ИССЛЕДОВАНИЕ АПОПТОЗА ТИМОЦИТОВ, ИНДУЦИРОВАННОГО КОРОТКОВОЛНОВЫМ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ОБЛУЧЕНИЕМ

Афанасьев В. Н., Долгачев И. А., Николаева Н. Н., Лонская И. А., Печатников В. А.
Институт биофизики клетки РАН, 142292 Пущино;
Мы исследовали действие УФ-излучения с длиной волны 254 нм в диапазоне доз от 0,1 до 1000 Дж/м2. Объектом служила суспензия одиночных тимоцитов, полученная из крыс семейства Wistar, и культивировавшаяся in vitro в стандартных условиях. Погибающие клетки регистрировали методом проточной цитометрии по наличию в них деградированной ДНК и окрашиваемости флуоресцентными суправитальными красителями. УФ-излучение в диапазоне 2 - 200 Дж/м2 вызывает апоптоз тимоцитов, причем зависимость носит выраженный колоколообразный характер с максимумом на 20 Дж/м2 (более 90% погибших клеток). Дозы от 200 Дж/м2 и выше подавляли до контрольного уровня апоптоз, индуцированный как самим УФ, так и другими агентами (ионизирующим излучением, дексаметазоном и др.). Показано, что для реализации такого двойственного эффекта УФ необходима активация протеинкиназы С. По нашим данным, УФ-ответ тимоцитов, вероятно, не требует изменения внутриклеточной концентрации Са2+, по крайней мере, на начальном этапе и, следовательно, активируется Са-независимой формой протеинкиназы С. Известно, что некоторые изоформы этого фермента участвуют в активации транскрипционных факторов. Ингибиторный анализ показал, что протеин тирозин-киназы, кальмодулин, фосфолипаза А2, циклооксигеназа, липоксигеназа, Н-8-зависимые протеинкиназы и перекисное окисление липидов не участвуют в УФ-ответе тимоцитов, что, очевидно, не исключает участия других систем внутриклеточной сигнализации в этом процессе. Наши и литературные данные свидетельствуют, что наиболее вероятной причиной, инициирующей цепь событий, приводящих к апоптозу тимоцитов, является возникновение повреждений ДНК в процессе облучения. Реализация апоптоза требует активации транскрипции ДНК и синтеза белка de novo, т.к. ингибируется актиномицином Д и циклогексимидом. В то же время, эти ингибиторы не влияли на способность больших доз УФ-излучения подавлять апоптоз. Можно предположить, что в этом случае чрезмерное количество долго репарируемых повреждений ДНК блокирует своевременную транскрипцию генов, ответственных за реализацию апоптоза, даже если происходит активация соответствующих транскрипционных факторов. Это приводит в конечном итоге к наблюдаемой нами гибели клеток по типу некроза в поздние сроки после облучения. Часть УФ-индуцируемых генов, вероятно, контролирует синтез белков, ответственных как за продукцию, так и за утилизацию активных форм кислорода в клетке. Активация этих генов приводит к окислительному стрессу, повреждению митохондрий и далее - к деградации хроматина, что наблюдается нами при УФ-облучении. Добавление к тимоцитам N-ацетил-L-цистеина, поддерживающего необходимый уровень эндогенного глутатиона, стабилизирует концентрацию активных форм кислорода и полностью предотвращает апоптоз во всем исследованном диапазоне доз УФ. В докладе приводится и обсуждается возможная схема последовательности внутриклеточных событий, приводящих к апоптозу УФ-облученых тимоцитов крыс.