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.