mesЭкстремальная биомедицинаExtreme Medicine3033-89643033-8972Centre for Strategic Planning of the Federal Medical and Biological Agency10.47183/mes.2023.032mes-19Research ArticleОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕORIGINAL RESEARCHВлияние хронического облучения на концентрацию белка FOXP3 в лизатах митоген-стимулированных мононуклеаров кровиThe effect of chronic exposure on the FOXP3 concentration in lysates of the mitogen-stimulated mononuclear cellsКодинцеваЕ. А.KodintsevaE A.

Екатерина Александровна Кодинцева

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

Ekaterina A. Kodintseva

Vorovskogo, 68A, Chelyabinsk, 454141

ovcharova.cat@mail.ruАклеевА. А.AkleyevA. A.

Челябинск

Chelyabinsk

Уральский научно-практический центр радиационной медицины Федерального медико-биологического агентства; Челябинский государственный университетРоссияUrals Research Center for Radiation Medicine of Federal Medical and Biological Agency; Chelyabinsk State UniversityRussian FederationЮжно-Уральский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияSouth-Ural State Medical UniversityRussian Federation2023211020242533944Copyright © Кодинцева Е.А., Аклеев А.А., 20242024Кодинцева Е.А., Аклеев А.А.Kodintseva E.A., Akleyev A.A.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/19

Нарушения процессов дифференцировки и функционирования Treg могут быть одним из важнейших звеньев в патогенезе радиационноиндуцированных злокачественных новообразований у людей из когорты реки Течи, хронически облученных в диапазоне малых и средних доз с преимущественным поражением красного костного мозга (ККМ). Целью работы было определить влияние радиационного воздействия, пола, возраста на момент обследования и этнической принадлежности на концентрацию белка FOXP3 в лизатах митоген-стимулированных мононуклеарных клеток периферической крови у хронически облученных людей в период реализации канцерогенных эффектов. Основную группу составили 30 человек в возрасте 67–80 лет, среди них преобладали женщины и лица тюркской этнической группы. В группу сравнения вошли 10 необлученных человек аналогичного возраста, пола, этнической группы. В основной группе средняя доза облучения ККМ составила 867 мГр; тимуса и периферических лимфоидных органов — 125 мГр. После 24-часовой стимуляции ФГА in vitro мононуклеары лизировали, измеряли концентрацию общего белка и количественным иммуноферментным анализом — концентрацию FOXP3. Концентрация белка FOXP3 в митоген-стимулированных мононоуклеарах статистически значимо не различалась у людей из разных дозовых групп (до стимуляции: 0 пг/мл в группе сравнения и 3,50 ± 1,50 (0–27,19) пг/мл в основной группе при р = 0,349; после стимуляции, соответственно: 1,54 ± 1,51 (0–15,16) пг/мл и 9,71 ± 3,86 (0–77,92) пг/мл, р = 0,512). Вариабельность индивидуальных значений несколько выше у людей из основной группы, чем в группе сравнения. По предварительным результатам, статистически значимого влияния дозы облучения ККМ, тимуса и периферических лимфоидных органов, возраста на момент обследования, а также пола, этнической принадлежности на концентрацию белка FOXP3 в лизатах митоген-стимулированных мононоуклеаров периферической крови хронически облученных людей не выявлено.

Disruptions of the Treg differentiation and functioning processes can play one of the crucial roles in the pathogenesis of radiation-induced malignant neoplasms in residents of the Techa riverside villages, who were chronically exposed in the low-to-medium dose range with predominant damage to the red bone marrow (RBM). This study aimed to determine the effect of radiation exposure, gender, age at the time of examination, and ethnicity on concentration of FOXP3 protein in lysates of mitogen-stimulated peripheral blood mononuclear cells in chronically exposed individuals in the period of cancer effects development. The main group consisted of 30 people aged 67–80 years, predominantly female and Turks. The comparison group included 10 unexposed individuals of similar age, gender, and ethnicity. In the main group, the mean dose to RBM was 867 mGr, to the thymus and peripheral lymphoid organs — 125 mGr. After 24-hour in vitro PHA stimulation, mononuclears were lysed, and the concentrations of the total protein and FOXP3 (using quantitative enzyme immunoassay) were measured. Among the different dose groups, there were no significant differences in FOXP3 concentration in mitogen-stimulated mononuclears (prior to the stimulation: 0 pg/ml in the comparison group and 3.50 ± 1.50 (0–27.19) pg/ml in the main group at p = 0.349; after the stimulation, respectively: 1.54 ± 1.51 (0–15.16) pg/ml and 9.71 ± 3.86 (0–77.92) pg/ml, p = 0.512). The variability of individual values is slightly higher in the main group than in the comparison group. Preliminary results allow concluding that the dose to RBM, thymus and peripheral lymphoid organs, age at the time of examination, gender, and ethnicity have no statistically significant effect on the concentration of FOXP3 protein in the lysates of the mitogen-stimulated peripheral blood mononuclear cells of chronically exposed people.

хроническое радиационное воздействиерека Течавнутриклеточная концентрацияфактор транскрипции FOXP3мононуклеарные клетки периферической кровифитогемагглютининchronic radiation exposurethe Techa Riverintracellular concentrationFOXP3 transcription factorperipheral blood mononuclear cellsPhytohemagglutininНаучно-исследовательская работа выполнена в рамках государственного задания ФМБА России по теме «Состояние клеточного иммунитета человека в период реализации отдаленных эффектов хронического радиационного воздействия». Благодарности: заведующему отделом Базы данных «Человек» ФГБУН УНПЦ РМ ФМБА России Н. В. Старцеву за предоставленые данные, старшему лаборанту лаборатории молекулярно-клеточной радиобиологии Н. П. Литвиненко ФГБУН УНПЦ РМ ФМБА России за помощь в проведении эксперимента.ReferencesАклеев А. А. Иммунный статус человека в отдаленном периоде хронического радиационного воздействия. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2020; 4 (65): 29–35. DOI: 10.12737/1024-6177-2020-65-4-29-35.Akleev AA. Immunnyj status cheloveka v otdalennom periode xronicheskogo radiacionnogo vozdejstviya. Medicinskaya radiologiya i radiacionnaya bezopasnost'. 2020; 4 (65): 29–35. DOI: 10.12737/1024-6177-2020-65-4-29-35. Russian.Akleyev AV. Specific features of medical care provision to the population of the Techa riverside settlements. Journal of Radiological Protection. 2021; 41 (4): S342. DOI: 10.1088/1361-6498/ac0c02.Akleyev AV. Specific features of medical care provision to the population of the Techa riverside settlements. Journal of Radiological Protection. 2021; 41 (4): S342. DOI: 10.1088/1361-6498/ac0c02.Rybkina VL, Bannikova MV, Adamova GV, Dörr H, Scherthan H, Azizova TV. Immunological Markers of Chronic Occupational Radiation Exposure. Health Physics. 2018; 115 (1): 108–13. DOI: 10.1097/HP.0000000000000855.Rybkina VL, Bannikova MV, Adamova GV, Dörr H, Scherthan H, Azizova TV. Immunological Markers of Chronic Occupational Radiation Exposure. Health Physics. 2018; 115 (1): 108–13. DOI: 10.1097/HP.0000000000000855.Ozasa K, Cullings HM, Ohishi W, Hida A, Grant EJ. Epidemiological studies of atomic bomb radiation at the Radiation Effects Research Foundation. International Journal of Radiation Biology. 2019; 95 (7): 879–91. DOI: 10.1080/09553002.2019.1569778.Ozasa K, Cullings HM, Ohishi W, Hida A, Grant EJ. Epidemiological studies of atomic bomb radiation at the Radiation Effects Research Foundation. International Journal of Radiation Biology. 2019; 95 (7): 879–91. DOI: 10.1080/09553002.2019.1569778.Bazyka DA, Prysyazhnyuk AY, Gudzenko NA, Fuzik MM, Trotsyuk NK, Babkina NG, et al. Late oncological aftereffects of radiation exposure caused by the chornobyl accident. Probl Radiac Med Radiobiol. 2022; 27: 138–49. English, Ukrainian. DOI: 10.33145/2304-8336-2022-27-138-149.Bazyka DA, Prysyazhnyuk AY, Gudzenko NA, Fuzik MM, Trotsyuk NK, Babkina NG, et al. Late oncological aftereffects of radiation exposure caused by the chornobyl accident. Probl Radiac Med Radiobiol. 2022; 27: 138–49. English, Ukrainian. DOI: 10.33145/2304-8336-2022-27-138-149.Adliene D, Griciene B, Skovorodko K, Laurikaitiene J, Puiso J. Occupational radiation exposure of health professionals and cancer risk assessment for Lithuanian nuclear medicine workers. Environmental Research. 2020; 183: 109–44. DOI: 10.1016/j.envres.2020.109144.Adliene D, Griciene B, Skovorodko K, Laurikaitiene J, Puiso J. Occupational radiation exposure of health professionals and cancer risk assessment for Lithuanian nuclear medicine workers. Environmental Research. 2020; 183: 109–44. DOI: 10.1016/j.envres.2020.109144.Крестинина Л. Ю., Силкин С. С., Микрюкова Л. Д., Епифанова С. Б., Аклеев А. В. Риск заболеваемости солидными злокачественными новообразованиями в Уральской когорте аварийнооблученного населения: 1956–2017. Радиационная гигиена. 2020; 13 (3): 6–17. DOI: 10.21514/1998-426X-2020-13-3-6-17.Krestinina LYu, Silkin SS, Mikryukova LD, Epifanova SB, Akleev AV. Risk zabolevaemosti solidnymi zlokachestvennymi novoobrazovaniyami v Ural'skoj kogorte avarijno-obluchennogo naseleniya: 1956–2017. Radiacionnaya gigiena. 2020; 13 (3): 6–17. DOI: 10.21514/1998-426X-2020-13-3-6-17. Russian.Drozdovitch V. Radiation exposure to the thyroid after the chernobyl accident. Frontiers in Endocrinology (Lausanne). 2021 Jan [cited 2023 Apr 20]; 11: 569041. Available from: https://pubmed.ncbi. nlm.nih.gov/33469445/. DOI: 10.3389/fendo.2020.569041.Drozdovitch V. Radiation exposure to the thyroid after the chernobyl accident. Frontiers in Endocrinology (Lausanne). 2021 Jan [cited 2023 Apr 20]; 11: 569041. Available from: https://pubmed.ncbi. nlm.nih.gov/33469445/. DOI: 10.3389/fendo.2020.569041.Крестинина Л. Ю., Силкин С. С., Дегтева М. О., Аклеев А. В. Риск смерти от болезней системы кровообращения в Уральской когорте аварийно-облученного населения за 1950-2015 годы. Радиационная гигиена. 2019; 12 (1): 52–61. DOI: 10.21514/1998-426X-2019-12-1-52-61.Krestinina LYu, Silkin SS, Degteva MO, Akleev AV. Risk smerti ot boleznej sistemy krovoobrashheniya v Ural'skoj kogorte avarijnoobluchennogo naseleniya za 1950-2015 gody. Radiacionnaya gigiena. 2019; 12 (1): 52–61. DOI: 10.21514/1998-426X-2019-12-1-52-61. Russian.Аклеев А. А., Долгушин И. И. Особенности иммунного статуса у людей, перенесших хронический лучевой синдром, в отдалtнные сроки. Радиация и риск. 2018; 27 (2): 7666–85. DOI: 10.21870/0131-3878-2018-27-2-76-85.Akleev AA, Dolgushin II. Osobennosti immunnogo statusa u lyudej, perenesshih hronicheskij luchevoj sindrom, v otdalennye sroki. Radiaciya i risk. 2018; 27 (2): 7666–85. DOI: 10.21870/0131-3878-2018-27-2-76-85. Russian.Li C, Jiang P, Wei S, Xu X, Wang J. Regulatory T cells in tumor microenvironment: new mechanisms, potential therapeutic strategies and future prospects. Molecular Cancer. 2020 Jul [cited 2023 Apr 20]; 19 (1): 116. Available from: https://pubmed.ncbi. nlm.nih.gov/32680511/ DOI: 10.1186/s12943-020-01234-1.Li C, Jiang P, Wei S, Xu X, Wang J. Regulatory T cells in tumor microenvironment: new mechanisms, potential therapeutic strategies and future prospects. Molecular Cancer. 2020 Jul [cited 2023 Apr 20]; 19 (1): 116. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32680511/ DOI: 10.1186/s12943-020-01234-1.Ono M. Control of regulatory T–cell differentiation and function by T–cell receptor signalling and Foxp3 transcription factor complexes. Immunology. 2020; 160 (1): 24–37. DOI: 10.1111/imm.13178Ono M. Control of regulatory T–cell differentiation and function by T–cell receptor signalling and Foxp3 transcription factor complexes. Immunology. 2020; 160 (1): 24–37. DOI: 10.1111/imm.13178Bending D, Paduraru A, Ducker CB, Prieto Martin P, Crompton T, Ono M. A temporally dynamic Foxp3 autoregulatory transcriptional circuit controls the effector Treg programme. EMBO Journal. 2018 Aug [cited 2023 Apr 20]; 37: e99013. Available from: https://pubmed. ncbi.nlm.nih.gov/29991564/. DOI: 10.15252/embj.201899013.Bending D, Paduraru A, Ducker CB, Prieto Martin P, Crompton T, Ono M. A temporally dynamic Foxp3 autoregulatory transcriptional circuit controls the effector Treg programme. EMBO Journal. 2018 Aug [cited 2023 Apr 20]; 37: e99013. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29991564/. DOI: 10.15252/embj.201899013Ohue Y, Nishikawa H. Regulatory T (Treg) cells in cancer: Can Treg cells be a new therapeutic target? Cancer Science. 2019; 110 (7): 2080–9. DOI:10.1111/cas.14069.Ohue Y, Nishikawa H. Regulatory T (Treg) cells in cancer: Can Treg cells be a new therapeutic target? Cancer Science. 2019; 110 (7): 2080–9. DOI:10.1111/cas.14069.Emel S, Mehmet S. Epigenetical targeting of the FOXP3 gene by S-adenosylmethionine diminishes the suppressive capacity of regulatory T cells ex vivo and alters the expression profiles. Journal of Immunotherapy. 2019; 42 (1): 11–22. DOI: 10.1097/CJI.0000000000000247.Emel S, Mehmet S. Epigenetical targeting of the FOXP3 gene by S-adenosylmethionine diminishes the suppressive capacity of regulatory T cells ex vivo and alters the expression profiles. Journal of Immunotherapy. 2019; 42 (1): 11–22. DOI: 10.1097/CJI.0000000000000247.Beauford SS, Kumari A, Garnett-Benson C. Ionizing radiation modulates the phenotype and function of human CD4+ induced regulatory T cells. BMC Immunology. 2020 Apr [cited 2023 Apr 20]; 21 (1): 18. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm. nih.gov/32299365/ DOI: 10.1186/s12865-020-00349-w, DOI: 10.1186/s12865-020-00363-y.Beauford SS, Kumari A, Garnett-Benson C. Ionizing radiation modulates the phenotype and function of human CD4+ induced regulatory T cells. BMC Immunology. 2020 Apr [cited 2023 Apr 20]; 21 (1): 18. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32299365/ DOI: 10.1186/s12865-020-00349-w, DOI: 10.1186/s12865-020-00363-y.Дегтева М. О., Напье Б. А., Толстых Е. И., Шишкина Е. А., Бугров Н. Г., Крестинина Л. Ю. и др. 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 MО, Napier BА, Tolstykh EI, Shishkina EA, Bougrov NG, Krestinina LYu, i dr. Raspredelenie individual'nyh doz v kogorte lyudej, obluchennyh v rezul'tate radioaktivnogo zagryazneniya reki Techi. Medicinskaya radiologiya i radiacionnaya bezopasnost'. 2019; 64 (3): 46–53. DOI: 10.12737/article_5cf2364cb49523.98590475. Russian.Кишкун А. А. Клиническая лабораторная диагностика: учебное пособие. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2019; 1000 с.Kishkun AA. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika: uchebnoe posobie. M.: GEhOTAR-Media, 2019; 1000 s. Russian.Клаус Дж., редактор. Лимфоциты: методы. М.: Мир, 1990; 395 с.Klaus Dzh, redaktor. Limfocity: metody. M.: Mir, 1990; 395 s. Russian.Слепов Ю. К., Лаушкин М. А., Деев Р. В. Гипотеза о роли иммунной системы в канцерогенезе. Гены & Клетки. 2021; 16 (1): 82–91. DOI: 10.23868/202104013.Slepov YuK, Laushkin MA, Deev RV. Gipoteza o roli immunnoj sistemy v kancerogeneze. Geny & Kletki. 2021; 16 (1): 82–91. DOI: 10.23868/202104013. Russian.Кодинцева Е. А., Аклеев А. А., Блинова Е. А. Цитокиновый профиль лиц, подвергшихся хроническому радиационному воздействию, в отдаленные сроки после облучения. Радиационная биология. Радиоэкология. 2021; 5 (61): 506–14. DOI: 10.31857/S0869803121050076.Kodintseva ЕА, Akleyev АА, Blinova ЕА. Citokinovyj profil' lic, podvergshihsya hronicheskomu radiacionnomu vozdejstviyu, v otdalennye sroki posle oblucheniya. Radiacionnaya biologiya. Radioehkologiya. 2021; 5 (61): 506–14. DOI: 10.31857/S0869803121050076. Russian.Sakaguchi S, Mikami N, Wing JB, Tanaka A, Ichiyama K, Ohkura N. Regulatory T cells and human disease. Annual Review of Immunology. 2020; 38: 541–66. DOI: 10.1146/annurevimmunol-042718-041717.Sakaguchi S, Mikami N, Wing JB, Tanaka A, Ichiyama K, Ohkura N. Regulatory T cells and human disease. Annual Review of Immunology. 2020; 38: 541–66. DOI: 10.1146/annurevimmunol-042718-041717.Toker A, Ohashi PS. Expression of costimulatory and inhibitory receptors in FoxP3(+) regulatory T cells within the tumor microenvironment: implications for combination immunotherapy approaches. Advances in Cancer Research. 2019; 144: 193– 261. DOI: 10.1016/bs.acr.2019.05.001.Toker A, Ohashi PS. Expression of costimulatory and inhibitory receptors in FoxP3(+) regulatory T cells within the tumor microenvironment: implications for combination immunotherapy approaches. Advances in Cancer Research. 2019; 144: 193– 261. DOI: 10.1016/bs.acr.2019.05.001.Campbell C, Rudensky A. Roles of regulatory T cells in tissue pathophysiology and metabolism. Cell Metabolism. 2020; 31: 18–25. DOI: 10.1016/j.cmet.2019.09.010.Campbell C, Rudensky A. Roles of regulatory T cells in tissue pathophysiology and metabolism. Cell Metabolism. 2020; 31: 18–25. DOI: 10.1016/j.cmet.2019.09.010.Cuadrado E, van den Biggelaar M, de Kivit S, Chen YY, Slot M, Doubal I, Meijer A, van Lier RAW, Borst J, Amsen D. Proteomic analyses of human regulatory T cells reveal adaptations in signaling pathways that protect cellular identity. Immunity. 2018; 48: 1046–6. DOI: 10.1016/j.immuni.2018.04.008.Cuadrado E, van den Biggelaar M, de Kivit S, Chen YY, Slot M, Doubal I, Meijer A, van Lier RAW, Borst J, Amsen D. Proteomic analyses of human regulatory T cells reveal adaptations in signaling pathways that protect cellular identity. Immunity. 2018; 48: 1046–6. DOI: 10.1016/j.immuni.2018.04.008.Sullivan JA, Tomita Y, Jankowska-Gan E, Lema DA, Arvedson MP, Nair A et al. Treg-cell-derived IL-35-coated extracellular vesicles promote infectious tolerance. Cell Reports. 2020; 30: 1039–51. DOI: 10.1016/j.celrep.2019.12.081.Sullivan JA, Tomita Y, Jankowska-Gan E, Lema DA, Arvedson MP, Nair A et al. Treg-cell-derived IL-35-coated extracellular vesicles promote infectious tolerance. Cell Reports. 2020; 30: 1039–51. DOI: 10.1016/j.celrep.2019.12.081.Sawant DV, Yano H, Chikina M, Zhang Q, Liao M, Liu C et al. Adaptive plasticity of IL-10(+) and IL-35(+) Treg cells cooperatively promotes tumor T cell exhaustion. Nature Immunology. 2019; 20: 724–35. DOI: 10.1038/s41590-019-0346-9.Sawant DV, Yano H, Chikina M, Zhang Q, Liao M, Liu C et al. Adaptive plasticity of IL-10(+) and IL-35(+) Treg cells cooperatively promotes tumor T cell exhaustion. Nature Immunology. 2019; 20: 724–35. DOI: 10.1038/s41590-019-0346-9.Muroyama Y, Nirschl TR, Kochel CM, Lopez-Bujanda Z, Theodros D, Mao W, et al. Stereotactic Radiotherapy Increases Functionally Suppressive Regulatory T Cells in the Tumor Microenvironment. Cancer Immunology Research. 2017; 5 (11): 992–1004. DOI: 10.1158/2326-6066.Muroyama Y, Nirschl TR, Kochel CM, Lopez-Bujanda Z, Theodros D, Mao W, et al. Stereotactic Radiotherapy Increases Functionally Suppressive Regulatory T Cells in the Tumor Microenvironment. Cancer Immunology Research. 2017; 5 (11): 992–1004. DOI: 10.1158/2326-6066.

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