РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2012, том 52, № 3, с. 229-233
ОБЩАЯ РАДИОБИОЛОГИЯ
УДК [57+61]::539.1.04:612.017:599.323.45
ВЛИЯНИЕ РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННЫХ BYSTANDER ХЕМОСИГНАЛОВ МЫШЕЙ НА ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ В СЕЛЕЗЕНКЕ И ЛИМФАТИЧЕСКИХ УЗЛАХ ИНТАКТНЫХ
РЕЦИПИЕНТОВ © 2012 г. А. Н. Шарецкий1*, В. А. Харламов2, Б. П. Суринов1
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Медицинский радиологический научный центр" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, Обнинск 2Обнинский институт атомной энергетики — филиал Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ", Обнинск
Исследовали способность пострадиационных (4 Гр) bystander хемосигналов — летучих компонентов мочи облученных мышей — дистанционным образом модулировать гуморальный иммунный ответ на эритроциты барана в селезенке и подколенных лимфатических узлах интактных реципиентов. Показано, что экспозиция животных с пострадиационными летучими выделениями до введения антигена приводит к угнетению иммунного ответа в селезенке, но стимулирует его в лимфатических узлах. В случае воздействия летучих компонентов после введения антигена, как в селезенке, так и в лимфатических узлах наблюдается стимуляция иммунного ответа. Обсуждается вклад радиацион-но-индуцированной bystander хемосигнализации в пострадиационные изменения иммунной реактивности социально организованных животных.
Ионизирующее излучение, bystander эффект, летучие компоненты мочи, хемосигнализация, гуморальный иммунный ответ.
Радиационно-индуцированный эффект свидетеля (bystander эффект), т.е. распространение постлучевого ответа от облученных на интактные мишени, является актуальной проблемой современной радиобиологии [1—3]. Обычно bystander реакции рассматриваются как одно из проявлений эффекта малых доз (мГр, сГр) радиации [4]. Однако появляются публикации, в которых анализируется роль немишенных сигналов, обусловленных высокими и очень высокими дозами радиационного воздействий (выше 10 Гр) при лучевой терапии онкологических заболеваний [5].
Bystander эффект первоначально наблюдался в процессе межклеточных и межтканевых коммуникаций [1, 2, 4], а в дальнейшем был обнаружен и на межорганизменном уровне [6—12].
Ранее нами показано, что у лабораторных грызунов супрессия иммунной реактивности, обусловленная прямым воздействием ионизирующего облучения, сопровождается выделением дистанционно действующих bystander хемосигналов — летучих компонентов мочи (ЛК), которые снижают способность к гуморальному иммунному ответу в селезенке интактных реципиентов [6—12]. Присутствие даже одной облученной особи в
* Адресат для корреспонденции: 249036 Обнинск, Калужской обл., ул. Королева, 4, МРНЦ; e-mail: ansharetsky@mail.ru.
группе интактных угнетает у них иммунную реактивность [8, 9].
Известно, что структурно-функциональная организация селезенки и лимфатических узлов, обеспечивающих соответственно системную и локальную иммунную реактивность, существенно различается [13]. Можно предполагать, что и характер иммуномодуляции, индуцированной воздействием пострадиационных хемосигналов, в этих органах будет отличаться.
В настоящей работе представлены результаты сравнительного исследования влияния пострадиационных ЛК мышей, индуцированных ионизирующим облучением в сублетальной дозе на первичный тимусзависимый гуморальный иммунный ответ в селезенке и региональных лимфатических узлах интактных особей.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Работа выполнена на половозрелых мышах-самцах гибридах (СВА х С57ВЬ/6^1 с массой 25—30 г, полученных из питомника "Столбовая" и содержавшихся в условиях вивария на стандартном пищевом рационе при естественном световом режиме. Животных выдерживали не менее двух недель до начала эксперимента в одних и тех же стандартных полипропиленовых боксах. До-
230
ШАРЕЦКИИ и др.
Таблица 1. Иммунологические показатели (М ± т) у мышей, иммунизированных в различные сроки после экспозиции с пострадиационными летучими компонентами (ЛК)
Группа животных
Сроки иммунизации после экспозиции с ЛК, сут
Общее количество клеток, 1 х 106
Количество АОК, 1 х 103
Количество АОК на 106 ядросодержащих клеток
Селезенка
Контроль 1 157.0 ± 9.6 (100.0 ± 6.1) 261.0 ± 28.5 (100.0 ± 10.9) 1680.0 ± 160.0 (100.0 ± 9.5)
Опыт 135.0 ± 10.0 (86.0 ± 6.4) 184.0 ± 16.0* (71.0 ± 6.1) 1430.0 ± 231.0 (85.0 ± 13.8)
Контроль 3 158.0 ± 7.0 (100.0 ± 4.4) 143.0 ± 24.0 (100.0 ± 16.8) 903.0 ± 133.0 (100.0 ± 14.7)
Опыт 97.0 ± 19.0* (61.0 ± 12.0) 76.0 ± 2.9* (53.0 ± 2.0) 626.0 ± 49.0 (69.0 ± 5.4)
Контроль 7 123.0 ± 15.0 (100.0 ± 12.2) 75.0 ± 17.0 (100.0 ± 22.7) 605.0 ± 139.0 (100.0 ± 23.0)
Опыт 108.0 ± 11.0 (88.0 ± 8.9) 122.0 ± 25.0 (163.0 ± 33.0) 1110.0 ± 225.0 (183.0 ± 37.2)
Лимфатические узлы
Контроль 1 3.8 ± 0.6 (100.0 ± 15.8) 1.03 ± 0.09 (100.0 ± 8.7) 297.0 ± 32.0 (100.0 ± 10.8)
Опыт 6.0 ± 0.5* (158.0 ± 13.2) 2.48 ± 0.3* (241.0 ± 29.1) 389.0 ± 12.0* (131.0 ± 4.0)
Контроль 3 5.4 ± 0.7 (100.0 ± 13.0) 0.68 ± 0.05 (100.0 ± 7.4) 159.0 ± 22.0 (100.0 ± 13.8)
Опыт 5.5 ± 0.4 (102.0 ± 7.4) 0.78 ± 0.06 (115.0 ± 8.8) 134.0 ± 10.0 (84.0 ± 6.3)
Примечание. Здесь и в табл. 2: *р < 0.05 в сравнении с контролем; в скобках — % к контролю.
норами ЛК служили мыши (5 особей в группе), тотально облученные у-лучами 60Со на установке "Луч-1" в дозе 4 Гр с мощностью дозы 9.5 мГр/с, или интактные мыши (контроль).
Образцы мочи, содержащие исследуемые ЛК, получали от интактных животных или через 3 сут после воздействия радиации. Для этого использовали бумажные подстилки (лист фильтровальной бумаги), которые помещали на 1 сут под дополнительное сетчатое дно модифицированных боксов для содержания животных. Подстилки, впитавшие в течение суток мочу интактных (контроль) или облученных мышей-доноров, переносили в боксы с интактными реципиентами (по 7 особей в группе) также под сетчатое дно. Через различные сроки после экспозиции с ЛК или до нее для индукции системного гуморального иммунного ответа (селезенка) реципиентам вводили эритроциты барана (ЭБ) в дозе 1 х 108 клеток в 0.2 мл физиологического раствора внутрибрю-шинно. Для индукции локального иммунного ответа (лимфатический узел) тот же антиген вводили по 5 х 107 клеток в 0.05 мл физиологического раствора под апоневротическую пластинку лап задних конечностей. Через 4 сут после иммунизации селезенку и подколенные лимфатические узлы гомогенизировали в среде 199 и определяли общее число клеток (клеточность) и число анти-телообразующих клеток (АОК) методом Каннин-гема. Достоверность отличий оценивали с помощью ¿-критерия Стьюдента. Результаты воспроизводились в трех независимых экспериментах.
РЕЗУЛЬТАТЫ
После прямого воздействия на мышей ионизирующей радиации в дозе 4 Гр в течение достаточно длительного срока наблюдения (1—2 мес) жизнеспособность животных не изменялась. Вместе с тем в случае иммунизации мышей через 3 сут после облучения (разгар лучевого поражения иммунной системы) имела место глубокая иммуносупрессия. При этом в селезенке наблюдалось снижение клеточности, численности АОК, количества АОК на 106 ядросодержащих клеток соответственно до 54.0 ± 1.4, 5.2 ± 0.9 и 15.2 ± 3.3% относительно контроля, а в подколенных лимфатических узлах снижение клеточности до 44.7 ± 2.6% и полное отсутствие АОК.
Для оценки чувствительности предшественников клеток, участвующих в тимусзависимом гуморальном иммунном ответе, к ольфакторному воздействию пострадиационных хемосигналов мышей экспонировали с образцами мочи интакт-ных (контроль) или облученных доноров, а затем через 1, 3 или 7 сут иммунизировали ЭБ.
Как следует из табл. 1, при иммунизации мышей ЭБ через 1 сут после экспозиции с пострадиационными ЛК в селезенке наблюдалось некоторое снижение численности АОК (до 71.0 ± 6.1% относительно контроля, р < 0.05), которое не сопровождалось изменением клеточности органа. При иммунизации животных через 3 сут после экспозиции с ЛК численность АОК уменьшилась до 53.0 ± 2.0%, а клеточность до 61.0 ± 12.0%. Через 7 сут после экспозиции с ЛК исследуемые показатели не отличались от контроля. Во все сроки наблюдения количество АОК в пересчете на
Таблица 2. Иммунологические показатели (М± т) у мышей, экспонированных с пострадиационными летучими компонентами (ЛК) в течение третьих суток после иммунизации
Группа животных Общее количество клеток, 1 х 106 Количество АОК, 1 х 103 Количество АОК на 106 ядросодержащих клеток
Селезенка
Контроль 139.0 ± 5.3 (100.0 ± 3.8) 26.6 ± 2.6 (100.0 ± 9.8) 186.0 ± 19.0 (100.0 ± 10.2)
Опыт 153.0 ± 4.2 (110.0 ± 3.0) 36.5 ± 2.6* (137.0 ± 9.8) 243.0 ± 14.0* (131.0 ± 7.5)
Лимфатические узлы
Контроль 2.9 ± 0.4 (100.0 ± 13.8) 0.52 ± 0.02 (100.0 ± 3.8) 154.0 ± 14.0 (100.0 ± 9.0)
Опыт 2.5 ± 0.2 (86.0 ± 6.9) 1.01 ± 0.14* (194.0 ± 26.9) 427.0 ± 64.0* (277.0 ± 42.0)
106 ядросодержащих клеток оставалось без изменения.
В лимфатических узлах мышей, иммунизированных ЭБ через 1 сут после экспозиции с пострадиационными ЛК, клеточность, численность АОК, количество АОК на 106 ядросодержащих клеток и увеличились до 158.0 ± 13.2, 241.0 ± 29.1 и 131.0 ± 4.0% соответственно. В случае иммунизации животных через 3 сут после экспозиции с ЛК исследуемые показатели не отличались от контроля.
Для определения чувствительности продуктивной фазы антителогенеза к эффекту пострадиационных хемосигналов реципиентов сначала иммунизировали ЭБ, а затем через 2 сут экспонировали с ЛК интактных (контроль) или облученных доноров. Показано (табл. 2), что экспозиция иммунизированных мышей с пострадиационными ЛК увеличивает в селезенке и лимфатических узлах реципиентов численность АОК относительно контроля соответственно до 137.0 ± 9.8 и 131.0 ± 7.5%, а количество АОК на 106 ядросодержащих клеток - до 194.0 ± 26.9 и 277.0 ± 42.0%. Клеточность селезенки и лимфатических узлов при этом не изменялась.
ОБСУЖДЕНИЕ
В условиях эксперимента bystander хемосигна-лы, представленные ЛК мочи облученных мышей, через активацию обонятельного анализатора интактных реципиентов, по-видимому, инициируют в организме продукцию биологически активных факторов, в то
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.