Адрес этой статьи в интернете: www.biophys.ru/archive/congress2012/proc-p238.htm
Воронежский государственный университет, кафедра биофизики и биотехнологии,
394006, Россия, Воронеж, Университетская пл., 1, E-mail: artyukhov@bio.vsu.ru
УФ-свет известен как потенциальный индуктор апоптоза в различных типах клеток. Однако молекулярные механизмы этого процесса и последовательность начальных этапов развития клеточной гибели в условиях облучения изучены далеко не полностью. Остаются открытыми вопросы, касающиеся выявления способов запуска различных путей реализации апоптоза в условиях воздействия УФ-света.
В связи с этим исследованы механизмы и последовательность этапов апоптоза лимфоцитов крови доноров в условиях воздействия УФ-света (240-390 нм) в дозах 151, 1510 и 4530 Дж/м2.
Установлено, что повышение уровня экспрессии рецепторов смерти (Fas-рецепторов, CD95) лимфоцитов через 4 и 5 часов после УФ-облучения связано не только с демаскированием ранее скрытых молекул Fas-рецепторов лифоцитарных мембран, но и с синтезом их новых молекул.
Обнаружено, что через 8 и 24 ч, 6 и 8 ч после облучения лимфоцитов соответственно в дозах 151 и 1510 Дж/м2 наблюдается статистически достоверное повышение уровня активности ключевой эффекторной каспазы-3 по отношению к таковому для немодифицированных клеток. После облучения лимфоцитов в дозе 3020 Дж/м2 и последующей инкубации клеток в течение 2, 4, 6 и 24 ч выявлено статистически достоверное снижение уровня функциональной активности каспазы-3 по отношению к контрольным образцам.
Установлено, что УФ-свет индуцирует фрагментацию ДНК лимфоцитов после 20 ч инкубации модифицированных клеток.
С использованием метода ДНК-комет выявлено, что повреждения ДНК (однонитевые разрывы) появляются сразу после УФ-облучения лимфоцитов в дозах 1510 и 3020 Дж/м2 (кометы типа С1) и достигают максимума через 6 ч после модификации клеток (кометы типов С2 и С3).
Установлено, что через 6 ч после воздействия УФ-света в дозах 1510 и 3020 Дж/м2 на лимфоциты происходит повышение уровня р53 в исследуемых клетках.
Выявлено, что облучение лимфоцитов в дозе 151 Дж/м2 приводит к статистически достоверному увеличению уровня функциональной активности теломеразы по сравнению в величиной исследуемого параметра нативных клеток. Шестичасовая инкубация облученных в дозе 151 Дж/м2 лимфоцитов сопровождается снижением уровня теломеразы по отношению к таковому для неинкубированных фотомодифицированных клеток. УФ-модификация лимфоцитов в дозе 1510 Дж/м2 приводит к снижению показателя активности теломеразы после облучения и шестичасовой инкубации лимфоцитарных клеток.
Обнаруженные нами повреждения ДНК и рост количества р53 в лимфоцитах после воздействия УФ-света в дозах 151 и 1510 Дж/м2 по сравнению с интактными клетками свидетельствуют о запуске р53-зависимого пути апоптоза. Белок р53 влияет как на рецепторопосредованный, так и на митохондриальный пути индукции апоптоза. Действуя на митохондриальный путь, р53 репрессирует транскрипцию антиапоптозного белка Bcl-2 и активирует транскрипцию проапоптозных белков Bax, Noxa, p53AIP1 и Puma. Кроме того, р53 активирует транскрипцию гена APAF1, повышает чувствительность клеток к внешним проапоптозным факторам, стимулируя транскрипцию генов Fas (APO1) и KILLER/DR5.
Нами показано, что повышение уровня кальция в цитозоле фотомодифицированных в дозе 1510 Дж/м2 лимфоцитов обусловлено выходом Са2+ из внутриклеточных депо в результате активации компонентов фосфоинозитидного механизма передачи информации в клетку. Выдвинуто представление о взаимосвязи между изменением уровня кальция и инициацией программированной клеточной гибели лимфоцитов человека в условиях воздействия УФ-света.
Полученные результаты указывают на ведущую роль рецепторопосредованного (Fas-зависимого) каспазного и р53-зависимого путей в реализации апоптоза лимфоцитов, индуцированного воздействием УФ-света в дозах 151 и 1510 Дж/м2. В случае УФ-облучения лимфоцитов в дозе 3020 Дж/м2 можно предположить участие рецепторопосредованного без участия каспазы-3 (с участием каспазы-12), р53-зависимого и каспазонезависимого путей реализации программированной клеточной гибели.
Предложена схема возможных внутриклеточных событий, приводящих к апоптотической гибели лимфоцитов после их УФ-облучения.
MECHANISMS OF UV-INDUCED HUMAN LYMPHOCYTES APOPTOSIS
M. A.Nakvasina, V.G. Artyukhov, М.S. Trubitsyna, О.V. Lidohova
Voronezh State University, Voronezh, 394006 Russia, E-mail: artyukhov@bio.vsu.ru