gamma rays // Radiat. Environ. Biophys. 2008. V. 47, N 3. P. 323-330.

21.     Towne J.E., Harrod K.S., Krane C.M., Menon A.G. Decreased expression of aquaporin (AQP)1 and AQP5 in mouse lung after acute viral infection // Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 2000. V. 22. P. 34-44.

22.     Travis E.L., Harley R.A., Fenn J.O., Klobukowski C.J., Hargrove H.B. Pathologic changes in the lung following single and multi-fraction irradiation // Int. J. Radiat. Oncol. 1977. V. 2. P. 475-490.

23.     Ward W.F., Kim Y.T., Molteni A., Ts'ao C., Hinz J.M. Pentoxifylline does not spare acute radiation reactions in rat lung and skin // Radiat. Res. 1992. V. 129. P. 107-111.

Количество просмотров: 8907


Библиографическая ссылка

Кайрханова Ы.О., Фуджимото Н., Чайжунусова Н.Ж., Хоши М., Степаненко В.Ф. Экспрессия аквапоринов 1 и 5 в легких крыс после внутреннего воздействия радиоактивным порошком 56MnO2  / / Наука и Здравоохранение. 2017. №3. С. 50-62.

Авторизируйтесь для отправки комментариев