Полиморфизм генов TGF-β1, TР53, CHEK2 и ATM и цитогенетическая нестабильность у рабочих угольных теплоэлектростанций

Введение. Условия труда на угольных теплоэлектростанциях создают у рабочих повышенный риск формирования повреждений хромосом. Малоизучен вклад вариабельности структуры генов, контролирующих клеточный цикл и апоптоз, в формирование цитогенетических нарушений, индуцированных действием подобных мутагенов.

Материал и методы. Изучены полиморфные варианты генов: TР53 (rs1042522), CHEK2 (rs555607708), ATM (rs1801516), TGF-β1 (rs1800469) и уровень хромосомных аберраций (ХА) в лимфоцитах крови у 326 рабочих угольных теплоэлектростанций и у 267 индивидов, не работавших на промышленных предприятиях. Все обследованные были европеоидами, жителями г. Кемерово (Западная Сибирь, Российская Федерация).

Результаты. Установлено, что уровень ХА в лимфоцитах крови работников теплоэлектростанций в целом статистически значимо выше, чем у жителей той же местности, не работающих на производстве (3,05 ± 0,09% против 1,67 ± 0,07%; p = 0,000001). Частоты полиморфных вариантов генов TР53 (rs1042522), CHEK2 (rs555607708), ATM (rs1801516), TGF-β1 (rs1800469) в группе рабочих не отличались от аналогичных показателей в группе сравнения. В группе рабочих с генотипом ТТ гена TGF-β1 частота метафаз с повреждениями хромосом была статистически значимо выше, чем у индивидов с генотипом СС (4,07 ± 0,41% против 2,85 ± 0,10%; р = 0,006).

Заключение. Результаты выполненного исследования свидетельствуют о том, что на формирование цитогенетических нарушений у энергетиков может оказывать влияние не только комплекс промышленных генотоксикантов, но и индивидуальные генетические особенности организма.

1. Захаренков В.В., Голиков Р.А., Суржиков Д.В., Олещенко А.М., Кислицына В.В., Корсакова Т.Г. Оценка риска для здоровья населения, связанного с выбросами крупных предприятий. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016; (7-5): 801-4

2. Singh L.M., Kumar М., Sahoo В.К., Sapra В.К., Kumar R. Study of radon, thoron exhalation and natural radioactivity in coal and fly ash samples of Kota super thermal power plant, Rajasthan, India. Radiat. Prot. Dosimetry. 2016; 171(2): 196-9. https://doi.org/10.1093/rpd/ncw057

3. Захаренков В.В., Олещенко А.М., Суржиков Д.В., Кислицына B.B., Корсакова Т.Г. Многомерная группировка условий труда работников теплоэнергетики. Успехи современного естествознания. 2015; (1): 17-20.

4. Захаренков В.В., Кислицына В.В. Оценка риска нарушения здоровья работников угольной теплоэлектростанции от воздействия производственных факторов. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014; (1-2): 168-70.

5. Панаиотти Е.А., Данилов И.П., Суржиков Д.В. Оценка риска возникновения заболеваний от воздействия общей вибрации у работников турбинных цехов тепловых электростанций. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2012; (5-2): 90-3.

6. Агафонов А.А., Блашкова С.Л., Даутов Ф.Ф. Факторы риска для здоровья работников цехов тепловой электростанции. Фундаментальные исследования. 2012; (12-2): 215-8.

7. Кислицына B.B., Мотуз И.Ю., Штайгер В.А. Особенности микроклимата на рабочих местах работников топливно-энергетического комплекса. Инновационная наука. 2016; (6-3): 188-9.

8. Захаренков B.B., Виблая И.В., Олещенко А.М. Здоровье трудоспособного населения и сохранение трудового потенциала Сибирского федерального округа. Медицина труда и промышленная экология. 2013; (1): 6-10.

9. Минина В.И., Нелюбова Ю.А., Савченко Я.А., Тимофеева А.А., Астафьева Е.А., Баканова М.Л. и соавт. Оценка повреждений хромосом у рабочих угольной теплоэлектростанции. Медицина труда и промышленная экология. 2019; 59(3): 149-54. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-3-149-154

10. Савченко Я.А., Дружинин В.Г., Минина В.И., Глушков А.Н., Ахматьянова В.Р., Остапцева А.В. и соавт. Цитогенетический анализ генотоксических эффектов у работников теплоэнергетического производства. Генетика. 2008; 44(6): 857-62.

11. Celik M., Donbak L., Unal F., Yüzbasioglu D., Aksoy H., Yilmaz S. Cytogenic damage in workers from a coal-fired power plant. Mutat. Res. 2007; 627(2): 158-63. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2006.11.003

12. García-Pérez J., Pollán M., Boldo E., Pérez-Gómez B., Aragonés N., Lope V., et al. Mortality due to lung, laryngeal and bladder cancer in towns lying in the vicinity of combustion installations. Sci. Total Environ. 2009; 407(8): 2593-602. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2008.12.062

13. Bossé Y., Amos C.I. A decade of GWAS results in lung cancer. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2018; 27(4): 363-79. https://doi.org/10.1158/1055-9965.epi-16-0794

14. Sud A., Kinnersley B., Houlston R.S. Genome-wide association studies of cancer: current insights and future perspectives. Nat. Rev. Cancer. 2017; 17(11): 692-704. https://doi.org/10.1038/nrc.2017.82

15. Park S.L., Cheng I., Haiman C.A. Genome-wide association studies of cancer in diverse populations. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2018; 27(4): 405-17. https://doi.org/10.1158/1055-9965.epi-17-0169

16. Сальникова Л.Е., Чумаченко А.Г., Акаева Э.А., Кузнецова Г.И., Веснина И.Н., Лаптева Н.Ш. и соавт. Соматический мутагенез в лимфоцитах человека в зависимости от генотипов по локусам детоксикации и оксидативного ответа. Генетика. 2010; 46(12): 1678-84

17. Santovito A., Cervella P., Chiarizio M., Meschiati G., Delsoglio M., Manitta E., et al. Relationships between cytokine (IL-6 and TGF-β1) gene polymorphisms and chromosomal damage in hospital workers. J. Immunotoxicol. 2016; 13(3): 314-23. https://doi.org/10.3109/1547691x.2015.1076547

18. Соколова А.О., Тимофеева А.А., Астафьева Е.А., Соболева О.А. Вклад полиморфного варианта гена TGF-β и ТР53 в формирование повреждений хромосом у шахтеров Кузбасса. В кн.: Междисциплинарные подходы в биологии, медицине и науках о Земле: теоретические и прикладные аспекты. Выпуск № 19. Кемерово; 2018: 73-6

19. Hemminki K., Frank C., Försti A., Musak L., Kazimirova A., Barancokova M., et al. Metabolic gene variants associated with chromosomal aberrations in healthy humans. Genes Chromosomes Cancer. 2015; 54(4): 260-6. https://doi.org/10.1002/gcc.22239

20. Vodicka P., Musak L., Frank C., Kazimirova A., Vymetalkova V., Barancokova M., et al. Interactions of DNA repair gene variants modulate chromosomal aberrations in healthy subjects. Carcinogenesis. 2015; 36(11): 1299-306. https://doi.org/10.1093/carcin/bgv127

21. Савченко Я.А., Минина В.И., Баканова М.Л., Рыжкова А.В., Соболева О.А., Кулемин Ю.Е. и соавт. Роль межгенных взаимодействий в формировании хромосомных нарушений у работников угольных теплоэлектростанций. Генетика. 2018; 54(1): 96-108. https://doi.org/10.7868/S0016675818010101

22. Минина В.И., Савченко Я.А., Баканова М.Л., Остапцева А.В., Попова О.А., Шаталина И.В. и соавт. Изучение вклада генетического полиморфизма в формирование индивидуальной чувствительности генома у рабочих теплоэнергетики. Гигиена и санитария. 2011; 90(5): 30-2.

23. Li Y., Feng N.N., Zhang G.H., Wang Q., Hao Y.H., Zhang Y.N., et al. Polymorphisms in the p53 pathway genes and micronucleus occurrence in Chinese vinyl chloride-exposed workers. Int. J. Occup. Med. Environ. Health. 2013; 26(6): 825-36. https://doi.org/10.2478/s13382-013-0155-6

24. Li X.L., Deng Q.F., Zhang X., Wang T., Chen Z.W., Bai Y.S., et al. Association and interaction of heat shock proteins B1 gene and tumor-suppressor protein p53 with chromosome damage levels among coke oven workers. Zhonghua Yu Fang Yi Xue Za Zhi. 2016; 50(10): 900-6. (in Chinese)

25. Wang Y., Sun X., Fang L., Li K., Yang P., Du L., et al. Genomic instability in adult men involved in processing electronic waste in Northern China. Environ. Int. 2018; 117: 69-81. https://doi.org/10.1016/j.envint.2018.04.027

26. Бабышкина Н.Н., Малиновская Е.А., Стахеева М.Н., Волкоморов В.В., Уфандеев А.А., Слонимская Е.М. Роль трансформирующего ростового фактора TGF-β1 в патогенезе рака молочной железы. Сибирский онкологический журнал. 2010; (6): 63-70

27. Savitsky K., Bar-Shira A., Gilad S., Rotman G., Ziv Y., Vanagaite L., et al. A single ataxia telangiectasia gene with a product similar to PI-3 kinase. Science. 1995; 268(5218): 1749-53. https://doi.org/10.1126/science.7792600

28. Heikkinen K., Rapakko K., Karppinen S.M., Erkko H., Nieminen P., Winqvist R. Association of common ATM polymorphism with bilateral breast cancer. Int. J. Cancer. 2005; 116(1): 69-72. https://doi.org/10.1002/ijc.20996

29. Квачева Ю.Е. Морфологические типы радиационно-индуцированной гибели клеток кроветворной ткани, ее биологическая суть и значимость на различных этапах развития острого радиационного поражения. Радиационная биология. Радиоэкология. 2002; 42(3): 287-92

30. Thomas M., Kalita A., Labrecque S., Pim D., Banks L., Matlashewski G. Two polymorphic variants of wild-type p53 differ biochemically and biologically. Mol. Cell Biol. 1999; 19(2): 1092-100. https://doi.org/10.1128/mcb.19.2.1092

31. Muranen T., Greco D., Fagerholm R., Kilpivaara O., Kämpjärvi K., Aittomäki K., et al. Breast tumors from CHEK2 1100delC-mutation carriers: genomic landscape and clinical implications. Breast Cancer Res. 2011; 13(5): R90. https://doi.org/10.1186/bcr3015

32. Hungerford P.A. Leukocytes cultured from small inocula of whole blood and the preparation of metaphase chromosomes by treatment with hypotonic KCl. Stain Technol. 1965; 40(6): 333-8. https://doi.org/10.3109/10520296509116440

33. Carrano A.V., Natarajan A.T. International Commission for Protection Against Environmental Mutagens and Carcinogens. ICPEMC publication no. 14. Considerations for population monitoring using cytogenetic techniques. Mutat. Res. 1988; 204(3): 379-406. https://doi.org/10.1016/0165-1218(88)90036-5

34. Sambrook J., Fritsch E., Maniatis T. Molecular Cloning: a Laboratory Manual. New York: Cold Spring Harbor Lab Press; 1989.

35. Дружинин В.Г., Мокрушина Н.В., Минина В.И., Волков А.Н. Генотоксические эффекты у работников горно-обогатительного производства. Медицина труда и промышленная экология. 2003; (12): 16-20