Биофизика и биохимия
Повреждение ДНК спленоцитов мышей при воздействии вторичного излучения, формирующегося при прохождении пучка 650 МэВ протонов через бетонную преграду
Т.М.Блохина1,2, А.А.Иванов1,3,4, Н.Ю.Воробьева1,2, Е.И.Яшкина1,2, О.В.Никитенко1,3, Т.М.Бычкова1,3, А.Г.Молоканов4, Г.Н.Тимошенко4, А.Ю.Бушманов1, А.С.Самойлов1, А.Н.Осипов1,2 - 154-159
1ГНЦ РФ — Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И.Бурназяна ФМБА России, Москва, РФ; 2Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н.Семёнова РАН, Москва, РФ; 3ФГБУ ГНЦ РФ — Институт медико-биологических проблем РАН, Москва, РФ; 4Объединённый институт ядерных исследований, Дубна, РФ
Определяли долю спленоцитов с высоким уровнем двунитевых разрывов ДНК у мышей, подвергавшихся воздействию первичного и вторичного излучения, образующегося при прохождении пучка 650 МэВ протонов через бетонную преграду толщиной 20, 40 и 80 см. Для оценки доли спленоцитов с высоким уровнем двунитевых разрывов ДНК использовали проточно-цитометрический анализ γH2AX+ и ТUNEL+ клеток. Бетонная защита позволяет существенно снизить поток первичного протонного излучения, с увеличением толщины этой преграды уменьшая выраженность негативных биологических эффектов у мышей, облучаемых в центре пучка. Однако с увеличением толщины преграды с 20 до 80 см и расстояния от центральной оси пучка с 0 до 20 см существенно меняется спектр вторичного излучения и увеличивается доля нейтронной компоненты, что также вызывает негативные биологические эффекты, выражающиеся в значимом (р<0.05) повышении доли спленоцитов с высоким уровнем повреждения ДНК у мышей, облучаемых на расстоянии 20 см от центра пучка и получающих относительно низкие дозы первичного излучения (0.10-0.17 Гр).
Ключевые слова: двунитевые разрывы ДНК; апоптоз; спленоциты мышей; протоны; вторичное ионизирующее излучение
Адрес для корреспонденции: andreyan.osipov@gmail.com Осипов А.Н.
DOI: 10.47056/0365-9615-2022-174-8-154-159
DNA damage in splenocytes of mice exposed to secondary radiation created by 650 MeV protons bombarded a concrete shielding barrier
T. M. Blokhina1,2, A. A. Ivanov1,3,4, N. Yu. Vorob'eva1,2, E. I. Yashkina1,2, O. V. Nikitenko1,3, T. M. Bychkova1,3, A. G. Molokanov4, G. N. Timoshenko4, A. Yu. Bushmanov1, A. S. Samoilov1, and A. N. Osipov1,2
1A. I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center, Federal Medical-Biological Agency, Moscow, Russia; 2N. N. Semenov Federal Research Center of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; 3Institute of Biomedical Problems, State Research Center, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; 4United Institute of Nuclear Research, Dubna, Russia
In this study the proportion of splenocytes with a high level of DNA double-strand breaks was determined in mice exposed to secondary radiation created by 650 MeV protons bombarded a concrete barrier 20, 40, and 80 cm thick. Flow cytometric analysis of γH2AX+ and TUNEL+ cells was used to assess the proportion of splenocytes with a high level of DNA double-strand breaks. It is shown that the concrete shielding can significantly reduce the flux of primary proton radiation, with an increase in the thickness of this barrier, reducing the severity of negative biological effects in mice irradiated in the center of the proton bunch. However, with an increase in the barrier thickness from 20 to 80 cm and a distance from the bunch center from 0 to 20 cm, the spectrum of secondary radiation changes significantly and the proportion of the neutron component increases, which also causes negative biological effects, expressed in a statistically significant (p<0.05) increased percentage of splenocytes with a high level of DNA damage in mice irradiated at a distance of 20 cm from the center of the proton bunch and receiving relatively low doses (0.10-0.17 Gy).
Key Words: DNA double-strand breaks; apoptosis; mouse splenocytes; protons; secondary ionizing radiation