mesЭкстремальная биомедицинаExtreme Medicine3033-89643033-8972Centre for Strategic Planning of the Federal Medical and Biological Agency10.47183/mes.2021.023mes-139Research ArticleОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕORIGINAL RESEARCHПул гемопоэтических стволовых клеток в периферической крови хронически облученных лиц в отдаленном периодеPeripheral blood hematopoietic stem cell pool in individuals chronically exposed to radiation over a long-term periodКотиковаА. И.KotikovaA. I.

Алиса Игоревна Котикова

ул. Воровского, д. 68, корп. А, г. Челябинск, 454141

Alisa I. Kotikova

Vorovskogo, 68, korp. А, Chelyabinsk, 454141

kotikovaalisa@gmail.comБлиноваЕ. А.BlinovaЕ. А.

ул. Воровского, д. 68, корп. А, г. Челябинск, 454141

Vorovskogo, 68, korp. А, Chelyabinsk, 454141

АклеевА. В.AkleyevA. V.

ул. Воровского, д. 68, корп. А, г. Челябинск, 454141

Vorovskogo, 68, korp. А, Chelyabinsk, 454141

Уральский научно-практический центр радиационной медицины Федерального медико-биологического агентства; Челябинский государственный университетРоссияUral Research Center for Radiation Medicine; Chelyabinsk State UniversityRussian Federation202126102024233510Copyright © Котикова А.И., Блинова Е.А., Аклеев А.В., 20242024Котикова А.И., Блинова Е.А., Аклеев А.В.Kotikova A.I., Blinova Е.А., Akleyev A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.extrememedicine.ru/jour/article/view/139

У жителей прибрежных сел реки Течи, подвергавшихся хроническому радиационному воздействию, отмечают изменения клеточного состава периферической крови в отдаленном периоде, что может быть следствием структурных и функциональных нарушений в пуле гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) и клеток-предшественников. Целью работы было оценить количественные характеристики пула CD34+-клеток периферической крови у хронически облученных лиц в отдаленном периоде. Через 60 лет после начала облучения обследовано 153 человека, которых разделили на четыре группы: лиц, облученных в период внутриутробного и постнатального развития (средняя поглощенная постнатальная доза составила 570 мГр); лиц, облученных только постнатально (средняя поглощенная постнатальная доза составила 790 мГр), а также две группы сравнения, в которых поглощенные постнатальные дозы облучения красного костного мозга (ККМ) не превышали 70 мГр. Оценку абсолютного и относительного количества CD34+-клеток в периферической крови у хронически облученных лиц проводили методом проточной цитометрии. В группе лиц, облученных в период внутриутробного и постнатального развития, не выявлено изменение количества CD34+-клеток относительно группы сравнения, возрастная зависимость также не зарегистрирована. При этом отмечено значимое снижение абсолютного количества ГСК и клеток-предшественников с увеличением дозы облучения ККМ. В группе лиц, облученных только постнатально, обнаружено значимое увеличение показателей CD34+-клеток периферической крови относительно группы сравнения (для абсолютного количества p = 0,004; для относительного — p = 0,009), отмечено дозозависимое увеличение ГСК и клеток-предшественников в периферической крови (для абсолютного количества p = 0,02; для относительного — p = 0,03), при этом зарегистрировано снижение данного типа клеток с возрастом (для абсолютного количества р = 0,02, для относительного — p = 0,04).

Changes in the peripheral blood cellular composition were observed in the long term period in the residents of the Techa riverside villages chronically exposed to radiation, which may be the consequence of structural and functional disorders in the pool of hematopoietic stem cells (HSC) and progenitor cells. Therefore, the study was aimed to quantify peripheral blood CD34+ cell pool in individuals chronically exposed to radiation over a long-term period. Sixty years after the onset of exposure, a total of 153 individuals were examined, who were divided into four groups: individuals exposed in utero and postnatally (the average postnatal absorbed dose was 570 mGy); individuals exposed only postnatally (the average postnatal absorbed dose was 790 mGy), and two comparison groups, in which the average postnatal absorbed dose to red bone marrow did not exceed 70 mGy. Absolute and relative peripheral blood CD34+ cell counts in chronically exposed individuals were assessed by flow cytometry. No changes in CD34+ cell counts compared to comparison group were revealed in the group of individuals exposed in utero and postnatally; no age-related changes were registered as well. However, a significant decline in absolute HSC and progenitor cell counts with increased absorbed dose to red bone marrow was observed. In the group of individuals exposed only postnatally, there was a significant increase in peripheral blood CD34+ cell counts compared to comparison group (p = 0.004 for absolute cell count; p = 0.009 for relative cell count), dose-dependent increase in peripheral blood HSC and precursor cell counts (p = 0.02 for absolute cell count; p = 0.03 for relative cell count), along with age-related decline in these cells’ counts (р = 0.02 for absolute cell count; p = 0.04 for relative cell count).

гемопоэтические стволовые клеткихроническое облучениеотдаленные эффектыпериферическая кровьпроточная цитометрияhematopoietic stem cellschronic exposurelate effectsperipheral bloodflow cytometryИсследование выполнено в рамках государственного задания «Состояние клеточного иммунитета человека в период реализации отдаленных эффектов хронического радиационного воздействия» (код 27.002.20.800).The study was carried out within the framework of the State assignment “Human Cell-Mediated Immunity During Realization of Chronic Radiation Exposure Late Effects” (code 27.002.20.800).ReferencesАклеев А. В. и др., редакторы. Последствия радиоактивного загрязнения реки Течи. Федеральное медико-биологическое агентство, Уральский научно-практический центр радиационной медицины.Челябинск, 2016; 390 с.Akleyev AV, et al., editors. Consequences of radioactive contamination of the Techa River. Federal Medical and Biological Agency, Ural Research Center for Radiation Medicine. Chelyabinsk, 2016; 390 p. Russian.ICRP Statement on tissue reactions. Early and late effects of radiation in normal tissues and organs — threshold doses for tissue reactions in a radiation protection context. ICRP Publication 118. Ann ICRP. 2012; 41 (1/2); 322 p.ICRP Statement on tissue reactions. Early and late effects of radiation in normal tissues and organs — threshold doses for tissue reactions in a radiation protection context. ICRP Publication 118. Ann ICRP. 2012; 41 (1/2); 322 p.Аклеев А. А. Иммунный статус человека в отдаленном периоде хронического радиационного воздействия. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2020; 65 (4): 29–35. DOI: 10.12737/1024-6177-2020-65-4-29-35.Akleyev AA. Immune status of a man long after chronic radiation exposure. medical radiology and radiation safety. 2020; 65 (4): 29–35. DOI: 10.12737/1024-6177-2020-65-4-29-35. Russian.Варфоломеева Т. А., Аклеев А. А., Мандрыкина А. С. Показатели гомеостаза в отдаленном периоде у лиц, подвергшихся хроническому облучению на Южном Урале. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2016; 61 (2): 39–45.Varfolomeyeva TA, Akleyev AA, Mandrykina AS. The characteristics of homeostasis in individuals chronically exposed to radiation in the South Urals at late time after exposure. Medical Radiology and Radiation Safety. 2016; 61 (2): 39–45. Russian.Дегтева М. О., Напье Б.А., Толстых Е.И., Шишкина Е. А., Бугров Н. Г., Крестинина Л. Ю., Аклеев А. В. Распределение индивидуальных доз в когорте людей, облученных в результате радиоактивного загрязнения реки Течи. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019; 64 (3): 46–53. DOI: 10.12737/article_5cf2364cb49523.98590475.Degteva MO, Napier BA, Tolstykh EI, Shishkina EA, Bougrov NG, Krestinina LYu, Akleyev AV. Individual dose distribution in cohort of people exposed as a result of radioactive contamination of the Techa river. Medical Radiology and Radiation Safety. 2019; 64 (3): 46–53. DOI: 10.12737/article_5cf2364cb49523.98590475. Russian.СанПин 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности (НРБ - 99/2009)». М., 2009; 225 с.SanPin 2.6.1.2523-09 "Standards of radiation safety (NRB - 99/2009)". M., 2009; 225p.Kato K, Omori A, Kashiwakura I. Radiosensitivity of human haematopoietic stem/progenitor cells. J Radiol Prot. 2013; 33 (1): 71–80. DOI:10.1088/0952-4746/33/1/71.Kato K, Omori A, Kashiwakura I. Radiosensitivity of human haematopoietic stem/progenitor cells. J Radiol Prot. 2013; 33 (1): 71–80. DOI:10.1088/0952-4746/33/1/71.Mauch P, Constine L, Greenberger J, et al. Hematopoietic stem cell compartment: acute and late effects of radiation therapy and chemotherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1995; 31 (5): 1319–39. DOI: 10.1016/0360-3016(94)00430-S.Mauch P, Constine L, Greenberger J, et al. Hematopoietic stem cell compartment: acute and late effects of radiation therapy and chemotherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1995; 31 (5): 1319–39. DOI: 10.1016/0360-3016(94)00430-S.Kato K, Kuwabara M, Kashiwakura I. The influence of gender- and age-related differences in the radiosensitivity of hematopoietic progenitor cells detected in steady-state human peripheral blood. J Radiat Res. 2011; 52 (3): 293–9. DOI: 10.1269/jrr.10142.Kato K, Kuwabara M, Kashiwakura I. The influence of gender- and age-related differences in the radiosensitivity of hematopoietic progenitor cells detected in steady-state human peripheral blood. J Radiat Res. 2011; 52 (3): 293–9. DOI: 10.1269/jrr.10142.Simonnet AJ, Nehmé J, Vaigot P, Barroca V, Leboulch P, Tronik-Le Roux D. Phenotypic and functional changes induced in hematopoietic stem/progenitor cells after gamma-ray radiation exposure. Stem Cells. 2009; 27 (6): 1400–9. DOI: 10.1002/stem.66.Simonnet AJ, Nehmé J, Vaigot P, Barroca V, Leboulch P, Tronik-Le Roux D. Phenotypic and functional changes induced in hematopoietic stem/progenitor cells after gamma-ray radiation exposure. Stem Cells. 2009; 27 (6): 1400–9. DOI: 10.1002/stem.66.Lorimore SA, Wright EG. Radiation-induced genomic instability and bystander effects: related inflammatory-type responses to radiation-induced stress and injury? A review. Int J Radiat Biol. 2003; 79 (1): 15–25.Lorimore SA, Wright EG. Radiation-induced genomic instability and bystander effects: related inflammatory-type responses to radiation-induced stress and injury? A review. Int J Radiat Biol. 2003; 79 (1): 15–25.Harfouche G, Martin MT. Response of normal stem cells to ionizing radiation: a balance between homeostasis and genomic stability. Mutat Res. 2010; 704 (1–3): 167–74. DOI: 10.1016/j.mrrev.2010.01.007.Harfouche G, Martin MT. Response of normal stem cells to ionizing radiation: a balance between homeostasis and genomic stability. Mutat Res. 2010; 704 (1–3): 167–74. DOI: 10.1016/j.mrrev.2010.01.007.Vozilova AV, Shagina NB, Degteva MO, Akleyev AV. Chronic radioisotope effects on residents of the Techa river (Russia) region: Cytogenetic analysis more than 50 years after onset of exposure. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2013; 756 (1–2): 115–18. DOI: 10.1016/j.mrgentox.2013.05.016.Vozilova AV, Shagina NB, Degteva MO, Akleyev AV. Chronic radioisotope effects on residents of the Techa river (Russia) region: Cytogenetic analysis more than 50 years after onset of exposure. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2013; 756 (1–2): 115–18. DOI: 10.1016/j.mrgentox.2013.05.016.Barber RC, Hardwick RJ, Shanks ME, et al. The effects of in utero irradiation on mutation induction and transgenerational instability in mice. Mutat Res. 2009; 664: 6–12. DOI: 10.1016/j.mrfmmm.2009.01.011.Barber RC, Hardwick RJ, Shanks ME, et al. The effects of in utero irradiation on mutation induction and transgenerational instability in mice. Mutat Res. 2009; 664: 6–12. DOI: 10.1016/j.mrfmmm.2009.01.011.Воротеляк Е. А., Васильев А. В., Терских В. В. Проблема дефиниции стволовой клетки. Цитология. 2019; 61 (1): 3–15. DOI: 10.1134/S0041377119010073.Vorotelyak EA, Vasiliev AV, Terskikh VV. The problem of stem cell definition. Cytology. 2019; 61 (1): 3–15. DOI: 10.1134/S0041377119010073.Kyoizumi S, Kubo Y, Misumi M, et al. Circulating hematopoietic stem and progenitor cells in aging atomic bomb survivors. Radiat Res. 2016; 185 (1): 69–76. DOI:10.1667/RR14209.1.Kyoizumi S, Kubo Y, Misumi M, et al. Circulating hematopoietic stem and progenitor cells in aging atomic bomb survivors. Radiat Res. 2016; 185 (1): 69–76. DOI:10.1667/RR14209.1.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.