Феномен деградации ДНК тимоцитов

Во многих работах отечественных и зарубежных авторов сообщалось о феномене деградации ДНК тимоцитов после облучения, возникновении после облучения «вторичных» повреждений и в других клетках. Такое явление наблюдали, в частности, Кантер и Швартц (1980) на культивируемых опухолевых клетках человека — двух линиях клеток, происходящих из трансформированных Т-лимфоцитов, и клетках линии HeLa. Однако для индукции деградации клетки нужно было облучить в относительно больших дозах первые две линии в дозе 10 Гр, a HeLa даже в дозе 80 Гр. Во всех случаях эффект деградации был максимальным через 8—12 ч после облучения. В тимоцитах отсроченную деградацию ДНК после облучения наблюдали обычно через 2 ч после облучения, и эффект был выражен в максимальной степени через 6 ч после облучения. Различия в кинетике деградации ДНК после облучения, обнаруживаемые при сравнении ДНК культивируемых in vitro опухолевых клеток Т-клеточного происхождения, и тимоцитов крыс может определяться несколькими неальтернативными причинами.

Во-первых, в исследованных опухолевых клетках «программа деградации» ДНК может быть в той или иной степени репрессирована. Такое предположение согласуется с тем, что одно из основных свойств опухолевых клеток — наличие у них практически бесконечного митотического потенциала, тогда как у нормальных клеток даже относительно долгоживущих млекопитающих такой потенциал, вероятно, лимитирован 50—100 удвоениями. Причем такое биологическое различие между нормальными и опухолевыми клетками как раз и может быть объяснено различием стабиль-ностей их геномов.

Во-вторых, геном клеток человека может быть более устойчивым, как к спонтанной, так и к индуцированной излучением деградации ДНК. В-третьих, различие в кинетике деградации ДНК после облучения, наблюдавшегося в рассматриваемых опытах, с одной стороны, на клетках HeLa, а с другой — на клетках тимуса может быть обусловлено тем, что в первом случае исследовали культивируемые клетки, а во втором — клетки, облученные в целостном организме. Возможно, что «программа» деградации ДНК и гибели клетки при переносе клеток в условия in vitro в той или иной степени репрессируется. Кроме того, деградация ДНК in vivo может «ускоряться» (или даже определяться) макрофагами или другого типа клетками, разрушающими поврежденные клетки.

Хорошо известно, что после созревания организма млекопитающих с возрастом число нервных клеток (нейронов) r головном мозге млекопитающих уменьшается. Было предположено, что гибель этих клеток определяется, в частности, повреждением ДНК. По кинетике аккумуляции повреждений и механизмам развития процессы повреждения можно разделить на два класса: медленное накопление спонтанных повреждений, возникающих в основном без участия ДНКаз, и быстрая деградация ДНК и хроматина с участием ДНКаз. Последний процесс и был назван программированной гибелью клетки. Как отмечалось, этот механизм гибели клеток и гибель, связанная со случайным накоплением повреждений ДНК, не являются альтернативными. Более того, анализ показывает, что включению программированных механизмов деградации ДНК предшествует накопление спонтанных повреждений, возникающих стохастически и неферментативным путем. Такова, вероятно, и закономерность деградации ДНК в терминально дифференцирующихся клетках. Если это так и, по крайней мере, часть индуцированных ионизирующим излучением повреждений ДНК сходна с повреждениями, возникающими спонтанно, то прохождение клеток через этап «стохастического накопления повреждений» может быть резко ускорено облучением. В этом случае включение механизмов программированной гибели может происходить даже в тех нейронах, которые согласно «программе» должны были бы погибнуть во взрослом или старом

Организме с относительно большой вероятностью. Действительно, в полностью не дифференцированных нервных клетках крыс, облученных в возрасте 5—25 сут, наблюдается частичная деградация ДНК в течение 1—3 ч после облучения.