معلومة

كيف يقلل السبات من خطر الطفرات التي يسببها الإشعاع؟

كيف يقلل السبات من خطر الطفرات التي يسببها الإشعاع؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يناقش فيلم وثائقي حديث (انتقل إلى 58:20) احتمال أن السبات ، إذا كان يمكن إحداثه في رواد الفضاء خارج المجموعة الشمسية ، من شأنه أن يقلل الضرر الناجم عن الإشعاع الكوني. السبب الواضح وراء حدوث ذلك هو حماية غرف السبات ، لكن المراجعات الوثائقية تدل على أنه حتى السبات في البرية (مثل الدببة) يقلل من أضرار الإشعاع بسبب بطء عملية الأيض.

سأفترض أن الارتباط هو أن انخفاض الحاجة إلى تخليق الإنزيم يحافظ على تلف الحمض النووي في معظم الأوقات بحيث تكون نيوكليوتيداته أقل تعرضًا للإشعاع ، ولكن حتى لو كان هذا صحيحًا ، فإنه يثير السؤال حول كيفية حماية اللف للإشعاع. (على سبيل المثال ، هل هو أقل قدرة على اختراق الهيستونات أو العمود الفقري الفسفوري deoxyribose؟) إضافة إلى ارتباكي ، يدعي الفيلم الوثائقي أن الآلية متجذرة في كبريتيد الهيدروجين ، لكنها لا تشرح سبب تركيز هذا بشكل أكبر في خلايا السبات الحيوانات ولا كيف تقلل الطفرات.


لا يزال هذا مجالًا للبحث النشط ، ولا يبدو أن هناك إجابة واحدة نهائية للآليات الكامنة وراء تقليل الضرر الإشعاعي أثناء السبات.

مراجعة حديثة بواسطة Cerri et al. (2016) يغطي الكثير من البيولوجيا المعروفة وراء السبات ومقاومة الضرر الإشعاعي.

بعض الاقتباسات المختارة من هذا الاستعراض:

على المستوى الخلوي ، من المعروف أن الخلايا التي تتعرض للإشعاع في حالة الراحة ، وتترك دون اضطراب لمدة 24 ساعة بعد التشعيع ، تكون أكثر مقاومة من الخلايا التي يتم إعادة طلاءها فور التعرض لها. يُعرف هذا التأثير بالطلاء المتأخر ، ويُعزى عمومًا إلى إصلاح الضرر الذي قد يكون مميتًا (PLDR) في مرحلة السكون.

قد يساهم مستوى الأكسجين أثناء السبات في تعزيز المقاومة الإشعاعية. يعتبر نقص الأكسجين آلية وقائية معروفة جيدًا ، ويمكن القول أنه السبب الرئيسي لفشل التحكم الموضعي في العلاج الإشعاعي.

روكويل وآخرون. (2009) ناقش السبب الكامن وراء انخفاض حساسية الإشعاع في بيئة نقص الأكسجين:

الأكسجين الجزيئي (O2) هو محسس إشعاعي كيميائي قوي. لا ينتج هذا التحسس الإشعاعي عن أي من التأثيرات الأيضية أو الفسيولوجية للأكسجين ، ولكنه يعكس بدلاً من ذلك حقيقة أن O2 هو جزيء شديد الارتباط بالإلكترون يشارك في التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى إنتاج تلف الحمض النووي بعد امتصاص الطاقة من الإشعاع المؤين [21،22].

رأيي الشخصي هو أن انخفاض مخاطر الضرر الناجم عن الإشعاع ربما لا يرجع إلى الترتيب الهيكلي للحمض النووي ، بل إلى البيئة الخلوية الشاملة. ربما يكون هذا مرتبطًا بقدرة معززة على إصلاح تلف الحمض النووي ، ولكن من المحتمل أيضًا أن يعتمد بشكل كبير على مستويات الأكسجين الخلوي.


غرض

تشعيع الثدي بالكامل بتقنية حبس النفس العميق (DIBH) بين مرضى سرطان الثدي من الجانب الأيسر يقلل بشكل كبير من تشعيع القلب ومع ذلك ، فإن العيب المحتمل هو زيادة التشعيع العرضي للثدي المقابل.

الطرق والمواد

تم حساب جرعة الثدي المعاكسة (CBD) من خلال مقارنة 400 خطة علاجية لـ 200 من مرضى سرطان الثدي على الجانب الأيسر الذين تم التخطيط لحقولهم العرضية على مجموعات بيانات التصوير المقطعي المحوسب وغير الموصلة. تم تحليل المعلمات التشريحية والميدانية المختلفة لتأثيرها على اتفاقية التنوع البيولوجي. بالنسبة لمجموعة فرعية من المرضى (الذين تزيد أعمارهم عن 45 عامًا) ، تم نمذجة خطر الإصابة بالسرطان الثاني في الثدي المقابل (CB) من خلال تطبيق النموذج التربيعي الخطي والنماذج المركبة والنماذج المركبة التي تأخذ في الاعتبار معلومات حجم الجرعة (DVH).

نتائج

كان متوسط ​​CBD أعلى بشكل ملحوظ في DIBH مع 0.69 Gy مقارنة بـ 0.65 Gy في التنفس الطبيعي (ص= .01). كان أكبر تأثير على اتفاقية التنوع البيولوجي ناتجًا عن تحول هامش المجال الداخلي نحو CB في DIBH (متوسط ​​نطاق 0.4 سم ، 0-2) ، متبوعًا بحجم الحقل في الحجم. كشفت الحسابات باستخدام نماذج مخاطر مختلفة لـ CBC عن قيم للمخاطر النسبية الزائدة / Gy تتراوح من 0.48-0.65 مقابل 0.46-0.61 لـ DIBH مقابل التنفس الطبيعي ، على التوالي.

استنتاج

جرعة الثدي المعاكسة ، على الرغم من أنها ضمن نطاق جرعة منخفضة ، كانت بشكل معتدل ولكنها زادت بشكل ملحوظ في 200 خطة علاج تم إنشاؤها في ظل ظروف مسورة ، ويرجع ذلك في الغالب إلى التحول في هامش المجال الإنسي. كما أشارت نمذجة المخاطر لـ CBC بين النساء اللائي تتراوح أعمارهن بين 45 عامًا إلى وجود مخاطر أعلى عند مقارنة DIBH بالتنفس الطبيعي. ومع ذلك ، كان هذا الخطر أقل بكثير في النموذج الذي يأخذ في الاعتبار معلومات DVH. نعتقد أن القرارات السريرية لا ينبغي أن تتأثر بهذه الزيادة الصغيرة في CBD مع DIBH لأن DIBH فعال في تقليل الجرعة إلى القلب في جميع المرضى.

ساهم جميع المؤلفين بشكل كبير في العمل المقدم وقراءة المسودة النهائية والموافقة عليها.


خلفية

السرطان هو السبب الرئيسي الثالث للمراضة والوفيات في جميع أنحاء العالم (Thun، DeLancey، Center، Jemal، & amp Ward، 2009). على الرغم من عدم وجود أدوية محددة مصممة لذلك ، فإن العلاج الإشعاعي (RT) هو العلاج الرئيسي للسرطان ويتطلب أكثر من 60٪ من حالات السرطان العلاج الإشعاعي. يشار إلى RT باسم العلاج الإشعاعي أو العلاج بالأشعة السينية. ينتج عن الإشعاع ثقب في الحمض النووي للخلايا السرطانية ، مما يعيق نموها وانقسامها وبالتالي تدميرها. يمكن أيضًا أن تتأثر الخلايا الطبيعية المجاورة للخلايا السرطانية بالإشعاع. على الرغم من استخدام RT على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم ، إلا أنه يؤدي إلى العديد من الآثار الجانبية. يمكن دراسة تأثير الإشعاع وحدوث السرطان من البحث الوبائي للناجين من القنبلة الذرية (Land et al.، 2003 Preston، Shimizu، Pierce، Suyama، & amp Mabuchi، 2003 UNSCEAR، 2000). يتم علاج سرطانات المرحلة المبكرة من خلال العلاج الإشعاعي. يتمثل العائق الرئيسي للعلاج الإشعاعي في تلف الخلايا الطبيعية المحيطة بالورم الخبيث (Barber et al.، 2000 Sprung، Chao، Leong، & amp McKay، 2005). يتعرض حوالي 5٪ من مرضى السرطان ذوي الحساسية الإشعاعية لجرعات إشعاعية محدودة للوقاية من الآثار الجانبية الشديدة للعلاج الإشعاعي. قبل العلاج ، علينا تحديد مؤشرات لزيادة الحساسية الإشعاعية في بيولوجيا الإشعاع. تساعد هذه العملية في تحديد العلاج الإشعاعي الخاص بالمريض (سبرونج ، ديفي ، ويثانا ، ديستل ، وأمب مكاي ، 2008). تختلف جرعات الإشعاع التي تُعطى للمرضى باختلاف أنواع السرطان. قد تعتمد كمية الإشعاع المعطى للمريض على حجم الورم ونوع الجراحة وآثار الغدد الليمفاوية وخصائص السرطان (دايز وآخرون ، 2006). تصف هذه المراجعة علاجات العلاج الإشعاعي الحديثة المخصصة لمختلف أنواع السرطان والآثار الجانبية المرتبطة بها. إن دراسة المخاطر الفسيولوجية والوراثية المرتبطة بـ RT هي حاجة الساعة. ومن ثم ، كانت هذه المراجعة المصغرة تهدف إلى جمع البيانات حول مخاطر العلاج الإشعاعي ولضمان ما إذا كانت تركيبات الايورفيدا ستقلل من آثارها الضارة.


ضرر الحمض النووي المرتبط بالإشعاع والعلاج الإشعاعي وآليات إصلاح الحمض النووي

تأثيرات الإشعاع المؤين في الخلية

الإشعاع المؤين هو نوع من الإشعاع عالي الطاقة قادر على إطلاق الإلكترونات من الذرات والجزيئات التي تولد الأيونات التي يمكن أن تكسر الروابط التساهمية. يؤثر الإشعاع المؤين بشكل مباشر على بنية الحمض النووي عن طريق إحداث فواصل في الحمض النووي ، خاصةً DSBs. الآثار الثانوية هي توليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) التي تؤكسد البروتينات والدهون ، وتحدث أيضًا العديد من الأضرار للحمض النووي ، مثل توليد المواقع القاسية وفواصل الخيط الفردي (SSB). بشكل جماعي ، كل هذه التغييرات تحفز موت الخلايا والفشل الانقسامي.

يمكن تقسيم الإشعاع المؤين إلى أشعة سينية وأشعة جاما وجزيئات ألفا وبيتا ونيوترونات. تعد الخلايا الهادئة والمنقسمة ببطء أقل حساسية للإشعاع ، مثل تلك التي تشكل الجهاز العصبي ، في حين أن الخلايا ذات معدلات الانتشار العالية تكون أكثر حساسية للإشعاع ، مثل نخاع العظام والجلد والخلايا الظهارية في الجهاز الهضمي ، من بين أمور أخرى. تُقاس جرعة الإشعاع بوحدات الرمادي (Gy) ، وهي مقياس لكمية الإشعاع التي يمتصها 1 كجم من الأنسجة (Dunne-Daly ، 1999).

العلاج الإشعاعي

العلاج الإشعاعي هو علاج يهدف إلى تقليص كتلة الورم أو القضاء على الخلايا السرطانية المتبقية عن طريق تعريض الورم للإشعاع المؤين. تستخدم أنظمة العلاج الإشعاعي في الغالب أشعة X وأشعة جاما (Masuda and Kamiya ، 2012). يؤثر الإشعاع على الورم والخلايا السليمة المشععة بشكل غير واضح. يستخدم العلاج الإشعاعي كعلاج معياري لسرطان الثدي بعد استئصال الثدي ، ولكن يمكن أيضًا استخدام هذا العلاج بشكل وقائي أو تلطيفي لتقليل خطر تكرار الورم أو لتخفيف الأعراض الناجمة عن نمو الورم والنقائل المرتبطة به ، على التوالي (ديلاني وآخرون.، 2005). يمكن تقديم العلاج الإشعاعي عن طريق الإشعاع الخارجي أو الإشعاع الداخلي. يتم إنشاء العلاج الإشعاعي بالحزمة الخارجية إلكترونيًا بواسطة معجل خطي ينتج حزمًا من الفوتونات تُعرف باسم الأشعة السينية ، مع إمكانات كهربائية في نطاق 4 إلى 20 ميغا فولت. يتلقى المرضى جرعات إشعاعية في جلسات يومية لعدة أسابيع ، ويمكن إعطاء جرعة الإشعاع في ثلاثة أنظمة مختلفة: التجزئة المعجلة ، والتجزئة المفرطة ، والتجزئة. يُقصد بالتجزؤ المتسارع مخطط إشعاع يتم فيه تقسيم الجرعة الإجمالية للإشعاع إلى جرعات صغيرة ، وتعطى العلاجات أكثر من مرة في اليوم. يتم إعطاء الجرعة الإجمالية من الإشعاع في فترة زمنية أقصر (أيام أقل) مقارنةً بالعلاج الإشعاعي القياسي (أسابيع). قد يؤدي تقليل وقت العلاج إلى تقليل إعادة توطين الخلايا السرطانية ، مما يؤدي إلى تحكم أفضل في المنطقة. في العلاج المفرط ، تُقسم الجرعة الإشعاعية الإجمالية إلى جرعات أصغر ، وتُعطى أكثر من مرة في اليوم ولكن في نفس فترة العلاج الإشعاعي القياسي (أيام أو أسابيع). قد يقلل تقليل الجرعة من مخاطر السمية ، على الرغم من زيادة الجرعة الإجمالية. يُعطى العلاج الإشعاعي ناقص التجزئة مرة واحدة يوميًا أو أقل في كثير من الأحيان. تنقسم الجرعة الإجمالية إلى جرعات أكبر ويتم إعطاؤها على مدى فترة أقصر من العلاج الإشعاعي القياسي. يقلل هذا المخطط من زيارات المريض والتكلفة ، ويلاحظ عدد أقل من الآثار الجانبية عند مقارنته بالعلاج الإشعاعي التقليدي.

يتم إطلاق العلاج الإشعاعي الداخلي ، والذي يسمى أيضًا المعالجة الكثبية ، من مصادر أشعة جاما مثل النظائر المشعة مثل 60 Co و 137 Cs ، والتي يتم وضعها داخل جسم المريض. يمكن أن يوفر هذا النوع من الإشعاع جرعات عالية من الإشعاع المركّز بجهد كهربائي في حدود 0.6 إلى 1 ميغا فولت ويسبب ضررًا أقل للأنسجة الطبيعية (باتيل وآرثر ، 2006).

إصلاح الحمض النووي بعد الإشعاع المؤين

يسبب الإشعاع المؤين DSBs بشكل مباشر ، ولكن بالإضافة إلى ذلك ، يتم إحداث أضرار أساسية بسبب التأثيرات غير المباشرة. يتسبب هذا الإشعاع في تكوين أنواع الأكسجين التفاعلية ROS والتي تشارك بشكل غير مباشر في تلف الحمض النووي. هذه ROS تولد مواقع apurinic / apyrimidinic (abasic) في الحمض النووي ، SSBs ، تعديلات جزء السكر ، والقواعد المقربة منزوعة الأمين (Redon وآخرون.، 2010 Aparicio وآخرون.، 2014). عندما يتلف الحمض النووي ، يتم تنشيط آلية إصلاح الخلية وتوقف دورة الخلية عند نقاط تفتيش محددة لإصلاح تلف الحمض النووي ومنع استمرار الدورة. من المعروف أن الحساسية الإشعاعية الجوهرية للخلايا السرطانية تتأثر بشدة بقدرة إصلاح الخلايا DSB (ملادينوف وآخرون.، 2013). إذا كانت الخلايا السرطانية قادرة على إصلاح الضرر الإشعاعي بكفاءة ، فإن مقاومة الإشعاع تتطور ، مما يمكّن الخلايا من البقاء على قيد الحياة والتكاثر. إذا ظل الضرر دون إصلاح ، فإن هذه الآليات تحفز موت الخلايا المبرمج أو موت الخلايا المبرمج لمنع تراكم الطفرات في الخلايا الوليدة (ديكبار وآخرون.، 2011 قوه وآخرون., 2011).

كما ذكرنا من قبل ، فإن الإشعاع المؤين يصل حتماً إلى الأنسجة الطبيعية ، مما يؤدي إلى حدوث آثار جانبية في الخلايا الطبيعية المجاورة للورم والتي قد تساهم في حدوث انحرافات الكروموسومات وزيادة خطر الإصابة بأورام خبيثة جديدة. قد تنتج الجرعات العالية من الإشعاع سمية وتقلل من تشخيص المريض (براون وآخرون.، 2015). يمكن أن يتنبأ العلاج الإشعاعي الفردي المستند إلى قدرة إصلاح DSB بالتسمم للأنسجة المحيطة ، وبالتالي تحسين سلامة العلاج. لا تعتمد قدرة إصلاح DSB على سلامة الجينات فحسب ، بل تعتمد أيضًا على التعبير الجيني. بالإضافة إلى الطفرات الجرثومية التي تصيب الجينات مثل BRCA 1 و 2 أو الجينات الأخرى ذات الصلة ، قد تقلل الآليات الوراثية والتخلقية أو تلغي تعبير الجينات المشاركة في إصلاح DSB (Bosviel ، وآخرون.، 2012). قد تكون قدرة إصلاح الحمض النووي ذات صلة لاتخاذ قرار بشأن العلاج المناسب لمرضى السرطان ، وقد توفر الاختبارات الوظيفية معلومات قيمة لهذه القرارات السريرية.

مسارات إصلاح DSB

يتم تحقيق إصلاح DSB من خلال ثلاث طرق: انضمام طرف غير متماثل (NHEJ) ، وإعادة تركيب متماثل محافظ (HR) ومحاذاة أحادية الخيط ، وتسمى أيضًا إعادة التركيب المتماثل غير المحافظ (SSA) (Langerak and Russell ، 2011). تعتبر الموارد البشرية آلية خالية من الأخطاء لأنها تستخدم خيط دليل DNA غير تالف لإصلاح DSB ، ويتم إعادة تكوين الحمض النووي الأصلي دون فقدان المعلومات الجينية ، ولكن هذه الآلية تستمر ببطء ولا يتم ممارستها إلا في مراحل S / G2 من دورة الخلية. تعتبر NHEJ و SSA من الآليات المعرضة للخطأ والمطفرة لأن معالجة نهايات الحمض النووي قد تؤدي إلى فقدان أو تعديل المعلومات الجينية في نهايات DSB التي تم إصلاحها. NHEJ هي الآلية الأكثر شيوعًا لإصلاح DSB في الخلايا حقيقية النواة. في هذه الآلية ، يتم قطع أو تعديل خيوط الحمض النووي في DSB ، ويتم ربط النهايات معًا بغض النظر عن التماثل ، مما يؤدي إلى حدوث عمليات حذف أو إدخال. على الرغم من أن هذه العملية عرضة للخطأ ، إلا أن هذه الآلية يمكنها إصلاح تلف الحمض النووي بسرعة ، لأنها لا تقتصر على مرحلة دورة خلية واحدة ، وبالتالي منع زيادة عدم الاستقرار الجيني (Do وآخرون.، 2014). هذه الآليات مفصلة أدناه وفي الشكل 1. يتم سرد البروتينات الرئيسية المشاركة في الخطوات المبكرة لاكتشاف DSB وإعادة تشكيل الكروماتين وإصلاح الحمض النووي في الجدول 1.

الجدول 1

الجيناسموظيفةموقع كروموسومي
AKT1v-akt مورين ثيموما الورم الورمي الفيروسي متجانس 1سيرين / ثريونين كيناز. ينظم مكونات آلية موت الخلايا المبرمج.14q32.32
ماكينة الصراف الآليترنح توسع الشعيرات المتحورسيرين ثريونين بروتين كيناز. ينشط نقاط تفتيش دورة الخلية عند تحريض DSB الذي يعمل كمستشعر لتلف الحمض النووي.11q22-q23
BAP1BRCA1 المرتبط بالبروتين -1 (يوبيكويتين الكربوكسي-الطرفية هيدرولاز)يرتبط بـ BRCA1. تشارك في دورة الخلية ، والاستجابة لتلف الحمض النووي وديناميات الكروماتين.3p21.1
بيرب 1تفاعل بروتين BRCA1 مع هيليكاز c-terminalبروتين متفاعل مع مستقبلات مكون معقد مع BRCA1. نشط أثناء إصلاح DSB.17q22.2
BRCA1سرطان الثدي 1إصلاح الحمض النووي وانتشاره وتنظيم النسخ للحفاظ على الاستقرار الجيني. يحث على اعتقالات دورة الخلية بعد التشعيع المؤين.17q21
BRCA2سرطان الثدي 2المشاركة في إصلاح DSB و / أو إعادة التركيب المتماثل في الانقسام الاختزالي.13 س 12
CDKsبروتين كيناز الانقسام الخلويكينازات دورة الخلية.10q21.2
CDKN1Bمثبط كيناز المعتمد على السيكلين 1 بتقدم دورة الخلية في G1.12 صفحة 13.1 - صفحة 12
CCND1سايكلين D1ينظم دورة الخلية خلال G1 / S ، ويتفاعل أيضًا مع شبكة من بروتينات الإصلاح بما في ذلك RAD51 لتنظيم معدل ضربات القلب11q13
CCND3سايكلين D3ينظم انتقال G1 / S في دورة الخلية6p21.1
RBBP8بروتين ملزم للورم الأرومي الشبكينوكلياز داخلي يعمل مع مركب MRX في الخطوة الأولى من إصلاح DSB.18q11.2
EP3003 00 كيلو دالتون E1A- جين بروتين ملزمينظم النسخ عبر إعادة عرض الكروماتين. ينظمها acetylation في استجابة تلف الحمض النووي.22q13.2
EXO1نوكلياز خارجي 15 & ​​# x02019-3 & # x02019 نوكلياز خارجية1q43
FGFR2مستقبل عامل نمو الخلايا الليفية 2مستقبلات التيروزين كيناز على سطح الخلية التي تنظم تكاثر الخلايا والهجرة والاستماتة.10q25.3-q26
HIST1H2BCمجموعة هيستون 1 ، H2BCيلعب هيستون الأساسي أدوارًا في إصلاح الحمض النووي وتكاثره واستقرار الكروموسومات.6p22.1
H2AXعائلة H2A هيستون ، العضو العاشرمطلوب للتوقف بوساطة نقطة التفتيش لتقدم دورة الخلية استجابة لجرعات منخفضة من الإشعاع المؤين ولإصلاح DSB الفعال عند تعديله بواسطة الفسفرة الطرفية C.11q23.3
KU70الغدة الدرقية Autoantigen 70 كيلو دالتونينتهي الارتباط بـ DSB وتثبيط نشاط نوكلياز خارجي عند هذه الأطراف.22q13.2
LIG4ليجاس الرابعDNA ligase المتورط في الانضمام غير المتماثل للحمض النووي (NHEJ) المطلوب لإصلاح DSB.13q33.3
LSP1البروتين الخاص بالخلايا الليمفاوية 1بروتين رابط الأكتين F.11 ص 15.5
MDC1وسيط نقطة تفتيش تلف الحمض النووي 1بروتين محول الوسيط استجابة لتلف الحمض النووي ، نشط أثناء مرحلتي S و G2 / M من دورة الخلية.6p21.3
MLL3ابيضاض الدم النخاعي / اللمفاوي أو ابيضاض الدم المختلط النسب 3جزء من مجمع ASCOM المنظم بواسطة acetylation للحث على التعبير عن أهداف p53 مثل p21 في استجابة تلف الحمض النووي.7q36.1
التوعية من مخاطر الألغام 11إعادة التركيب العضلي 11نوكلياز داخلي ، نوكلياز خارجي ، MRN / X complex-5.11q21
NBN1النبرينمكون من مركب MRN / X. يلعب دورًا حاسمًا في الاستجابة الخلوية لتلف الحمض النووي والحفاظ على سلامة الكروموسوم. منظم نقاط تفتيش دورة الخلية في الانقسام الاختزالي.8q21.3
PALB2شريك ومحلل BRCAدور حاسم في إصلاح الموارد البشرية من خلال توظيف BRCA2 و RAD51.16 ص 12.1
PTENمتجانسة الفوسفاتيز والتنسنبروتين مثبط الورم. نشط في إصلاح الحمض النووي من خلال التفاعلات مع مسارات Chk1 و P53. منظم نشاط RAD51.10q23.3
RAD50متماثل RAD50 Sacharomyces cerevisiaeيشارك البروتين في إصلاح DSB ، وهو مطلوب لـ NHEJ و HR.5q23-q31
RAP80عزر تفاعل Ubiquitin يحتوي على 1التعرف على هيستونات H2A و H2AX الموجودة في كل مكان وتجنيد مغاير BRCA1 / BARD1 في DSB.5q35.2
RB1الورم الأرومي الشبكيبروتين مثبط الورم ، يتوسط إيقاف دورة الخلية.17q22.2
ريف 1متماثل عامل التفاعل RAP1 (الخميرة)مطلوب لتوقيف دورة الخلية في المرحلة S استجابة لتلف الحمض النووي.2q23.3
RNF168رينج فينجر بروتينE3 ubiquitin-protein ligase المطلوب لتجنيد بروتينات الإصلاح لمواقع تلف الحمض النووي.3q29
TGF& # x003b21تحويل عامل النمو & # x003b21الببتيدات متعددة الوظائف التي تنظم تكاثر الخلايا ، والهجرة ، والالتصاق ، والتمايز ، والوظائف الأخرى.19q13.1
توب بي بي 1Topoisomerase (DNA) II بروتين ملزممنظم نقطة تفتيش على شكل S.3q22.1
TOX33تشارك في تغيير بنية الكروماتين.16q12.1
TP53بروتين الورم p53بروتين مثبط للورم ، توقف دورة الخلية ، موت الخلايا المبرمج ، الشيخوخة وإصلاح الحمض النووي.17 ص 13
XLF / سيرنونوسعامل الانضمام النهائي غير المتماثلبروتين سقالة. بمثابة جسر بين XRCC4 وعوامل NHEJ الأخرى.2q35
XRCC4علاج مكمل للأشعة السينية معيببروتين سقالة متورط في NHEJ.5q14.2
53BP1بروتين الورم P53 بروتين ملزممحول البروتين ، قارئ الكروماتين. يروج لـ NHEJ.15q15.3

انضمام طرف غير متماثل (NHEJ)

Canonical NHEJ (C-NHEJ) هي عملية انضمام نهائية محافظة ، وهذا المسار ضروري أيضًا لإعادة التركيب V (D) J أثناء تطور الخلايا الليمفاوية للخلايا التائية والبائية. لا يقتصر NHEJ على مرحلة معينة من دورة الخلية ، ولكنه يحدث بشكل تفضيلي أثناء G0، جي1 ومراحل S المبكرة (Chistiakov وآخرون.، 2008 ديكبار وآخرون.، 2011 مالو وآخرون.، 2012 أ ، ب). يتضمن NHEJ ربط نهايات كسر الحمض النووي ولا يتطلب التماثل التسلسلي. الخطوة الأولى في هذه العملية هي التعرف على نهايات الحمض النووي بواسطة مغاير KU المكون من بروتينات KU70 و KU80. يرتبط المغير المتغاير بنهايات الحمض النووي ويحميها من المزيد من التدهور (Williams وآخرون.، 2014). أظهرت الدراسات البلورية لـ KU70 / 80 heterodimer أنه يتبنى بنية على شكل حلقة تحيط بحلزون DNA المزدوج الذي يصل إلى نهايات DNA (Walker) وآخرون.، 2001). الوحدات الفرعية KU متشابهة في تنظيم المجال ولديها مجال amino-terminal von Willebrand يشارك في KU heterodimerization (Fell and Schild-Poulter ، 2012). يشكل مغاير KU70 / 80 سقالة في نهايات الحمض النووي ويقوم بتجنيد وتنشيط الوحدة الفرعية التحفيزية للبروتين كيناز المعتمد على الحمض النووي (DNA-PKcs). تشكل DNA-PKcs بنية على شكل كماشة تخلق قناة مركزية تتوسط في قدرة DNA-PKcs على ربط الحمض النووي المزدوج (Sibanda) وآخرون.، 2010 ديفيس وآخرون.، 2014). بعد ذلك ، يتفاعل إصلاح الأشعة السينية الذي يكمل بروتين الإصلاح المعيب في خلايا الهامستر الصينية 4 (XRCC4) مع الوحدة الفرعية KU70 وبروتين سقالة NHEJ مهم آخر ، مما يمكّن الإنزيمات من التفاعل مع منطقة DSB. يتفاعل DNA ligase IV مباشرة مع KU heterodimer ، وهو تفاعل بوساطة نطاقات BRCA1 C-terminal (BRCT) الترادفية الموجودة في الطرف C من DNA ligase IV (Ochi وآخرون.، 2014). بعد ذلك ، يتفاعل PNKP (polynucleotide kinase-phosphatase) مع XRCC4 الفسفوري. أظهر التحليل الإنشائي أن هذه السقالة تشكل خيوطًا تتفاعل مع نهايات الحمض النووي وتشكل جسرًا يعمل على استقرار أطراف DSB (Hammel وآخرون.، 2010 Ochi وآخرون.، 2014). لقد ثبت أيضًا أن XRCC4 ينضم إلى PNKP غير الفسفوري ، ولكن مع تقارب أقل. البروتينات الأخرى ، مثل aprataxin و aprataxin و PNKP like factor (APLF) والعامل الشبيه XRCC4 (XLF) تربط أيضًا XRCC4.

عادةً ما تكون نهايات DSB غير منتظمة وتظهر عيوبًا أخرى ، مثل قطع الخيوط القاسية التي يجب حلها قبل حدوث NHEJ. إذا كانت مجموعات الفوسفات أو الأدينيلات موجودة في نهايات DSB ، فقد تكون هناك حاجة إلى معالجة نهاية الحمض النووي للربط اللاحق. PNKP هو كيناز / فوسفاتاز مسؤول عن إضافة الفوسفات إلى نهاية 5 & # x02018OH وإزالة مجموعات الفوسفات في نهاية 3 & # x02032 (برنشتاين وآخرون.، 2005). أبراتاكسين عبارة عن هيدروليز نيوكليوتيد وترانسفيراز يحفز إزالة مجموعات الأدينيلات المرتبطة تساهميًا بـ 5 & # x02032 فوسفات تيرميني (جراندي) وآخرون.، 2013). عندما يجب إصلاح عدم تناسق DSB ، يتم فسفرة نوكلياز أرتميس الخارجي ويرتبط بـ DNA-PKcs لتقليم النهايات الزائدة عن الحاجة. تمتلك KU 5 & # x02032deoxyribose-5-phosphate (5 & # x02032-dRP) / نشاط AP lyase الذي يشارك في شق الخيوط المفردة الزائدة عن الحاجة الموجودة في نهايات DSB (روبرتس وآخرون.، 2010). تنضم متلازمة ويرنر Rec Q هيليكس مثل البروتين (WRN) إلى KU heterodimer و XRCC4 وتحفز نشاط نوكلياز خارجي 3 & # x02032 إلى 5 & # x02032 (Gu وآخرون.، 2010 مالو وآخرون.، 2012). في بعض الأحيان ، يلزم ملء الفجوات في الخيوط في موقع DSB ، ويمكن إنجاز هذه الوظيفة بواسطة بوليميرات عائلة X (& # x003bc و & # x003bb polymerases) (Capp وآخرون., 2006, 2007).

عندما تكون نهايات DSB لقطعتين من الحمض النووي نظيفة ومتوافقة ، يتم ربطها بواسطة DNA ligase IV (Jahan وآخرون.، 2014). يتم تحفيز نشاط Ligase IV بواسطة XRCC4 (Gu وآخرون.، 2007). قد يتم ضم الأطراف غير المتوافقة عن طريق تفاعل بين ligase IV و XLF.

يوجد أيضًا مسار NHEJ بديل (A-NHEJ) مستقل عن نشاط مغاير KU70 / KU80. في هذه الآلية ، يتم استئصال نهايات الحمض النووي عن طريق بروتين 11 إعادة التركيب الانتصافي (MRE11) وبروتين ربط الورم الأرومي الشبكي 8 (RBBP8 ، مرادف لـ CtIP) نوكليازات خارجية (Gu وآخرون.، 2010 ، هاميل وآخرون.، 2010) ، مما يعرض مناطق علم الميكروية التي يمكن محاذاتها ، مما يسمح بملء الأجزاء الفارغة بواسطة بوليميراز عائلة X. بعد ذلك ، قد يُكمل XRCC1 و ligase III عملية الالتحام النهائي (Frit وآخرون.، 2014). C-NHEJ هي عملية انضمام نهائية أكثر تحفظًا ، ولكن قد تتأثر فعاليتها بالنشاط شديد التعرض للخطأ لمسار A-NHEJ ، وقدرة C-NHEJ على إصلاح النهايات غير المنتظمة ، وعدم توافق بعض الحمض النووي ينتهي (B & # x000e9termier وآخرون., 2014).

إعادة التركيب المتماثل (HR)

تتطلب الموارد البشرية لإصلاح DSB تسلسل الحمض النووي المتماثل الذي توفره الشقيقة الكروماتيد المتماثل لاستعادة آفة DSB. لذلك ، تكون هذه العملية نشطة فقط خلال مرحلتي دورة الخلية S و G2 ، حيث يتوفر الكروماتيد الشقيق كقالب (Krejci وآخرون.، 2012). يبدأ HR بربط مجمع MRN بنهايات DSB. يتكون مركب MRN من بروتين MRE11 ، متماثل rad 50 S. cerevisiae بروتين (RAD50) وبروتين النيبرين (NBS1) (ريتشارد وآخرون.، 2011 أ ، ب). بعد ذلك ، يتم هضم 3 & # x02018ends من DSB بواسطة نشاط نوكلياز خارجي لـ MRE11 / CtIP لتوليد نهايات مجانية في DSB والتي يتم تمديدها بواسطة EXO1 3 & # x02032-5 & # x02032 نشاط نوكلياز خارجي (Limbo وآخرون.، 2007). بعد ذلك ، يرتبط بروتين ربط الحمض النووي أحادي السلسلة 1 (hSSB1) بالنهايات المجانية 3 & # x02019 وينضم إلى بروتين النسخ المتماثل A (RPA) لحماية هذه الأطراف الحرة من مزيد من التدهور ، لمنع التلدين غير المناسب الذي قد يؤدي إلى إعادة ترتيب الجينوم و لمنع تكوين دبوس الشعر (Chen وآخرون.، 2013). RPA عبارة عن مركب غير متجانس يتكون من RPA70 و RPA32 و RPA14 يشارك أيضًا في التحكم في نسخ الحمض النووي وآليات الإصلاح (Sleeth وآخرون.، 2007). بعد ذلك ، يتم استبدال RPA بمصفوفة من بروتينات RAD51 مجمعة إلى ثمانية مجالات BRC لبروتين سرطان الثدي 2 (BRCA2) ومشاركة خمسة بروتينات إضافية (RAD51B / RAD51C / RAD51D / XRCC2 / XRCC3) (الغرب ، 2003). Rad51 هو عبارة عن recombinase الذي يشكل خيوط بروتين نووي RAD51-BRCA2 قبل المشبكي على الحمض النووي (Williams and Michael 2010). تبحث خيوط البروتين النووي RAD51-BRCA2 وتغزو تسلسلات المتجانسات لتشكيل بنية تقاطع Holliday (Masson وآخرون.، 2001). يتم ربط الكروماتيدات الشقيقة ببروتينات cohesin SMC1 و 3 و 5 و 6. تسهل هذه البروتينات تماسك DSB والخيوط المتجانسة السليمة لإرضاء إعادة التركيب المتماثل (Kim وآخرون.، 2002 ، كونغ وآخرون.، 2014). بعد غزو الكروماتيد الشقيق (المشابك) ومحاذاة تسلسل الحمض النووي المتماثل ، تمت إزالة RAD51 تاركًا نهاية 3 & # x02032-OH مجانية مما يتيح إصلاح الحمض النووي بواسطة بوليميريز DNA & # x003b4 في 3 & # x02032-5 & # x02032 بمساعدة الحلول ، مثل الوحدة الفرعية للنوكلياز الخاصة بالهيكل (MUS81) ، والنوكلياز الداخلي الأساسي الخاص بالهيكل الانتصافي 1 (EME1) ، وتقاطع Holliday 5 & # x02032 flap endonuclease (GEN1) (Constantinou وآخرون.، 2002). بمجرد اكتمال تخليق الحمض النووي الذي تم إصلاحه ، تحل هذه الإنزيمات تقاطع هوليداي وينضم إلى نهايات الحمض النووي DNA ligase I (Matos and West 2014). على الرغم من عدم فهمه تمامًا ، يلعب بروتين BRCA1 دورًا مهمًا في توجيه سقالات خيوط Rad51-BRCA2 ويتفاعل أيضًا مع هيستون H2AX (الموصوف أدناه) أثناء إصلاح الموارد البشرية (O'Donovan and Livingston ، 2010).

تعتبر طريقة إصلاح الموارد البشرية خالية من الأخطاء ، لأنها تستخدم التسلسل المتماثل للكروماتيد الشقيق كقالب للتوليف. لقد تم اقتراح أن تكاثف الكروموسوم يجعل من الصعب البحث عن التسلسلات المتماثلة في النواة ، وبالتالي يتم استخدام NHEJ بشكل متكرر بواسطة الخلايا لإصلاح DSB (Deckbar وآخرون.، 2011 Langerak and Russell، 2011). يُقترح أيضًا الدقة العالية للموارد البشرية لشرح الحساسية المنخفضة والمقاومة الخلوية للخلايا في طور S / G2 للإشعاع المؤين. لذلك يُقترح أن مقاومة العلاج الإشعاعي تتوسط فيها الموارد البشرية (سمية وآخرون., 2013).

محاذاة خيط واحد (SSA)

يمكن اعتبار SSA بمثابة شكل خاص من أشكال إصلاح الموارد البشرية. آلية الإصلاح هذه ليست متحفظة وتعتمد على وجود تسلسلات متكررة تحيط بـ DSB. يبدأ بانقسام الطرف 5 & # x02032 من خيط واحد من الحمض النووي لفضح علم الميكروبات. يتم التوسط في ذلك بواسطة مركب بروتيني يتكون من CtIP ومركب MRN ، متبوعًا بمحاذاة النهايات المتجانسة. تتم إزالة المناطق غير المنحازة بواسطة نوكليازات ERCC1 / XPF (مما يؤدي إلى فقدان النيوكليوتيدات في سلسلة الحمض النووي) ثم يتم ربط نهايات الحمض النووي بواسطة DNA ligase III (ساليس) وآخرون.، 2011 ليو وآخرون.، 2014). تشير الدلائل إلى أن إصلاح SSA يمكن أن يؤدي إلى تكوين انتقالات الكروموسومات المرضية المرتبطة بالسرطان (Manthey and Bailis ، 2010).

الحساسية الإشعاعية لدى مرضى سرطان الثدي

الحساسية الإشعاعية هي حساسية الخلايا أو الأنسجة للإشعاع المؤين. قد يكون بعض المرضى أكثر حساسية للإشعاع. تنتج الحساسية من التأثيرات السامة للعلاج الإشعاعي مما يؤدي إلى إصابة أنسجة المريض الطبيعية. قد تكون هذه التأثيرات حادة أو متأخرة ، اعتمادًا على وقت ظهورها. تحدث التأثيرات الحادة أثناء العلاج أو بعده بفترة وجيزة وعادة ما تكون قابلة للعكس وتحدث في الأنسجة سريعة الانتشار ، مثل الجلد والجهاز الهضمي والأنسجة المكونة للدم. تظهر التأثيرات المتأخرة بعد ستة أشهر أو بعد ذلك من العلاج. يمكن أن تكون التأثيرات المتأخرة دائمة ، وتؤثر بشكل أساسي على الأنسجة التي تتكاثر ببطء مثل الكلى والقلب والجهاز العصبي ، وقد تنطوي على تحرير نظامي لنظام الغدد الصماء (بارنيت وآخرون.، 2009). يعزز الإشعاع DSB كما هو مذكور أعلاه ، وهذا الضرر يضر بسلامة الجينوم (Chistiakov وآخرون.، 2008 R & # x000fcbe وآخرون.، 2008 Henr & # x000edquez-Hern & # x000e1ndez وآخرون., 2011).

لا تزال آليات فرط الحساسية للإشعاع المؤين غير واضحة ، ولكن يقدر أن 70٪ من حالات فرط الحساسية ترجع إلى متغيرات جينية (Turesson وآخرون.، 1996). كما ذكر أعلاه ، فإن الطفرات في ماكينة الصراف الآلي يرتبط الجين بفرط الحساسية الشديدة للإشعاع المؤين (Masuda and Kamiya ، 2012) ، وتعدد الأشكال في الجينات مثل XRCC3 و RAD51 يزيد من مخاطر الحساسية للأشعة (Vral وآخرون.، 2011). هذه الجينات متورطة أيضًا في سرطان الثدي. ماير وآخرون. (2011) حلل التعبير الجيني في الخلايا الليمفاوية في الدم المحيطي لمرضى سرطان الثدي وعنق الرحم. حددوا 153 جينًا تم تغييرها بواسطة الإشعاع المؤين. تشارك هذه الجينات في التحكم في دورة الخلية والاستماتة استجابة للإشعاع. من بين هؤلاء ، كان 67 جينًا مفيدًا للتمييز بين المرضى الذين يتفاعلون بشكل طبيعي والأشخاص الذين يعانون من حساسية إشعاعية شديدة. ومع ذلك ، تم إجراء التحليلات على الخلايا الليمفاوية ، وعلق المؤلفون على أن تحليل التعبير في الأنسجة المختلفة سيكون مطلوبًا لتحديد توقيع جيني أكثر دقة (Mayer وآخرون., 2011).

ينتج الضرر الأساسي 7،8-dihydro-8-oxo-2 & # x02032-deoxyguanosine (8-oxo-dG) عن طريق الإشعاع المؤين ويتم إصلاحه عن طريق استئصال النوكليوتيدات متبوعًا بإزالة هذا الديوكسينوكليوزيد غير الطبيعي من الخلية (إيفانز وآخرون.، 2010). تم استخدام 8-oxo-dG كعلامة بولية للإجهاد التأكسدي وقد ارتبط بسرطان الرئة (Il'yasova وآخرون.، 2012) وأمراض الجهاز الهضمي (Ock وآخرون.، 2012). تم اقتراحه أيضًا كعلامة لحساسية الراديو (Erhola وآخرون.، 1997 ، Roszkowski and Olinski ، 2012). هاغدووست وآخرون. (2001) درس مستويات 8-oxo-dG في المسالك البولية لدى مرضى سرطان الثدي قبل وبعد العلاج الإشعاعي المساعد (4 إلى 6 Gy). أظهر المرضى الذين يعانون من الحساسية للإشعاع احمرارًا في الجلد في المناطق المشعة وزيادة كبيرة في مستويات البول من 8-oxo-dG ، واقترح هؤلاء المؤلفون استخدام ديوكسينوكليوسيد هذا كمؤشر حيوي في المسالك البولية للحساسية الإشعاعية. يسهل هذا المرقم الحيوي دراسة الحساسية الإشعاعية الفردية ، حيث يمكن قياس المستقلب غير الطبيعي بواسطة ELISA (Haghdoost وآخرون.، 2001). في دراسة أجراها Ski & # x000f6ld وآخرون. (2013) ، تم تحليل استجابة الإجهاد التأكسدي الناجم عن الإشعاع بواسطة المرقم الحيوي 8-oxo-dG في مصل الدم من خارج الجسم الحي عينات الكريات البيض المشعّة المأخوذة من مرضى سرطان الثدي الذين طوروا تفاعلات جلدية حادة وخيمة (RTOG [معايير مجموعة العلاج الإشعاعي للأورام] الصف 3-4) أثناء العلاج الإشعاعي ومن مرضى سرطان الثدي الذين لا يظهرون أي تفاعلات جلدية مبكرة بعد العلاج الإشعاعي (RTOG الصف 0). أظهر المؤلفون أن المرضى الذين يعانون من RTGO من الدرجة 0 أظهروا زيادة في مستويات المصل خارج الخلية من 8-oxo-dG ، على عكس مستويات المصل المنخفضة بشكل ملحوظ التي لوحظت في المرضى الذين يعانون من RTOG الصفين 3 و 4 ، مما يشير إلى أن 8-oxo-dG هو علامة بيولوجية مفيدة لتحليل الاستجابات الخلوية للإشعاع المؤين (Ski & # x000f6ld وآخرون.، 2013). ومع ذلك ، يمكن أن ينتج 8-oxo-dG أيضًا عن تعرض الخلية للإجهاد التأكسدي بواسطة ROS ، كما قد يحدث عندما تتعرض الأنسجة للملوثات البيئية (Hecht ، 1999). لهذه الأسباب ، فإن هذا المرقم الحيوي ليس خاصًا بالإشعاع المؤين ، ولكن كما في حالة الدراسات التي أجراها Ski & # x000f6ld وآخرون. (2013) ، إنها مفيدة كمقارنة خارج الجسم الحي اختبار الخلايا المشعة لتحديد الآثار البيولوجية للإشعاع المؤين. تعد المستويات خارج الخلية لـ 8-oxo-dG مؤشرات مناسبة لقدرة الخلايا على إصلاح تلف الحمض النووي الناجم عن ROS.

ارتبطت أنماط ظاهرية معينة من سرطان الثدي بالتكرار الموضعي (LRR). برولو وآخرون. (2013) اقترح أن أورام HER2 + أكثر عرضة للإشعاع المؤين ، بينما Voduc وآخرون. (2010) لاحظ أن LRR بدا أعلى في المرضى الذين يعانون من سرطان الثدي ذي العلامات السلبية الثلاثية ، على الرغم من أن عدد أحداث LRR كان صغيرًا. في الوقت الحاضر ، لا توجد طرق جزيئية للتمييز بين المرضى الذين يعانون من LRR المرتفع والمنخفض (Britten وآخرون.، 2013). بالإضافة إلى ذلك ، لا توجد معلومات كافية فيما يتعلق بالآثار الضارة المحتملة للعلاج الإشعاعي التي قد تؤدي إلى تعديلات وتغييرات في الجينوم والوراثة فوق الجينية في ملامح التعبير الجيني في سرطان الثدي.

Henr & # x000edquez-Hern & # x000e1ndez وآخرون. (2011) حلل الخلايا الليمفاوية في الدم المحيطي المعزولة (PBLs) من مرضى سرطان الثدي المتقدم الذين عولجوا خارج الجسم الحي بجرعات عالية من العلاج الإشعاعي لدراسة مقاومة الإشعاع المؤين. أظهروا أن الخلايا الليمفاوية من المرضى الذين يعانون من انخفاض تلف الحمض النووي ومعدلات موت الخلايا المبرمج العالية لديهم مخاطر منخفضة من الأحداث الضائرة للإشعاع.

أجريت أيضًا دراسات لتحليل نوع الإصلاح الذي يحدث عندما تتعرض الخلايا للإشعاع والعلاقة مع التعبير غير الطبيعي لجينات معينة تشارك في إصلاح DSB. في المختبر أظهرت دراسات Bca11 (خط خلايا سرطان الثدي العائلي) وخطوط خلايا Bca10 (خط خلايا سرطان الثدي المتقطع) نشاط إصلاح NHEJ مرتفع وإصلاح الموارد البشرية غير المحافظ في خط خلايا Bca11. أظهر خط الخلايا Bca10 أيضًا زيادة في الإصلاح غير المحافظ للموارد البشرية المباشرة ، ولكن بدرجة أقل من Bca11. وبالتالي ، قد تتسبب آليات الإصلاح في خطوط الخلايا هذه في حذف تسلسل الحمض النووي وإلغاء تنظيم دورة الخلية (Keimling وآخرون.، 2008). أجرى هؤلاء المؤلفون دراسة في PBLs من مرضى مصابين بسرطان الثدي المتقطع ، ونساء يتمتعن بصحة جيدة مع خطر عائلي للإصابة بسرطان الثدي ، وعناصر تحكم صحية ، وأظهروا زيادة NHEJ و SSA في كل من مرضى السرطان والأشخاص المعرضين لخطر وراثي ، ضد. الضوابط الصحية. اقترحت هذه الدراسة أن هاتين المجموعتين عرضة لآليات إصلاح DSB الموسعة غير المحافظة. بناء على هذه النتائج ، Keimling وآخرون. (2012) إجراء اختبار لتحليل إصلاح DSB في المختبر.

تقنيات لتحليل إصلاح DSB

تم تصميم بعض الاختبارات لتقييم تلف الحمض النووي استجابةً لمواد أو كائنات دقيقة أو ظروف بيئية متنوعة. بعض هذه الاختبارات موصوفة أدناه.

فحص المذنب

يتضمن اختبار المذنب القلوي قياس تلف الحمض النووي في SSB و DSB. هذه الطريقة سريعة ورخيصة. يوفر معلومات مهمة حول مخاطر الأمراض المتعلقة بالإجهاد التأكسدي (Alapetite وآخرون.، 1999 دوسينسكا وكولينز ، 2008). في هذا الاختبار ، يتم دمج الخلايا في طبقة رقيقة من الاغاروز على شريحة زجاجية رقيقة ، ويتم فصل الخلايا في محلول يحتوي على منظف وكلوريد الصوديوم ، مما يؤدي إلى إطلاق الحمض النووي من البروتينات المرتبطة به ، ولكن لا تزال أجزاء الحمض النووي متصلة بالغشاء النووي . بعد ذلك ، يتم تحضين الصفيحة في محلول قلوي ، ويتم تشغيل الرحلان الكهربائي ويتم تلطيخ الحمض النووي ببروميد الإيثيديوم. تنتقل شظايا الحمض النووي إلى القطب الموجب لتشكل صورة تشبه المذنب عند عرضها بالمجهر الفلوري (Fikrov & # x000e1) وآخرون.، 2011 ، بومغارتنر وآخرون.، 2012). تشير صورة رأس المذنب إلى محتوى الحمض النووي والذيل وتكرار فواصل الحمض النووي (الشكل 2 ب). تسمح البرامج المصممة لتحليل صورة المذنب بقياس محتوى الحمض النووي وطول الذيل. يرتبط طول ذيل المذنب بمستوى تلف الحمض النووي.

شعر وآخرون. (2010) استخدم طريقة فحص مذنب معدلة حيث تم تحضين الشرائح مع الخلايا المضمنة في الاغاروز بثلاث معالجات مختلفة: 1) الرحلان الكهربائي القلوي للكشف عن الإشعاع المستحث بـ SSB والمواقع ذات العلامات القلوية 2) الرحلان الكهربي للخلايا المعالجة بالفورميدوبيريميدين [Fapy] - يقوم DNA glycosylase (Fpg) بإطلاق البيورينات التالفة ، تاركًا مواقع Apurinic (مواقع AP) التي يتم تشققها لاحقًا باستخدام AP الخلوي لياز ، مما ينتج عنه شظايا حبلا مفردة يمكن تصورها في اختبار المذنب ، و 3) الرحلان الكهربائي بعد علاج الخلايا مع نوكلياز جرثومي إندوIII ، الذي يشق خيوط الضرر في المواقع التي تقدم بيريميدينات مؤكسدة ، وبالتالي زيادة حساسية مقايسة المذنب عن طريق ترك فجوات في القواعد المتحولة (الشعر وآخرون., 2010).

تتمثل بعض عيوب اختبار المذنب في التباين بين البروتوكولات المختلفة وبين المختبرات ، مما يجعل من الصعب تحديد سمية الإشعاع المؤين ، لذلك ستتطلب هذه المسألة اعتماد بروتوكولات موحدة وقابلة للمقارنة (Forchhammer وآخرون.، 2010 Henr & # x000edquez-Hern & # x000e1ndez وآخرون.، 2012 أزكيتا وآخرون.، 2014). سيروتا وآخرون. (2014) درس التباين بين المختبرات لعوامل فحص المذنب ، مثل العلامات التجارية للشرائح ، ومدة المعالجة القلوية وظروف الرحلان الكهربي ، ووجدوا أن الاختلافات المختبرية مرتبطة بظروف الرحلان الكهربي ، وخاصة درجة الحرارة أثناء الرحلان الكهربائي القلوي ، مما يؤثر على معدل التحويل من المواقع ذات العلامات القلوية إلى فواصل مفردة مجدولة (Sirota وآخرون.، 2014). بالإضافة إلى ذلك ، تم اقتراح أن تنفيذ برنامج قياسي سيكون مطلوبًا لتفسير اختبار المذنب (Fikrov & # x000e1 وآخرون., 2011).

يوجد متغير هيستون H2AX من هيستون H2A في مجموعات فرعية من النيوكليوسومات (2 إلى 25 ٪ من إجمالي H2A) وقد تورط في إصلاح DSB.عندما يتم فسفرة H2AX في بقايا السيرين 139 بواسطة كينازات البروتين المرتبطة بالفوسفوينوزيتيد -3 كيناز (PIKKs) ، تتبنى مجموعة الفوسفات موقع & # x003b3 في البروتين ، مما يشكل تكوين جاما H2AX (& # x003b3-H2AX) (Rogakou وآخرون.، 1998 روثكام وهورن ، 2009). يعمل هذا البروتين الفوسفوري في الأحداث المبكرة لإصلاح الحمض النووي عن طريق فك تكثيف الكروماتين بالقرب من DSB (Kruhlak وآخرون.، 2006). بالإضافة إلى ذلك ، ينضم & # x003b3 H2AX إلى نهايات DSB لتشكيل تركيز & # x0201c & # x003b3H2AX & # x0201d الذي يمتد لعدة ميغا بايت على جانبي DSB. الطريقة المستخدمة لتحليل تلف الحمض النووي هي قياس & # x003b3-H2AX باستخدام الأجسام المضادة ضد

في مقايسات & # x003b3-H2AX ، يتم جمع الدم المحيطي وفصل الخلايا أحادية النواة وتثبيتها على سطح زجاجي. بعد ذلك ، يتم إجراء الكيمياء المناعية مع الأجسام المضادة المضادة & # x003b3-H2AX ويتم تحليل النتائج عن طريق الفحص المجهري الفلوري الذي يتم فيه قياس بؤر الفلورسنت (الشكل 2 أ). يمكن أيضًا تحليل هذا الاختبار عن طريق قياس التدفق الخلوي أو عن طريق لطخة غربية (Kinner وآخرون.، 2008 ديكي وآخرون.، 2009 بودوريكا وآخرون., 2010).

أظهرت قياسات بؤر & # x003b3-H2AX في المرضى قبل العلاج الإشعاعي وبعده باستخدام جرعات منخفضة وعالية من الإشعاع المؤين وجود علاقة خطية بين تلف الحمض النووي والتعرض للإشعاع. يتوافق العدد الأولي لبؤر & # x003b3-H2AX مع DSBs في الخلايا. بعد فترة ، تختفي بؤر & # x003b3-H2AX بسبب إصلاح الحمض النووي (R & # x000fcbe وآخرون.، 2008 القرن وآخرون.، 2011). هذه الطريقة حساسة لقياس إصلاح الحمض النووي للمرضى الذين يخضعون للعلاج الإشعاعي ، ولكنها تُطبق أيضًا في مجالات أخرى ، مثل تحليل تلف الحمض النووي بسبب التعرض المهني أو ملامسة الملوثات البيئية ، ودخان السجائر ، والأدوية ، إلخ & # x02025 من المهم ملاحظة أن هذه التعرضات المشتركة قد تؤثر على النتائج في مرضى العلاج الإشعاعي ، وبالتالي ، ينبغي النظر فيها على أساس فردي. علاوة على ذلك ، لوحظ فسفرة H2AX في غياب DSB في عملية النسخ المتماثل ، وفي الانقسام الفتيلي وأثناء تجزئة الحمض النووي في موت الخلايا المبرمج. لذلك ، يجب أن يكون الاختبار قادرًا على التمييز بين الخلايا المبرمجية والخلايا غير المبرمجة (Dickey وآخرون., 2009).

تساعد طريقة فحص المذنب و & # x003b3-H2AX الموصوفة أعلاه في تقييم تلف الحمض النووي وإصلاحه ، ولكنها لا تسمح بالتمييز بين نوع الضرر ، مثل SSB أو DSB. من المهم أيضًا تحليل ما إذا كان الضرر قد تم إصلاحه وما نوع آلية الإصلاح التي تعمل لتقييم ما إذا كانت الخلايا حساسة أو مقاومة للإشعاع المؤين.

البروتينات المهندسة للكشف عن DSB العفوي

هي وآخرون. (2013) طور تقنية اصطناعية جديدة لقياس DSBs في الخلايا البكتيرية والثديية. تستخدم هذه الطريقة البروتين الفلوري الأخضر (GFP) المدمج في بروتين GAM (GAM-GFP) ، وهو بروتين فيروسي من العاثية Mu ، والذي يشترك في التماثل المتسلسل مع البروتينات حقيقية النواة KU80 و KU70 المشاركة في NHEJ (Aparicio) وآخرون.، 2014). على عكس بروتين KU ، لا يشارك بروتين GAM في تفاعلات إصلاح الحمض النووي. ترتبط GAM بالحمض النووي وتثبط مجموعة متنوعة من نوكليازات خارجية تدخل في إصلاح الحمض النووي (Abraham and Symonds، 1990 Fagagna وآخرون.، 2003 شي وآخرون.، 2013). يسمح هذا التقدم بدراسة وتقدير فواصل الحمض النووي. في هذه الطريقة ،Sceيتم استخدام نوكلياز داخلي لجعل DSBs الخاصة بالموقع ويتم نقل الخلايا باستخدام ناقل تعبير اندماج Mu GAM-GFP. ينضم بروتين GAM-GFP إلى DSBs التي شكلتها I-Sceأنا أعالج ، وأنتج تألق في المواقع المتضررة والذي يمكن تحليله بالمجهر الفلوري. نظرًا لأن بروتين GAM-GFP يتنافس مع بروتينات KU ، فإن هذا يؤدي إلى انخفاض مستويات تلف الحمض النووي ، وبالتالي قصر هذه التقنية على دراسة إصلاح DSB بواسطة الموارد البشرية (Shee وآخرون., 2013).

تحديد آليات الإصلاح بواسطة ركائز DNA محددة

كما ذكر أعلاه ، Keimling وآخرون. (2012) طور ملف في المختبر الطريقة التي يتم فيها نقل PBLs مع البلازميدات علامة لتمكين التمييز بين الآليات المشاركة في إصلاح DSB: الموارد البشرية ، NHEJ ، و SSA (الشكل 3 أ). في هذا الإجراء ، يتم نقل PBLs في ثلاث تجارب مختلفة مع بلازميدات منفصلة ، كل منها يحتوي على جين مراسل EGFP متبوعًا بتسلسلات مختلفة قابلة للخضوع لإحدى الآليات المختلفة لإصلاح الحمض النووي المحددة أعلاه. يتم نقل الخلايا في المجموعات الثلاث بشكل مشترك مع ترميز بلازميد لـ I-Sceأنا كمحث لأحداث إصلاح DSB. يقيس كشف الأسفار بعد 24 ساعة عن طريق قياس التدفق الخلوي في أي من الخلايا المنقولة الثلاثة للوحة أحداث كل آلية تشغيل فردية ، مما يسمح بمزيد من المعلومات التفصيلية حول إصلاح DSB في المرضى الفرديين (الشكل 3 ب). يمكن إجراء هذا الاختبار لمعالجة وتحليل العينات عالي الإنتاجية (Boehden وآخرون.، 2002 Keimling وآخرون., 2012).


بلغ معدل الإصابة بالسرطان المصحح حسب العمر في الولايات المتحدة من 2001 إلى 2005 467 حالة سرطان سنويًا لكل 100000 رجل وامرأة

(برنامج المراقبة الأمريكية وعلم الأوبئة والنتائج النهائية (SEER) ، راجع http://seer.cancer.gov)

ال خطر نسبي يفترض النموذج أن الإشعاع يزيد من الوقوع الطبيعي للسرطان ويتم التعبير عنه كجزء أو مضاعف من المخاطر التي تحدث بشكل طبيعي. هذه القيمة دائمًا أكبر من 1 (ما لم يُفترض أن الإشعاع ينتج تأثيرًا مفيدًا - تُعرف هذه الفرضية باسم & ldquohormesis & rdquo ولن يتم النظر فيها هنا). تستخدم معظم المنشورات الاستشارية الخطر النسبي لأن لها بعض المزايا الرياضية والإحصائية عند اشتقاقها من الدراسات الوبائية. القيم المقبولة حاليًا للمخاطر النسبية معطاة في الجدول 2. لاحظ أنه يتم استخدام وحدة جديدة من التعرض للإشعاع تسمى سيفرت (Sv). تستخدم هذه الوحدة عند تحديد الجرعة الفعالة من التعرض للإشعاع. من المعروف أن الأنسجة المختلفة تتفاعل بشكل مختلف مع الإشعاع ، أي أن بعض الأنسجة أكثر حساسية للتلف الإشعاعي من غيرها. ترتبط حساسية الأنسجة للإشعاع بنوع الإشعاع (الأشعة السينية ، وجسيمات ألفا ، وما إلى ذلك) الذي يعرض الأنسجة ونوع الأنسجة التي تتعرض لها بسبب عمر الخلايا والأنسجة ، ودورة الانقسام ، وعوامل أخرى. لذلك ، عند مناقشة تأثيرات الإشعاع بالنسبة لتحريض السرطان ، يتم ضبط طاقة الإشعاع الممتصة على حساسية الأنسجة و rsquos. يتم تحديد هذا التطبيع عن طريق استخدام سيفرت بدلاً من الرمادي (يحدد الرمادي الطاقة الممتصة في الأنسجة فقط & ndash انظر قسم التأثيرات المحددة).

أيضًا ، عند تحويل الجرعة الممتصة باللون الرمادي إلى الجرعة الفعالة في سيفرت ، يجب معرفة هندسة التعرض لحساب كل نوع من أنواع الأنسجة الموجودة في مجال رؤية الإشعاع وجميع الأنسجة الموجودة في مجال الإشعاع أو بالقرب منه. التي قد تتعرض للإشعاع المتناثر. مع معرفة الأنسجة المعرضة وحساسية الأنسجة و rsquos للإشعاع ، هناك نماذج تعتمد على الإنسان العادي لتحديد عامل التحويل من Gray إلى Sievert. لاحظ أن معظم دراسات التصوير لا تتضمن سوى التعرض لجزء من الجسم ، ومع ذلك ، فإن جزءًا من الإشعاع لا يتفاعل مع الأنسجة في المريض على الإطلاق ، ولكنه ينتقل عبر المريض لإنشاء الصورة. لذلك ، ينتج عن التحويل من Gray إلى Sievert أن كل نسيج يتلقى جزءًا فقط من إجمالي الطاقة التي دخلت المريض. تتراوح قيم هذا التحويل من 1٪ للأنسجة غير الحساسة للإشعاع حتى 12٪ للأنسجة الأكثر حساسية. لذلك ، تكون الجرعة الفعالة (أي Sv) دائمًا أقل من الجرعة الممتصة (أي Gy).

الجدول 2: المخاطر الاسمية لتأثيرات السرطان *

نظرًا لأن نتائج تأثيرات الإشعاع على مزارع الخلايا ، والدراسات على الحيوانات ، ودراسات علم الأوبئة البشرية قد يتم تفسيرها بشكل مختلف ، فقد ترى اختلافات في قيم المخاطر النسبية المنشورة ، ولكنها تقع جميعها ضمن بضع نقاط مئوية من بعضها البعض. يستخدم العديد من المؤلفين متوسط ​​قيمة 5٪ لكل سيفرت عند مناقشة خطر الإصابة بالسرطان من التعرض للإشعاع.

لاحظ أن القيم الواردة في الجدول 2 مخصصة للبالغين أو جميع الأشخاص (أي السكان بالكامل). من المعروف أن الحساسية للإشعاع تختلف باختلاف عمر الخلية والدورة الانقسامية. يشير هذا إلى أن الأطفال يجب أن يكون لديهم مخاطر نسبية أعلى عند مقارنتهم بالبالغين بسبب زيادة معدل نموهم والتمايز الخلوي المستمر. هذا هو السبب في وجود زيادة في قيم المخاطر النسبية لـ & ldquoentire السكان & rdquo في الجدول 2. في الشكل 2 ، يتم تقديم خطر العمر التقديري الذي سينتج عن الإشعاع السرطان (التسرطن) بالنسبة إلى عمر الشخص و rsquos. هذا يدل على أن الأطفال معرضون لخطر مدى الحياة بنسبة 10٪ - 15٪ من التعرض للإشعاع بينما الأفراد فوق سن 60 لديهم خطر ضئيل أو معدوم (بسبب فترة الكمون للسرطان ومتوسط ​​العمر المتوقع للشخص).

الشكل 2 مقتبس من منشور ICRP 60 (1990)

توضح هذه البيانات أيضًا أنه لا يمكنك ببساطة استخدام متوسط ​​الخطر النسبي الموضح في الجدول 2 لتقدير زيادة الإصابة بالسرطان بسبب التعرض للإشعاع. لإجراء هذا التحليل بشكل صحيح ، يجب أن تأخذ في الاعتبار عمر جميع الأفراد في المجموعة المعرضة للإشعاع.

أ -3. اعتبارات خاصة للجنين / الجنين

التطور المبكر للحياة هو وقت يحدث فيه انقسام وتمايز سريع للخلايا. لذلك ، فإن حساسية الإشعاع عالية بالنسبة للجنين النامي ، ويجب النظر إلى الحماية من الإشعاع بشكل مختلف عن عامة الناس. يقدم الجدول 3 مراجعة المرحلة والتأثيرات الحتمية التي قد تحدث في الجنين / الجنين بعد التعرض لمستويات مختلفة من الإشعاع. على غرار ما هو مبين في الجدول 1 ، لم يتم العثور على تأثيرات حتمية أقل من جرعة ممتصة من 0.1 Gy ، حتى في الجنين / الجنين.

الجدول 3: ملخص للآثار الإشعاعية الحتمية المشتبه في حدوثها داخل الرحم *

على الرغم من أن التأثيرات الحتمية لا تظهر عند مستويات الجرعات المنخفضة في الجنين / الجنين ، إلا أن هناك العديد من الدراسات التي أظهرت زيادة الإصابة بالسرطان (أي التأثيرات العشوائية) في الأطفال بعد التعرض للإشعاع داخل الرحم. أدى التعرض للإشعاع قبل الولادة إلى زيادة معدل الإصابة بالسرطان في نسل الناجين من القصف الذري في هيروشيما وناجازاكي. في دراسات وبائية أخرى ، كانت هناك أيضًا نتائج إحصائية جيدة توضح زيادة معدل الإصابة بالسرطان لدى الأطفال بعد التعرض للإشعاع قبل الولادة من دراسات الأشعة التشخيصية. لسوء الحظ ، لا تقدم هذه الدراسات الوبائية بيانات جيدة جدًا عن الجرعة الممتصة المحددة التي يتلقاها الجنين أو الجنين. هذا يحد من القدرة على التوصيف الدقيق للجرعة مقابل الاستجابة كما تم القيام به للتأثيرات الحتمية. ولكن نظرًا لأن الجرعات التي تم تلقيها في هذه الدراسات الوبائية كانت في نطاق الأشعة التشخيصية ، فإنها تشير إلى أن المستويات المنخفضة من التعرض للإشعاع للجنين / الجنين يزيد بالتأكيد من خطر الإصابة بسرطان الأطفال.


[آثار التعرض للإشعاع على جسم الإنسان]

هناك نوعان من اضطراب التأثير الصحي الإشعاعي الحاد والاضطراب المتأخر. الاضطراب الحاد هو تأثير حتمي تظهر فيه الأعراض بالتعرض فوق عتبة معينة. الأنسجة والخلايا التي يتكون منها جسم الإنسان لها حساسية إشعاعية مختلفة على التوالي ، وتظهر الأعراض بالترتيب من الأنسجة شديدة الحساسية للإشعاع. تبدأ الأعراض السريرية للاضطراب الحاد بانخفاض عدد الخلايا الليمفاوية ، ثم تظهر الأعراض مثل الثعلبة ، حمامي الجلد ، تلف مكونات الدم ، تلف الجهاز الهضمي ، تلف الجهاز العصبي المركزي مع زيادة جرعة الإشعاع. فيما يتعلق بالاضطراب المتأخر ، فإن التأثير الصحي السائد هو السرطان من بين أعراض مثل السرطان والأمراض غير السرطانية والتأثير الجيني. يتم التعرف على السرطان والتأثير الجيني كتأثيرات عشوائية بدون عتبة. عندما تكون جرعة الإشعاع مساوية أو أكثر من 100 ملي سيفرت ، يُلاحظ أن خطر الإصابة بالسرطان بسبب التعرض للإشعاع يزداد خطيًا مع زيادة الجرعة. من ناحية أخرى ، فإن خطر الإصابة بالسرطان من خلال التعرض للإشعاع بجرعات منخفضة ، أقل من 100 ملي سيفرت ، لم يتم توضيحه علميًا بعد. على الرغم من استمرار عدم اليقين فيما يتعلق بتقدير المستوى المنخفض للمخاطر ، فإن نموذج LNT المقدم من ICRP وإجراء الحماية من الإشعاع وفقًا لنموذج LNT في الإشعاع ذي الجرعة المنخفضة والجرعة المنخفضة من موقع الحماية من الإشعاع. وفي الوقت نفسه ، تم توضيح آلية الضرر الإشعاعي تدريجياً. يُعتقد أن الحدث الأولي للأمراض التي يسببها الإشعاع هو الضرر الذي يلحق بالجينوم مثل فواصل الحمض النووي المزدوجة التي يسببها الإشعاع. في الآونة الأخيرة ، تم توضيح أن خلايانا يمكن أن تتعرف على تلف الجينوم وتحفز استجابة الخلايا المتنوعة للحفاظ على سلامة الجينوم. تسمى هذه الظاهرة باستجابة تلف الحمض النووي التي تؤدي إلى توقف دورة الخلية وإصلاح الحمض النووي وموت الخلايا المبرمج وشيخوخة الخلية وما إلى ذلك. تعمل هذه الاستجابات في الاتجاه للحفاظ على سلامة الجينوم ضد تلف الجينوم ، ومع ذلك ، فإن موت عدد كبير من الخلايا يؤدي إلى اضطراب حاد ، ومن ثم يُعتقد أن سوء إصلاح الحمض النووي والطفرة يسبب السرطان. إن المدى الذي يمكن أن يؤدي به هذا النوع من الاستجابة الخلوية إلى تقليل مخاطر الإشعاع المنخفض الجرعات يمثل تحديًا كبيرًا للبحث في المستقبل.


مسارات إصلاح DSB

يتم تحقيق إصلاح DSB من خلال ثلاث طرق: انضمام طرف غير متماثل (NHEJ) ، وإعادة تركيب متماثل محافظ (HR) ومحاذاة أحادية الخيط ، وتسمى أيضًا إعادة التركيب المتماثل غير المحافظ (SSA) ( لانجراك ورسل ، 2011 Langerak P and Russell P (2011) شبكات تنظيمية تدمج التحكم في دورة الخلية مع نقاط تفتيش تلف الحمض النووي وإصلاح الانكسار المزدوج. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 366: 3562-3571. ). تعتبر الموارد البشرية آلية خالية من الأخطاء لأنها تستخدم خيط دليل DNA غير تالف لإصلاح DSB ، ويتم إعادة تكوين الحمض النووي الأصلي دون فقدان المعلومات الجينية ، ولكن هذه الآلية تستمر ببطء ولا يتم ممارستها إلا في مراحل S / G2 من دورة الخلية. تعتبر NHEJ و SSA من الآليات المعرضة للخطأ والمطفرة لأن معالجة نهايات الحمض النووي قد تؤدي إلى فقدان أو تعديل المعلومات الجينية في نهايات DSB التي تم إصلاحها. NHEJ هي الآلية الأكثر شيوعًا لإصلاح DSB في الخلايا حقيقية النواة. في هذه الآلية ، يتم قطع أو تعديل خيوط الحمض النووي في DSB ، ويتم ربط النهايات معًا بغض النظر عن التماثل ، مما يؤدي إلى حدوث عمليات حذف أو إدخال. على الرغم من أن هذه العملية عرضة للخطأ ، إلا أن هذه الآلية يمكنها إصلاح تلف الحمض النووي بسرعة ، لأنها لا تقتصر على مرحلة دورة خلية واحدة ، وبالتالي منع زيادة عدم الاستقرار الجيني ( هل ، 2014 Do TA و Brooks JT و Le Neveu MK و La Rocque JR (2014) تحدد فحوصات إصلاح كسر الشريط المزدوج اختيار المسار وهيكل أحداث تحويل الجينات في Drosophila melanogaster. ع 3 4: 425-432. ). تم تفصيل هذه الآليات أدناه وفي الشكل 1. يتم سرد البروتينات الرئيسية المشاركة في الخطوات المبكرة لاكتشاف DSB وإعادة تشكيل الكروماتين وإصلاح الحمض النووي في الجدول 1.

انضمام طرف غير متماثل (NHEJ)

Canonical NHEJ (C-NHEJ) هي عملية انضمام نهائية محافظة ، وهذا المسار ضروري أيضًا لإعادة التركيب V (D) J أثناء تطور الخلايا الليمفاوية للخلايا التائية والبائية. لا يقتصر NHEJ على مرحلة معينة من دورة الخلية ، ولكنه يحدث بشكل تفضيلي أثناء G0، جي1 ومراحل S الأولى ( تشيستياكوف ، 2008 Chistiakov DA و Voronova NV و Chistiakov PA (2008) الاختلافات الجينية في جينات إصلاح الحمض النووي والحساسية الإشعاعية للسرطان وقابلية تفاعلات الأنسجة الحادة في مرضى السرطان المعالجين بالعلاج الإشعاعي. اكتا أونكول 47: 809-824. ديكبار ، 2011 Deckbar D و Jeggo PA و Löbrich M (2011) فهم قيود نقاط تفتيش دورة الخلية التي يسببها الإشعاع. Crit Rev Biochem Mol Biol 46: 271-283. مالو ، 2012 أ Malu S و De Ioannes P و Kozlov M و Greene M و Francis D و Hanna M و Pena J و Escalante CR و Kurosawa A و Erdjument-Bromage H وآخرون. (2012 أ) تسهل منطقة Artemis C-terminal إعادة التركيب V (D) J من خلال تفاعلاتها مع DNA Ligase IV و DNA-PKcs. J Exp Med 209: 955-963. و ب Malu S و Malshetty V و Francis D و Cortes P (2012b) دور النهاية غير المتجانسة في الانضمام إلى V (D) J. إمونول ريس 54: 233-246. ). يتضمن NHEJ ربط نهايات كسر الحمض النووي ولا يتطلب التماثل التسلسلي. الخطوة الأولى في هذه العملية هي التعرف على نهايات الحمض النووي بواسطة مغاير KU المكون من بروتينات KU70 و KU80. يرتبط المغير المتغاير بنهايات الحمض النووي ويحميها من المزيد من التدهور ( وليامز ، 2014 Williams GJ و Hammel M و Radhakrishnan SK و Ramsden D و Lees-Miller SP و Tainer JA (2014) رؤى هيكلية في NHEJ: بناء صورة متكاملة لمركب إصلاح DSB الديناميكي الفائق ، مكون واحد وتفاعل في وقت واحد. إصلاح الحمض النووي 17: 110-120. ). أظهرت الدراسات البلورية لـ KU70 / 80 heterodimer أنه يتبنى بنية على شكل حلقة تحيط بحلزون DNA المزدوج الذي يصل إلى نهايات DNA ( ووكر ، 2001 Walker JR و Corpina RA و Goldberg J (2001) هيكل Ku heterodimer المرتبط بالحمض النووي وآثاره على إصلاح كسر الخيط المزدوج. Nature 412: 607-614. ). الوحدات الفرعية KU متشابهة في تنظيم المجال ولديها مجال amino-terminal von Willebrand يشارك في KU heterodimerization ( فيل وشيلد بولتر ، 2012 ينظم Fell VL و Schild-Poulter C (2012) Ku الإشارات إلى مسارات الاستجابة لتلف الحمض النووي عبر مجال Ku70 von Willebrand. مول الخلية بيول 32: 76-87. ). يشكل مغاير KU70 / 80 سقالة في نهايات الحمض النووي ويقوم بتجنيد وتنشيط الوحدة الفرعية التحفيزية للبروتين كيناز المعتمد على الحمض النووي (DNA-PKcs). تشكل DNA-PKcs بنية على شكل كماشة تخلق قناة مركزية تتوسط في قدرة DNA-PKcs على ربط الحمض النووي المزدوج ( سيباندا ، 2010 Sibanda BL و Chirgadze DY و Blundell TL (2010) يكشف التركيب البلوري لـ DNA-PKcs عن مهد كبير مفتوح الحلقة يتكون من تكرار HEAT. Nature 463: 118-121. ديفيس ، 2014 Davis AJ و Chen BPC و Chen DJ (2014) DNA-PK: إنزيم ديناميكي في مسار إصلاح DSB متعدد الاستخدامات. إصلاح الحمض النووي 17: 21-29. ). بعد ذلك ، يتفاعل إصلاح الأشعة السينية الذي يكمل بروتين الإصلاح المعيب في خلايا الهامستر الصينية 4 (XRCC4) مع الوحدة الفرعية KU70 وبروتين سقالة NHEJ مهم آخر ، مما يمكّن الإنزيمات من التفاعل مع منطقة DSB. يتفاعل DNA ligase IV بشكل مباشر مع KU heterodimer ، وهو تفاعل بوساطة مجالات BRCA1 C-terminal (BRCT) الموجودة في الطرف C من DNA ligase IV ( أوشي ، 2014 Ochi T و Wu Q و Blundell TL (2014) التنظيم المكاني للانضمام إلى النهاية غير المتجانسة: من الجسر إلى النهاية الانضمام. إصلاح الحمض النووي 17: 98-109. ). بعد ذلك ، يتفاعل PNKP (polynucleotide kinase-phosphatase) مع XRCC4 الفسفوري. أظهر التحليل الإنشائي أن هذه السقالة تشكل خيوطًا تتفاعل مع نهايات الحمض النووي وتشكل جسرًا يعمل على استقرار أطراف DSB ( هاميل ، 2010 ينظم Hammel M و Yu Y و Fang S و Lees-Miller SP و Tainer JA (2010) XLF بنية خيوط XRCC4. مجمع Ligase IV. الهيكل 18: 1431-1442. أوشي ، 2014 Ochi T و Wu Q و Blundell TL (2014) التنظيم المكاني للانضمام إلى النهاية غير المتجانسة: من الجسر إلى النهاية الانضمام. إصلاح الحمض النووي 17: 98-109.). لقد ثبت أيضًا أن XRCC4 ينضم إلى PNKP غير الفسفوري ، ولكن مع تقارب أقل. البروتينات الأخرى ، مثل aprataxin و aprataxin و PNKP like factor (APLF) والعامل الشبيه XRCC4 (XLF) تربط أيضًا XRCC4.

عادةً ما تكون نهايات DSB غير منتظمة وتظهر عيوبًا أخرى ، مثل قطع الخيوط القاسية التي يجب حلها قبل حدوث NHEJ. إذا كانت مجموعات الفوسفات أو الأدينيلات موجودة في نهايات DSB ، فقد تكون هناك حاجة إلى معالجة نهاية الحمض النووي للربط اللاحق. PNKP هو كيناز / فوسفاتيز مسؤول عن إضافة الفوسفات إلى نهاية 5'OH وإزالة مجموعات الفوسفات في الطرف 3 ( برنشتاين ، 2005 Bernstein NK و Williams RS و Rakovszky ML و Cui D و Green R و Karimi-Busheri F و Mani RS و Galicia S و Koch CA و Cass CE وآخرون. (2005) الهندسة الجزيئية لإنزيم إصلاح الحمض النووي للثدييات ، عديد النوكليوتيد كيناز. خلية مول 17: 657-670. ). أبراتاكسين عبارة عن هيدروليز نيوكليوتيد و ترانسفيراز يحفز إزالة مجموعات الأدينيلات المرتبطة تساهميًا بـ 5 فوسفات تيرميني ( جراندي ، 2013 Grundy GJ و Rulten SL و Zeng Z و Arribas-Bosacoma R و Iles N و Manley K و Oliver A و Caldecott KW (2013) يعزز APLF تجميع ونشاط مجمعات البروتين غير المتجانسة المنضمة. EMBO J 32: 112-25. ). عندما يجب إصلاح عدم تناسق DSB ، يتم فسفرة نوكلياز أرتميس الخارجي ويرتبط بـ DNA-PKcs لتقليم النهايات الزائدة عن الحاجة. KU لديها 5′deoxyribose-5-phosphate (5′-dRP) / AP lyase نشاط يشارك في شق خيوط مفردة أهلية زائدة موجودة في نهايات DSB ( روبرتس ، 2010 Roberts SA و Strande N و Burkhalter MD و Strom C و Havener JM و Hasty P و Ramsden DA (2010) Ku هو 5'dRP / AP lyase الذي يزيل تلف النيوكليوتيدات بالقرب من نهايات مكسورة. Nature 464: 1214-1217. ). تنضم متلازمة ويرنر Rec Q هيليكس مثل البروتين (WRN) إلى KU heterodimer و XRCC4 وتحفز نشاط نوكلياز خارجي 3 إلى 5 ( جو ، 2010 Gu J و Li S و Zhang X و Wang LC و Niewolik D و Schwarz K و Legerski RJ و Zandi E و Lieber MR (2010) ينظم DNA-PKcs نشاط نوكلياز الحمض النووي أحادي الجديلة في Artemis. إصلاح الحمض النووي 9: 429-437. مالو ، 2012 Malu S و De Ioannes P و Kozlov M و Greene M و Francis D و Hanna M و Pena J و Escalante CR و Kurosawa A و Erdjument-Bromage H وآخرون. (2012 أ) تسهل منطقة Artemis C-terminal إعادة التركيب V (D) J من خلال تفاعلاتها مع DNA Ligase IV و DNA-PKcs. J Exp Med 209: 955-963. ). في بعض الأحيان ، يلزم ملء الفجوات في الخيوط في موقع DSB ، ويمكن إنجاز هذه الوظيفة بواسطة بوليميرات عائلة X (μ و λ بوليميراز) ( كاب ، 2006 Capp JP و Boudsocq F و Bertrand P و Laroche-Clary A و Pourquier P و Lopez BS و Cazaux C و Hoffmann JS و Canitrot Y (2006) مطلوب بوليميريز الحمض النووي λ لإصلاح فواصل الحمض النووي غير المتوافقة المزدوجة بواسطة NHEJ في خلايا الثدييات. الأحماض النووية الدقة 34: 2998-3007. ، 2007 Capp JP، Boudsocq F، Besnard AG، Lopez BS، Cazaux C، Hoffmann JS and Canitrot Y (2007) إشراك DNA polymerase μ في إصلاح مجموعة فرعية معينة من فواصل الحمض النووي المزدوجة في خلايا الثدييات. الأحماض النووية الدقة 35: 3551-3560. ).

عندما تكون نهايات DSB لقطعتين من الحمض النووي نظيفة ومتوافقة ، يتم ربطها بواسطة DNA ligase IV ( جاهان ، 2014 Jahan F و Kweon J و Wang Y و Han E و Kan Y و Lichter N و Weisensel N و Hendrickson EA (2014) دور XLF في إصلاح الحمض النووي وإعادة التركيب في الخلايا الجسدية البشرية. إصلاح الحمض النووي 15: 39-53. ). يتم تحفيز نشاط Ligase IV بواسطة XRCC4 ( جو ، 2007 Gu J و Lu H و Tippin B و Shimazaki N و Goodman MF و Lieber MR (2007) XRCC4: يمكن لـ DNA ligase IV ربط أطراف الحمض النووي غير المتوافقة ويمكن ربطها عبر الفجوات. EMBO J 26: 1010-1023. ). قد يتم ضم الأطراف غير المتوافقة عن طريق تفاعل بين ligase IV و XLF.

يوجد أيضًا مسار NHEJ بديل (A-NHEJ) مستقل عن نشاط مغاير KU70 / KU80. في هذه الآلية ، يتم استئصال نهايات الحمض النووي عن طريق بروتين إعادة التركيب الانقسام 11 (MRE11) وبروتين ربط الورم الأرومي الشبكي 8 (RBBP8 ، مرادف لـ CtIP) نوكليازات خارجية ( جو ، 2010 Gu J و Li S و Zhang X و Wang LC و Niewolik D و Schwarz K و Legerski RJ و Zandi E و Lieber MR (2010) ينظم DNA-PKcs نشاط نوكلياز الحمض النووي أحادي الجديلة في Artemis. إصلاح الحمض النووي 9: 429-437. و هاميل ، 2010 ينظم Hammel M و Yu Y و Fang S و Lees-Miller SP و Tainer JA (2010) XLF بنية خيوط XRCC4. مجمع Ligase IV. الهيكل 18: 1431-1442. ) ، مما يعرض مناطق الميكروهومولوجي التي يمكن محاذاتها ، مما يسمح بملء الأجزاء الفارغة بواسطة بوليميراز عائلة X. بعد ذلك ، قد يكمل XRCC1 و ligase III عملية الانضمام النهائي ( فريت ، 2014 Frit P و Barboule N و Yuan Y (2014) المسار (المسارات) البديلة للربط النهائي: Bricolage عند فواصل الحمض النووي. إصلاح الحمض النووي 17: 81-97. ). C-NHEJ هي عملية انضمام نهائية أكثر تحفظًا ، ولكن قد تتأثر فعاليتها بالنشاط شديد التعرض للخطأ لمسار A-NHEJ ، وقدرة C-NHEJ على إصلاح النهايات غير المنتظمة ، وعدم توافق بعض الحمض النووي ينتهي ( بترمير ، 2014 Bétermier M و Bertrand P و Lopez BS (2014) هي عملية ربط نهائية غير متجانسة بالفعل عملية عرضة للخطأ PLoS Genet 10: e1004086. ).

إعادة التركيب المتماثل (HR)

تتطلب الموارد البشرية لإصلاح DSB تسلسل الحمض النووي المتماثل الذي توفره الشقيقة الكروماتيد المتماثل لاستعادة آفة DSB. لذلك ، تكون هذه العملية نشطة فقط خلال مرحلتي دورة الخلية S و G2 ، حيث يتوفر الكروماتيد الشقيق كقالب ( كريجي ، 2012 Krejci L و Altmannova V و Spirek M و Zhao X (2012) إعادة التركيب المتماثل وتنظيمه. الأحماض النووية الدقة 40: 5795-5818. ). يبدأ HR بربط مجمع MRN بنهايات DSB. يتكون مركب MRN من بروتين MRE11 ، متماثل rad 50 S. cerevisiae بروتين (RAD50) وبروتين النيبرين (NBS1) ( ريتشارد ، 2011 أ Richard DJ و Cubeddu L و Urquhart AJ و Bain A و Bolderson E و Menon D و White MF و Khanna KK (2011a) يتفاعل HSSB1 مباشرة مع مجمع MRN مما يحفز تجنيده في فواصل الحمض النووي المزدوجة ونشاط نوكليازه الداخلي. الأحماض النووية الدقة 39: 3643-3651. و ب Richard DJ و Savage K و Bolderson E و Cubeddu L و So S و Ghita M و Chen DJ و White MF و Richard K و Prize KM وآخرون. (2011b) يرتبط HSSB1 بسرعة في مواقع فواصل الحمض النووي المزدوجة ، وهو مطلوب للتوظيف الفعال لمجمع MRN. الأحماض النووية الدقة 39: 1692-1702. ). بعد ذلك ، يتم هضم الأطراف الثلاثة لـ DSB بواسطة نشاط نوكلياز خارجي لـ MRE11 / CtIP لتوليد نهايات مجانية في DSB والتي يتم تمديدها بواسطة نشاط نوكلياز خارجي EXO1 3′- 5 ( ليمبو ، 2007 Limbo O و Chahwan C و Yamada Y و Bruin RAM و Wittenberg C و Russell P (2007) Ctp1 هو بروتين منظم بدورة الخلية يعمل مع مجمع Mre11 للتحكم في إصلاح الانكسار المزدوج عن طريق إعادة التركيب المتماثل. خلية مول 28: 134-146. ). بعد ذلك ، يرتبط بروتين ربط الحمض النووي أحادي السلسلة 1 (hSSB1) بالنهايات الحرة 3 'وينضم إلى بروتين النسخ المتماثل A (RPA) لحماية هذه الأطراف الحرة من المزيد من التدهور ، لمنع التلدين غير المناسب الذي قد يؤدي إلى إعادة ترتيب الجينوم وإلى منع تكوين دبوس الشعر ( تشين ، 2013 Chen H و Lisby M و Symington L (2013) ينسق RPA استئصال نهاية الحمض النووي ويمنع تكوين دبابيس شعر الحمض النووي. خلية مول 50: 589-600. ). RPA عبارة عن مركب غير متجانس يتكون من RPA70 و RPA32 و RPA14 يشارك أيضًا في التحكم في نسخ الحمض النووي وآليات الإصلاح ( سليث ، 2007 Sleeth KM و Sørensen CS و Issaeva N و Dziegielewski J و Bartek J و Helleday T (2007) يتوسط RPA في إصلاح إعادة التركيب أثناء إجهاد النسخ المتماثل ويتم إزاحته من الحمض النووي عن طريق إشارات نقاط التفتيش في الخلايا البشرية. J Mol Cell Biol 373: 38-47. ). بعد ذلك ، يتم استبدال RPA بمصفوفة من بروتينات RAD51 مجمعة إلى ثمانية مجالات BRC لبروتين سرطان الثدي 2 (BRCA2) ومشاركة خمسة بروتينات إضافية (RAD51B / RAD51C / RAD51D / XRCC2 / XRCC3) ( الغرب ، 2003 West SC (2003) وجهات النظر الجزيئية لبروتينات إعادة التركيب والتحكم فيها. نات رؤيا ٤: ١- ١١. ). Rad51 هو recombinase الذي يشكل خيوط بروتين نووي RAD51-BRCA2 قبل المشبكي على الحمض النووي ( ويليامز ومايكل 2010 Williams AB and Michael WM (2010) إشعار الإخلاء: رؤى جديدة لإزالة Rad51 من الحمض النووي أثناء إعادة التركيب المتماثل. خلية مول 37: 157-158. ). تبحث خيوط البروتين النووي RAD51-BRCA2 وتغزو تسلسلات المتجانسات لتشكيل بنية تقاطع Holliday ( ماسون ، 2001 Masson JY، Tarsounas MC، Stasiak AZ، Stasiak A، Shah R، McIlwraith MJ، Benson FE and West SC (2001) تحديد وتنقية مجمعين متميزين يحتويان على خمسة أشكال Paralogs RAD51. جينات ديف 8: 3296-3307. ). يتم ربط الكروماتيدات الشقيقة ببروتينات cohesin SMC1 و 3 و 5 و 6. تسهل هذه البروتينات تماسك DSB والخيوط المتجانسة السليمة لاسترضاء إعادة التركيب المتماثل ( كيم ، 2002 Kim JS و Krasieva TB و LaMorte V و Malcolm A و Taylor R و Yokomori K (2002) التوظيف المحدد لتماسك الإنسان لتلف الحمض النووي الناجم عن الليزر. J بيول كيم 277: 45149-45153. و كونغ ، 2014 Kong X و Ball Jr AR و Pham HX و Zeng W و Chen H و Schmiesing JA و Kim J و Berns M و Yokomori K و Ball AR وآخرون. (2014) وظائف مميزة لكل من Cohesin-SA1 و Cohesin-SA2 البشريين في إصلاح كسر الخيوط المزدوجة. خلية مول بيول 34: 685-698. ). بعد غزو الكروماتيد الشقيق (المشابك) ومحاذاة تسلسل الحمض النووي المتماثل ، تتم إزالة RAD51 تاركًا نهاية 3′-OH مجانية تمكن من تركيب الحمض النووي بواسطة بوليميريز الحمض النووي δ في اتجاه 3′-5 بمساعدة من resolvases ، مثل الوحدة الفرعية للنوكلياز الخاص بالهيكل (MUS81) ، والنوكلياز الداخلي الأساسي الخاص بالهيكل الانتصافي 1 (EME1) ، وتقاطع Holliday 5 flap endonuclease (GEN1) ( كونستانتينو ، 2002 Constantinou A و Chen XB و McGowan CH و West SC (2002) دقة تقاطع Holliday في الخلايا البشرية: نوكليازان داخليان للوصلة مع خصائص مميزة للركيزة. EMBO J 21: 5577-5585. ). بمجرد اكتمال تخليق الحمض النووي الذي تم إصلاحه ، تحل هذه الإنزيمات تقاطع هوليداي وتنضم نهايات الحمض النووي بواسطة DNA ligase I ( ماتوس والغرب 2014 Matos J و West SC (2014) قرار تقاطع Holliday: التنظيم في المكان والزمان. إصلاح الحمض النووي 19: 176-181. ). على الرغم من عدم فهمه تمامًا ، يلعب بروتين BRCA1 دورًا مهمًا في توجيه سقالات خيوط Rad51-BRCA2 ويتفاعل أيضًا مع هيستون H2AX (الموصوف أدناه) أثناء إصلاح الموارد البشرية ( أودونوفان وليفينجستون ، 2010 O'Donovan PA و Livingston DM (2010) DM. BRCA1 و BRCA2: المنتجات الجينية للإصابة بسرطان الثدي / المبيض والمشتركين في إصلاح كسر الشرائط المزدوجة. ياء كارسينوج 31: 961-967. ).

تعتبر طريقة إصلاح الموارد البشرية خالية من الأخطاء ، لأنها تستخدم التسلسل المتماثل للكروماتيد الشقيق كقالب للتوليف. لقد تم اقتراح أن تكاثف الكروموسوم يجعل من الصعب البحث عن التسلسلات المتماثلة في النواة ، وبالتالي يتم استخدام NHEJ بشكل متكرر بواسطة الخلايا لإصلاح DSB ( ديكبار ، 2011 Deckbar D و Jeggo PA و Löbrich M (2011) فهم قيود نقاط تفتيش دورة الخلية التي يسببها الإشعاع. Crit Rev Biochem Mol Biol 46: 271-283. لانجراك ورسل ، 2011 Langerak P and Russell P (2011) شبكات تنظيمية تدمج التحكم في دورة الخلية مع نقاط تفتيش تلف الحمض النووي وإصلاح الانكسار المزدوج. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 366: 3562-3571. ). يُقترح أيضًا الدقة العالية للموارد البشرية لشرح الحساسية المنخفضة والمقاومة الخلوية للخلايا في طور S / G2 للإشعاع المؤين. لذلك يُقترح أن مقاومة العلاج الإشعاعي تتوسط فيها الموارد البشرية ( سميحا ، 2013 Somaiah N و Yarnold J و Lagerqvist A و Rothkamm K و Helleday T (2013) يتوسط إعادة التركيب المتماثل المقاومة الخلوية وحساسية حجم الكسر للعلاج الإشعاعي. Radiother aOncol 108: 155-161. ).

محاذاة خيط واحد (SSA)

يمكن اعتبار SSA بمثابة شكل خاص من أشكال إصلاح الموارد البشرية. آلية الإصلاح هذه ليست متحفظة وتعتمد على وجود تسلسلات متكررة تحيط بـ DSB. يبدأ بانقسام الطرف الخماسي من خيط واحد من الحمض النووي لفضح الميكروهومولوجيات. يتم التوسط في ذلك بواسطة مركب بروتيني يتكون من CtIP ومركب MRN ، متبوعًا بمحاذاة النهايات المتجانسة. تتم إزالة المناطق غير المنحازة بواسطة نوكليازات ERCC1 / XPF (مما يؤدي إلى فقدان النيوكليوتيدات في سلسلة DNA) ثم يتم ربط نهايات الحمض النووي بواسطة DNA ligase III ( ساليس ، 2011 Salles D و Mencalha AL و Ireno IC و Wiesmüller L و Abdelhay E (2011) تحفز BCR-ABL إصلاح كسر الحمض النووي المتماثل المسبب للطفرات عبر عامل معالجة نهاية الحمض النووي CtIP. التسرطن 32: 27-34. ليو ، 2014 Liu C و Srihari S و Cao K-AL و Chenevix-Trench G و Simpson PT و Ragan MA و Khanna KK (2014) تشريح دقيق لآلة إصلاح كسر الشريط المزدوج للحمض النووي وآثارها على علاج سرطان الثدي. الأحماض النووية الدقة 42: 6106-6127. ). تشير الدلائل إلى أن إصلاح SSA يمكن أن يؤدي إلى تكوين انتقالات الكروموسومات المرضية المرتبطة بالسرطان ( مانثي وبيليس ، 2010 Manthey GM و Bailis AM (2010) يمنع Rad51 تشكيل الإزاحة عن طريق إعادة التركيب المتماثل غير المحافظ في Saccharomyces cerevisiae. بلوس وان 5: e11889. ).


زيادة خطر الإصابة بسرطان الرئة بعد العلاج الإشعاعي لسرطان الثدي

النساء اللواتي يخضعن للعلاج الإشعاعي لسرطان الثدي لديهن خطر ضئيل ولكنه متزايد بشكل كبير للإصابة بورم رئوي أولي في وقت لاحق ، وقد أظهرت الأبحاث الآن أن هذا الخطر يزداد مع كمية الإشعاع التي تمتصها الأنسجة.

أخبر الدكتور تريين جرانتزاو (MD) المؤتمر الثالث والثلاثين للجمعية الأوروبية للعلاج الإشعاعي والأورام (ESTRO33) في فيينا: "وجدنا أنه بالنسبة لكل جراي يتم تسليمه إلى الرئة كجزء من العلاج الإشعاعي لورم الثدي ، فإن الخطر النسبي لتطوير زاد سرطان الرئة الأولي اللاحق ، وكان هذا الخطر المتزايد مشابهًا لخطر الإصابة بأمراض القلب المتزايدة بعد العلاج الإشعاعي لسرطان الثدي.

"تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن أي خفض في جرعة الإشعاع إلى الرئة سيؤدي إلى تقليل مخاطر الإصابة بسرطان الرئة الناتج عن الإشعاع. أصبحت النساء ناجات على المدى الطويل ، ولذلك نحتاج إلى زيادة الوعي بأمراض السرطان الثانية التي يسببها العلاج واتخاذ خطوات لتقليل هذه المخاطر باستخدام تقنيات العلاج الإشعاعي التي تحافظ على الأنسجة الطبيعية قدر الإمكان ".

قامت الدكتورة جرانتزاو ، وهي طبيبة في قسم علم الأورام السريري التجريبي في مستشفى جامعة آرهوس (آرهوس ، الدنمارك) ، وزملاؤها بالتحقيق في الإصابة بسرطان الرئة الأولي الثاني (أي سرطان الرئة الجديد وليس الورم الثانوي الذي انتشر من الأصل. سرطان الثدي) في مجموعة من 23،627 امرأة في الدنمارك تم علاجهن بالعلاج الإشعاعي بعد الجراحة لسرطان الثدي المبكر بين عامي 1982 و 2007. من بين هذه المجموعة الكبيرة من النساء ، تم تشخيص 151 (0.6٪) بسرطان الرئة الجديد ( مجموعة الحالات) وتمت مطابقتهم مع 443 امرأة لم يصبن بسرطان الرئة (المجموعة الضابطة).

في دراسة سابقة شملت 23627 امرأة تعرضت للإشعاع ، بالإضافة إلى 22549 مريضة بسرطان الثدي غير المشع ، أظهرت النتائج أن خطر الإصابة بسرطان الرئة الثاني الناجم عن الإشعاع كان واحدًا تقريبًا من بين كل 200 امرأة عولجت بالعلاج الإشعاعي بعد الجراحة. "في الدراسة الحالية ، أردنا أن نرى ما إذا كان هناك ارتباط بين الجرعة والاستجابة لسرطان الرئة الأولي الثاني بعد تشعيع سرطان الثدي. كنا نرغب أيضًا في تقدير الخطر النسبي الزائد لكل تسليم جراي إلى الرئة. نظرًا لأن التدخين يرتبط ارتباطًا وثيقًا بـ سرطان الرئة ، نظرنا أيضًا في تأثير الإشعاع والتدخين "، أوضح الدكتور جرانتزاو.

استرجع الباحثون سجلات العلاج الإشعاعي للعلاج الإشعاعي السابق لسرطان الثدي (بما في ذلك الجرعة المعطاة ، وحجم المجال ، وتقنية العلاج) إلى جانب حالة التدخين لجميع الحالات والضوابط. بالنسبة للحالات حصلوا أيضًا على صور إشعاعية لسرطان الرئة. باستخدام هذه المعلومات ، تمكنوا من إعادة بناء الطرق التي عولجت بها النساء من سرطان الثدي الأصلي وتقدير كمية الإشعاع التي تم تسليمها إلى الجزء من الرئة حيث تطور الورم اللاحق. لقد اختبروا دقة جرعاتهم الإشعاعية المحسوبة على نموذج ، أو "فانتوم" ، وأجروا تعديلات لمراعاة الجرعات العالية التي وجدوا أنها وصلت بالفعل إلى مناطق خارج المجال الرئيسي للإشعاع.

كان متوسط ​​عمر النساء عند تشخيصهن بسرطان الثدي 54 (مع نطاق 34-74) وكان متوسط ​​العمر عند تشخيص سرطان الرئة الأولي الثاني 68 (المدى 46-90). سبعون بالمائة من سرطانات الرئة تم تشخيصها بعد خمس سنوات أو أكثر من العلاج الإشعاعي لسرطان الثدي ، والتي تراوحت بين خمس سنوات و 26 سنة. كانت غالبية حالات سرطان الرئة (91٪) من المدخنين ، بينما كان 40٪ من مجموعة الضبط من المدخنين.

كان متوسط ​​جرعة العلاج الإشعاعي أثناء علاج سرطان الثدي الذي تم تسليمه إلى موقع ورم الرئة 8.7 جراي ، بينما كان 5.6 غراي مقارنة بالموقع المماثل لدى النساء اللواتي لم يصبن بسرطان الرئة. على الرغم من أن الخطر المطلق للإصابة بسرطان الرئة الثاني ضئيل ، أظهر الباحثون أنه من بين النساء اللائي نجين من سرطان الثدي لمدة خمس سنوات على الأقل ، زاد الخطر النسبي للإصابة بسرطان الرئة لاحقًا بنسبة 8.5 ٪ لكل Gy الذي تم تسليمه إلى الرئة.

وقال الدكتور جرانتزاو: "تظهر هذه النتائج أن خطر الإصابة بسرطان الرئة الثاني بعد العلاج الإشعاعي في مرضى سرطان الثدي المبكر يرتبط بالجرعة التي يتم تسليمها إلى الرئة".

"ومع ذلك ، من المهم وضع خطر الإصابة بسرطان الرئة الثاني الناجم عن الإشعاع في منظور متوازن مع الفوائد المعروفة للعلاج الإشعاعي في العلاج المساعد لسرطان الثدي. يقلل العلاج الإشعاعي بعد الجراحة لمرضى سرطان الثدي من احتمالية تكرار الإصابة بسرطان الثدي وتحسين البقاء على قيد الحياة بشكل عام. يتمثل التحدي الذي يواجه أطباء الأورام بالإشعاع في تقليل جرعة العلاج الإشعاعي بطريقة تقلل الجرعة إلى الأنسجة الطبيعية لتجنب الأورام الخبيثة التي يسببها الإشعاع ، دون المساس بفعاليتها في أنسجة الثدي السرطانية . "

وأضافت: "علاوة على ذلك ، يجب أن ينصح الأطباء باستمرار مرضى سرطان الثدي بالإقلاع عن التدخين لتقليل مخاطر الإصابة بسرطان الرئة. ومن المهم التأكيد على أن خطر الإصابة بسرطان الرئة الناجم عن التبغ أعلى بكثير من مخاطر الإصابة بسرطان الرئة. الإصابة بسرطان الرئة الثاني الناجم عن الإشعاع.

علق البروفيسور فينسينزو فالينتيني ، رئيس ESTRO واختصاصي علاج الأورام بالإشعاع في بوليكلينيكو يونيفرسيتاريو أ.جيميلي ، روما ، إيطاليا: "يُظهر هذا البحث أهمية مراقبة سلامة إجراءات العلاج الإشعاعي حتى نتمكن من استخدام المعلومات المكتسبة لتحقيق نتائج جيدة. التوازن بين مخاطر وفوائد علاج معين.يعد تقليل جرعة الإشعاع إلى الأنسجة الطبيعية مفيدًا دائمًا ، وستساعد معرفة الهدف الدقيق وأفضل جرعة إشعاع على تقليل أي آثار جانبية طويلة المدى للعلاج الذي أثبتت الأبحاث منذ فترة طويلة أنه مفيد في المساعدة على إنقاذ حياة الأشخاص. النساء المصابات بسرطان الثدي. تشير أبحاث الدكتور جرانتزاو إلى أن هناك خطرًا ضئيلًا متزايدًا للإصابة بسرطان الرئة في السنوات التي تلي العلاج الإشعاعي لسرطان الثدي ، وخاصة عند النساء المدخنات. وهذا يؤكد أهمية عدم التدخين بالنسبة للمرأة ، لأن ذلك يزيد من خطر الإصابة بمجموعة من الأمراض. نحن ، كأخصائيين في علاج الأورام بالإشعاع ، سنواصل العمل لرصد وتحسين سلامة وفعالية علاجاتنا ".


مخاطر الإشعاع لأطقم البعثات بين الكواكب: القضايا البيولوجية واستراتيجيات البحث (1996)

التدريع

توصيات للبحث لتحديد متطلبات التدريع بشكل أفضل

عند مقارنتها بالمخاوف المتعلقة بالقضايا الفسيولوجية الأخرى وبشأن موثوقية السيارة ، كان هناك في البداية تقدير ضئيل لمخاطر التعرض للإشعاع في مدار أرضي منخفض. شمل الاستثناء الوحيد أحزمة الإشعاع المحاصرة ، والتي وصلت إلى أقصى حد لها في شذوذ جنوب المحيط الأطلسي ، ولكن مع مسارات الطيران المختارة بحكمة ، حتى هذا التعرض ظل عند مستويات مقبولة.

ستكون المخاطر النسبية التي يشكلها التعرض للإشعاع مختلفة اختلافًا جوهريًا عند إنشاء محطة قمرية أو مهمة مأهولة إلى المريخ. على سبيل المثال ، لن يتم تطبيق التأثيرات الوقائية للمجال المغنطيسي الأرضي للأرض ، وبالتالي فإن أطياف ووفرة الجسيمات المكونة لمصطلح مصدر الإشعاع ستختلف عن تلك الملاحظة في المدار الأرضي المنخفض.

في حين أن الحد الأدنى من تحسين الدرع كان مطلوبًا في المركبات الأولية ذات المدار الأرضي المنخفض ، فإن التحسين سيكون ويجب أن يكون عاملاً رئيسياً في تصميم المركبات للسفر المطول للنظام الشمسي. مجالات البحث التي يجب معالجتها هي كما يلي:

  1. توصيف الإشعاعات في الفضاء وشكوكها بالنسبة للإشعاع الكوني المجري وأحداث الجسيمات الشمسية (SPEs)
  2. المقاطع العرضية الأساسية لتفاعلات الجسيمات الأولية وتشكيل نواتج التجزئة
  3. التحقق التجريبي من رموز النمذجة الحاسوبية التي تحمي النقل والتجزئة و
  4. إعادة تقييم كاملة لمواد التدريع ونماذج مخاطر الإشعاع.

تطوير قاعدة المعرفة

تشير الدراسات الحالية إلى أن توزيع الجسيمات والطاقات التي تحدث خلف مختلف مواد الدرع المحتملة تعتمد بشكل حاسم على التفتت وإنتاج الجسيمات الثانوية الذي يحدث عندما تتعرض المركبة الفضائية للإشعاع. حتى المقاطع العرضية للبروتونات ، التي تمت دراستها على نطاق واسع تجريبيًا ونظريًا في أكواد النمذجة الحاسوبية الأكثر دعمًا ، تُظهر الاختلافات بمعامل قدره 2 1 بين القيم المحسوبة من النماذج والقياسات في مناطق الطاقة التي لم تكن هناك سابقًا بيانات عنها . لتقليل حالات عدم اليقين في أي رمز نقل (أي برامج نمذجة الكمبيوتر المستخدمة لحساب نقل الإشعاع الأولي والجسيمات الثانوية عبر المواد) المستخدمة في مثل هذه الحسابات ، يلزم إجراء قياسات دقيقة للمقاطع العرضية للتفاعل (الاحتمالات النسبية) التي يتم قياسها على أساسها الرمز.

يبلغ إجمالي وقت الشعاع الذي اشترته وكالة ناسا للبحث باستخدام أيونات أثقل من البروتونات حاليًا 100 ساعة في السنة. يتضمن هذا الوقت ليس فقط للتجارب الفيزيائية المشار إليها أعلاه ، ولكن أيضًا للإشعاع البيولوجي وقياس الجرعات للتجارب البيولوجية ، والتي قد تستغرق وقتًا طويلاً مثل الإشعاعات البيولوجية نفسها. يقارن هذا المقدار من وقت الشعاع بحوالي 400 ساعة سنويًا كانت متاحة سابقًا لدراسات بحثية مماثلة في بيركلي بيفالاك مغلق الآن. من المقاطع العرضية المتوقعة للجسيمات الثانوية ومعدلات العد القصوى لأجهزة الكشف الأكثر حساسية للكشف عن هذه الجسيمات في الجهاز ، من الممكن تقدير الفترات الزمنية النموذجية اللازمة لتجميع عدد كافٍ من التهم عند معدل شعاع محدد ، لذلك أن الخطأ العشوائي في العدد الإجمالي قد تم تصغيره. يبلغ التقدير المعقول لقياسات أطياف الجسيمات الثانوية حوالي ساعة واحدة من الحزمة على الهدف لكل نقطة بيانات ، أي نوع جسيم واحد ساقط عند مستوى طاقة واحد لتكوين هدف واحد بسمك واحد. يجب اختبار كل مادة درع بثلاثة أنواع على الأقل من الجسيمات ، لا تشمل البروتونات. يجب تسريع كل نوع من أنواع الجسيمات إلى حوالي خمسة مستويات مختلفة من الطاقة ، ويجب اختبار خمسة درجات من سمك التدريع في كل طاقة. بما في ذلك الوقت اللازم لإعداد التجارب ومعدات الاختبار (والتي قد تساوي الوقت اللازم لتجميع البيانات) ، قدرت مجموعة العمل أن هناك حاجة إلى حوالي 100 ساعة لكل مادة تدريع تم فحصها بنوع جسيم واحد للبيانات التي تم جمعها على طول محور الحزمة الأولية ، مع زيادة وقت الشعاع هندسيًا بزاوية تشتت. (يمكن للمنشأة شبه الدائمة أو المخصصة أن تقلل بشكل كبير من أوقات الإعداد ، حيث يمكن ترك المعدات في مكانها بين التجارب.) إذا تم أيضًا أخذ جمع البيانات خارج المحور في الاعتبار ، فإن التقدير المتحفظ للوقت اللازم للحصول على بيانات عن أنواع الجسيمات والأرقام ، والطاقات حوالي 300 ساعة لكل جسيم لكل مادة تدريع ، أو حوالي 900 ساعة لثلاث مواد. سيزداد هذا المقدار من الوقت بعامل 2 أو أكثر إذا تم جمع البيانات في زوايا تشتت خارج المحور ويمكن أن تتوافق مع حوالي 1 أو 2 سنة كرونولوجية مكافئة من البحث المخصص في معظم مسرعات وزارة الطاقة.

يفرض تكوين أطياف جسيمات GCR التركيز على الحديد باعتباره أعلى عدد ذري ​​(Z) جسيم ذي أهمية حرجة. الدراسات التي تحتوي على أيونات إضافية مطلوبة ، ومع ذلك ، لمقارنة كود المقطع العرضي النظري بمدى الاهتمام Z. نظرًا لأن عدم اليقين في المقاطع العرضية المحسوبة ينعكس في عدم اليقين في مستوى التدريع المطلوب ، فإن تقليل عدم اليقين في قيم البيانات هذه سيكون له آثار كبيرة على خفض التكلفة.

مطلوب بالإضافة إلى التحقق من صحة رموز حساب المقطع العرضي التحقق من صحة رمز النقل نفسه. يجب مقارنة القياسات التجريبية للجسيمات المنبثقة من درع مصفح سميك بالحسابات النظرية لقياس رموز النقل وتقليل عدم اليقين في حساب كمية التدريع المطلوب. يجب اختيار الدروع المصفحة بعناية لتعكس النطاق الكامل للمواد التي يمكن استخدامها SiC و 6 LiH و Al و regolith وغيرها من المواد المحتوية على الهيدروجين والتي تبشر بالخير.

مناهج الحماية

كما هو مذكور أعلاه ، لم يتم اعتبار الإشعاع خطرًا خطيرًا في مهمات المدار الأرضي المنخفض ذات المدة القصيرة نسبيًا بميل منخفض ، نظرًا لأن الجرعات داخل المركبة الفضائية كانت جيدة ضمن إرشادات NCRP. (2) بالنسبة للبعثة إلى المريخ ، فإن فقدان مزايا الحماية من المجال المغناطيسي للأرض والفترات الزمنية الأطول التي تتراكم خلالها الجرعة تتطلب إعادة تقييم تصميم التدريع. مفهوم ldquo just إضافة المزيد من الألومنيوم و rdquo ليس حلاً مرضيًا.

يمكن النظر في خيارين للحماية في الفضاء: التدريع النشط أو السلبي. تم اختيار النهج السلبي للدروع السائبة لبعثات ناسا في مدار أرضي منخفض وأسفر عن نظام موثوق بتكلفة معقولة. يتطلب النظام النشط استخدام شدة مجال مغناطيسي كبيرة جدًا لصرف الجسيمات المشحونة بعيدًا عن المركبة الفضائية. سوف يستلزم تقليل متطلبات الطاقة إلى الحد الأدنى استخدام أنظمة فائقة التوصيل وسيشمل التعقيد المرتبط بهذه الأنظمة. نظرًا لأن الإشعاع الكوني متناحي الخواص أساسًا ، سيكون من المرغوب فيه وجود درع مغناطيسي شامل تمامًا ولكن من الناحية العملية سيكون من الصعب جدًا تحقيقه. وبالتالي ، فإن بناء درع نشط مرضي أمر مشكوك فيه. اختارت وكالة ناسا عدم متابعة تصميم نظام درع نشط في المقام الأول بسبب الشكوك حول موثوقيته ويركز هذا التقرير على متطلبات نظام التدريع السلبي.


استنتاج

تمت دراسة تأثيرات المتفرجين الناجمة عن الإشعاع على نطاق واسع في العقد الماضي. الكم الهائل من البيانات المتاحة الآن بخصوص هذا التأثير ينقسم إلى فئتين: (أنا) في الثقافات المتكدسة حيث يتم إجراء اتصالات جسدية بين الخلايا المشععة وغير المشععة وحيث ثبت أن الاتصالات الوصلة الفجوة ضرورية للعملية ، و (ثانيا) في الثقافات ذات الكثافة السكانية المنخفضة حيث يمكن التوسط في تأثيرات المتفرج عن طريق إشارات التلف التي تطلقها الخلايا المشععة في وسط المزرعة. نتيجة لذلك ، قد يؤدي احتضان الخلايا غير المشعة بوسط مكيف من الثقافات المشععة إلى إحداث تأثيرات بيولوجية. في هذه الدراسة ، تم استخدام الطبقات الأحادية المتميزة المتميزة مكانيًا لـ NHLF. ليس من الواضح ما إذا كانت جزيئات الإشارة المتضمنة في عمليتي المتفرجين متنافية. في الواقع ، من المحتمل أن يتم تضمين بعض خطوات البدء أو الوسيطة الشائعة.

إن آلية تأثير المتفرج الناجم عن الإشعاع ، سواء كانت تنطوي على تلامس خلوي أو بوساطة عوامل قابلة للذوبان ، غير واضحة ، ومن المحتمل أن تكون معقدة وتتضمن مسارات متعددة. ومع ذلك ، من الواضح أن وظيفة الجين p53 ليست ضرورية للتأثير ، لأن الخلايا التي لا تحتوي على وظيفة p53 طبيعية (مثل خلايا مبيض الهامستر الصينية) تظهر استجابة متفرج كبيرة في أي من المسارين المتفرجين. من المحتمل أن تكون سلاسل الإشارات المتعددة التي تتضمن حدثًا بادئًا وخطوات تشوير في اتجاه مجرى النهر ضرورية للتوسط في عملية المتفرج. في هذه الدراسة ، استخدمنا نهجًا منهجيًا للتعرف أولاً على جينات الإشارة التي يتم تغييرها تفاضليًا بين الخلايا المتفرجة ، تليها فحوصات وظيفية لتحديد وتقييم الأهمية البيولوجية لجزيئات الإشارة.

باستخدام مصفوفة ميكروية محددة لجينات إشارات الخلية ، حددنا نسخ اثنين من الجينات ، كوكس -2 و IGFBP-3، التي تم تغييرها باستمرار في الخلايا المارة. كما هو مقترح في نموذج العمل لدينا (الشكل 8) ، قد تعمل وظائف هذين الجينين بطريقة منسقة للتوسط في تأثير المتفرج. كوكس -2 هو عضو في عائلة كوكس من الجينات التي لها وظائف مهمة في التوسط في الاستجابة المناعية الخلوية. هناك نوعان من الأشكال الإسوية لـ COX: كوكس -1 و كوكس -2التي تختلف في نواح كثيرة. على سبيل المثال، كوكس -1 يتم التعبير عنها بشكل أساسي في الأنسجة الطبيعية ، ولكن كوكس -2 يكون محفزًا بعد العلاج بعوامل نمو وسيتوكينات مختلفة ، مثل TGFβ و TNF-α و IL1β وعوامل الإجهاد المختلفة (28 ، 29). كل هذه المحفزات تحفز مسارات Ras-Raf-MEK-ERK-AP1 والعامل النووي المثبط B kinase (IKK) -NF-B ، وتستهدف أخيرًا النسخ الجيني COX-2. COX-2 هي الخطوة الأنزيمية الأولية والمحددة للمعدل في عملية التمثيل الغذائي لحمض الأراكيدونيك إلى مجموعة معقدة من وسطاء دهن الإشارة تسمى البروستاجلاندين (30) ، والتي تلعب أدوارًا مهمة في تعديل الالتهاب الخلوي والتسرطن وعدم الاستقرار الجيني.

نموذج عمل لمسارات التشوير المتضمنة في تأثير المتفرج الناجم عن الإشعاع. ربط روابط TNF-α و TGFβ و IGF و IL-1 و IL-8 بالمستقبلات المقابلة ينشط مسارات الإشارة بما في ذلك MEK1 / 2 بروتين كيناز المنشط بالميتوجين (MKK3 / 6) و p38 كيناز (كل ذلك في خطوط زرقاء ) ، مما يؤدي إلى التعبير الجيني لـ COX-2. مثبطات محددة لمسارات الإشارات المختلفة ، مثل Wortmannin (wt) لـ phosphatidylinositol 3-kinase و ن- يمكن استخدام (α) -tosyl- l -lysine chloromethylketone hydrochloride لـ NF-B لتحديد مسارات إشارات محددة تشارك في ظاهرة المتفرج.

لأن وفرة كوكس -2 يتم زيادة الحمض النووي الريبي بمقدار 3 أضعاف في الخلايا المارة ، فمن الضروري تحييد كوكس -2 مسارات الإشارات لتأسيس وظيفتها في تأثير المتفرج. استخدمنا NS-398 ، وهو مثبط محدد لـ كوكس -2، لتحقيق هذا الهدف. IC50 قيم NS-398 لشكل المؤتلف البشري من كوكس -1 و كوكس -2 لتكون 75 و 1.8 ميكرومتر على التوالي (31). في وجود NS-398 ، تم تقليل تأثير الطفرات المتفرج بمقدار & gt6 أضعاف في خلايا NHLF ، وبالتالي إنشاء الارتباط الوظيفي لـ COX-2 لسلسلة الأحداث المتفرج. ومع ذلك ، نظرًا لأنه تم الحفاظ على كل من خلايا NHLF المشعة وغير المشعة في نفس الوسط مع NS-398 ، لا يمكننا استبعاد التأثيرات المحتملة لـ NS-398 على الخلايا المشععة مباشرة في تعزيز تأثيرات المتفرج التي يسببها الإشعاع.

تم العثور على جين آخر يتم التعبير عنه بشكل تفاضلي في خلايا NHLF المارة IGFBP-3. في البشر ، ترتبط غالبية IGFs المنتشرة بـ IGFBP-3 ، والذي يتم إنتاجه بشكل أساسي في الكبد (32). يثبط IGFBP-3 نشاط IGF على المستوى الخلوي من خلال الارتباط التنافسي مع IGFs ، وبالتالي منع ارتباطها بمستقبلات IGF في سطح الخلية. من خلال منع IGFs من الارتباط بمستقبلات IGF ، يمنع IGFBP-3 بشكل فعال مسارات الإشارات التي تتوسطها IGF (33). تشير الملاحظة التي تشير إلى حدوث انخفاض بمقدار 7 أضعاف في مستويات IGFBP-3 بين الخلايا المارة إلى أن عملية إشارات IGF نشطة ويمكن أن تلعب دورًا وظيفيًا في عملية المتفرج. النتائج التي توصلنا إليها والتي تفيد بأن IGFBP-3 المطبق خارجيًا يمكن أن يقضي على بقاء المتفرج على قيد الحياة وتأثيرات الطفرات التي توفر دعمًا قويًا لدور مهم لحلقة تنشيط IGF. تتوافق هذه النتيجة مع ملاحظاتنا بأن المعالجة المسبقة بجسم مضاد أحادي النسيلة TNF-α مضاد للإنسان (5 ميكروغرام / مل) ، والذي لا يؤثر على فسفرة ERK في الخلايا الليفية المشععة ، ألغى تمامًا تنشيط ERK في الخلايا المارة.

كما هو مذكور أعلاه ، فإن أحد عواقب ارتباط TNF-α و IGF و leukotrienes الأخرى بمواقع المستقبلات السطحية هو تنشيط مسارات الإشارات الخلوية MAPK. تشمل الفئات الثلاث لـ MAPK ERK و c-Jun N-terminal kinase (JNK) و p38 kinases (34). يُعتقد أن ERKs يتم تنشيطه بقوة ويلعب دورًا مهمًا في الإشارات داخل الخلايا الناتجة عن عوامل النمو المختلفة ، مثل عامل نمو البشرة ومحفزات الورم (على سبيل المثال ، استرات phorbol) (35). من ناحية أخرى ، يتم تنشيط كينازات JNK و p38 من خلال ضغوط متعددة بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية والإشعاع المؤين والمواد الكيميائية السامة للخلايا وأنواع الأكسجين التفاعلية (36). على الرغم من تنوع دور إشارات كيناز p38 في الاستجابة الخلوية للمنبهات الخارجية ، فإن استجابات ERK و JNK موثوقة إلى حد ما. يتوافق هذا مع اكتشافنا الحالي ، حيث يكون تنشيط ERK قويًا ومستمرًا.

علاوة على ذلك ، هناك دليل على أن TGFβ قد يلعب دورًا مهمًا في التوسط في تأثيرات المتفرج في تجارب النقل المتوسط ​​(23). وبالمثل ، لينرت وآخرون. أظهر (37 ، 38) مساهمة أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) في تحريض التبادل الكروماتيد الشقيق بين الثقافات غير المشععة المعرضة لوسائط الاستزراع المشع. نظرًا لأن كلاً من TGFβ و ROS يمكنهما تشغيل سلسلة إشارات MAPK ، فإن هذه النتائج تتوافق مع الملاحظة الحالية لدور COX-2 في تأثير المتفرج. وبالمثل ، تم وصف دور أكسيد النيتريك في استجابة المتفرج المتوسطة (24). الملاحظات التي (أنا) من المعروف أن أكسيد النيتريك ينظم التعبير عن IL-8 في بعض الخلايا البشرية (39) و (ثانيا) لقد ثبت أن سينثاس أكسيد النيتريك ، وهو أمر بالغ الأهمية للتخليق الحيوي لأنيونات البيروكسينيتريت ، متورط في تنظيم تعبير COX-2 (40) يوفر رابطًا وظيفيًا لدور أكسيد النيتريك و COX-2 في التوسط بين المارة. تأثير. من المحتمل أن يتم تضمين بعض خطوات البدء أو الوسيطة الشائعة في العمليتين.

أخيرًا ، فهم أفضل للآليات الخلوية والجزيئية لظاهرة المتفرج ، جنبًا إلى جنب مع الدليل على حدوثها في الجسم الحي، سوف يسمح لنا بصياغة نموذج أكثر دقة في تقييم الآثار الصحية للجرعات المنخفضة من الإشعاع المؤين.


شاهد الفيديو: DJ Blyatman u0026 длб - Kamaz Official Music Video (قد 2022).