Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучение механизмов радиационного канцерогенеза - одна из актуальных задач радиобиологии, так как наиболее часто проявляемым отдаленным последствием действия радиации является возникновение опухолей у животных и человека. На развитие опухоли в организме оказывает влияние целый ряд физиологических факторов,что затрудняет анализ наиболее ранних стадий индукции и развития опухолей. Изучение клеточной трансформации in vitro дает дополнительный экспериментальный подход к пониманию молекулярных механизмов инициации канцерогенеза.
Большинство конечных биологических эффектов радиации на живые клетки является результатом начального молекулярного повреждения, продуцируемого радиацией, и его последующей модуляции репарационными процессами. Хотя при действии ионизирующей радиации повреждаются все клеточные компоненты, считается, что летальный и канцерогенный эффект радиации осуществляется на уровне клеточной ДНК. Предполагается, что пострадиационные изменения в геноме способствуют активации клеточных онкогенов, причем важную роль в этом процессе может играть репарация повреждений ДНК, возникающих при действии радиации. Однако данных, подтверждающих это положение, в литературе недостаточно.
С другой стороны в настоящее время интенсивно ведется поиск веществ, обладающих антимутагенными, антиканцерогенными радиопротекторными свойствами. Среди них одну из главных ролей играют ингибиторы протеаз. Однако механизм их действия пока неизвестен, а сведения об их использовании на клеточном уровне фрагментарны и противоречивы.
К началу нашего исследования прямые данные о взаимосвязи процессов репарации с инициацией трансформации и влиянии ингибиторов протеаз на начальные стадии этого процесса в литературе отсутствовали.
В экспериментальных исследованиях механизмов канцерогенеза весьма плодотворной оказалась модель клеточной трансформации после трансфекции экзогенной ДНК В этой связи изучение роли индуцируемых, гамма-излучением и УФ-светом повреждений ДНК и их репарации в трансформации клеток NIH ЗТЗ при интеграции в их геном опухолевой ДНК, содержащей онкогены, и влияния ингибиторов протеаз на этот процесс представляется достаточно актуальным.
Цель и задачи исследования. 'Основной целью нашей работы было исследование радиационно-индуцированной трансформации культивируемых клеток 'НІН ЗТЗ при введении в них экзогенной ДНК в зависимости от особенностей функционирования системы репарации ДНК в этих клетках.
Для реализации указанной цели необходимо было решить следующие конкретные задачи:
исследовать количественные закономерности гибели клеток ЗТЗ после гамма- и УФ-облучения и их способность к репарации повреждений ДНК;
изучить зависимость эффективности трансформации NIH ЗТЗ препаратами ДНК, выделенными из клеток асцитиой карциномы Эрлиха, от дозы гаша- и УФ-излучения и времени между облучением и транс-фекцией;
выявить изменения в эффективности трансформации клеток ЗТЗ опухолевой ДНК при модулировании скорости репарации с помощью ингибитора протеаз фенилметилсульфонилфторида (ФМСФ).
Научная новизна и практическая ценность работы. В настоящей-работе впервые описаны радиобиологические характеристики линии мышиных фибробластов NIH ЗТЗ. Показано дозо-зависимое повышение числа трансформированных локусов при трансфекции опухолевой ДНК после гамма- и УФ-облучения.
Изучены законохіерности репарации гамма- и УФ-повреждений в клетках ЗТЗ, выявлено наличие преинцизионного этапа эксцизионной репарации, сущностью которого является обеспечение доступа повреждений ДНК для ферментов репарации путем протеолиза белков хроматина При этом ингибитор протеаз ФМСФ полностью нивелирует активирующее действие гамма- и УФ-излучения на трансформацию клеток ЗТЗ экзогенной ДНК, содержащей активированные онкогены, что свидетельствует о связи процессов репарации и трансформации в этих клетках.
Данные, полученные при выполнении диссертационной работы, имеют важное значение для фундаментальной и прикладной радиобиологии. Результаты данной работы расширяют наши представления- о механизмах функционирования систем репарации в сложно организованных структурах хроматина клеток животных и инициации процесса трансформации. Подученные данные важны для понимания механизма формирования проканцерогенных изменений в геноме клетки и могут найти применение при решении задач модификации радиочувствительности и поиска антиканцерогенов.
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 4 работы.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Конференции молодых ученых Научного Центра Биологических Игаедований АН СССР (Пуцпно, 1988) и на I Всесоюзном радиобиологическом съезде (Москва, 1989). Работа в целом апробирована на меялабораторном семинаре в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН (1992) и семинаре отдела молекулярных основ семіотики Института биохимии им. А. В. Палладина АН Украины (1991).
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, состоящего из 4 глав, описания материалов и методов, изложения результатов исследований и их обсуждения в Зх главах, а таїти заключения, выводов и списка цитированной литературы (317 наименований, из них 264 зарубежные публикации). Работа изложена на 134 стр. , содержит 28 рисунков и 1 таблицу.
