Исследование действия нейропротекторов на нейрональные стволовые клетки после радиационного и химического повреждения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, кандидат наук Ратушняк Мария Григорьевна

• Ратушняк Мария Григорьевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Ратушняк Мария Григорьевна

Список сокращений

Введение

1. Обзор литературы

¡.¡.Чувствительность нейральных стволовых клеток к действию ионизирующего излучения и цитотоксических препаратов

1.1.1. Чувствительность нейральных стволовых клеток к действию ионизирующего излучения

1.1.2. Механизмы повреждения ЦНС при облучении мозга, несвязанные с нарушением нейрогенеза в гиппокампе

1.1.3. Образование и репарация повреждений ДНК в облученных клетках

1.1.4. Роль активных метаболитов кислорода и азота в повреждении нейральных стволовых клеток при действии ионизирующего излучения

1.1.5. Повреждение нейральных стволовых клеток при действии химиотерапевтических препаратов

1.1.6. Разработка полимерных форм противоопухолевых препаратов для пролонгирования их действия и снижения неспецифической токсичности

1.2. Поиск перспективных нейропротекторов для снижения уровня повреждений нейральных стволовых клеток после токсических воздействий

1.2.1. Исследование возможности использования антиоксидантов в защите НСК при действии излучения

1.2.2. Использование трансплантации НСК для стимуляции регенерации клеток головного мозга после токсических воздействий

1.2.3. Потенциал мезенхимальных стволовых клеток для стимуляции процессов восстановления тканей и регенерации НСК после радиационных поражений

2. Материалы и методы

2.1. Выделение НСК и МСК из костного и головного мозга и жировой ткани мышей

2.1.1. Выделение НСК

2.1.2. Выделение мезенхимальных стволовых клеток из головного мозга мышей (МСК-ГМ)

2.1.3. Выделение мезенхимальных стволовых клеток из костного мозга мышей (МСК-КМ)

2.1.4. Выделение МСК из жировой ткани

2.2. Культивирование клеток

2.2.1. Культивирование НСК

2.2.2. Культивирование МСК

2.2.3. Культивирование клеток феохромоцитомы крысы линии PC12

2.3. Иммуноцитохимический анализ специфических антигенов НСК мыши

2.4. Фенотипирование НСК с помощью проточной цитометрии

2.5. Облучение клеток

2.6. Подсчет НСК в камере Горяева

2.7. Анализ клоногенной активности НСК

2.10. Индукция дифференцировки НСК мыши

2.11. Окрашивание НСК антителами к фосфорилированному гистону уН2АХ c помощью флуоресцентной микроскопии и проточной цитофлуориметрии

2.12. Исследование защитного действия антиоксидантов на НСК

2.13. Получение и характеристика ПФЭ на основе биосовместимого биодеградируемого сополимера ПЛГА

2.14. Исследование противоопухолевой активности ПФЭ в сравнении с этопозидом in vivo

2.15. Приготовление среды, кондиционированной МСК, и ее характеристика

2.15.1. Получение кондиционированной среды МСК-КМ, МСК-ГМ, МСК-ЖТ, для анализа влияния на дифференцировку клеток линии РС12

2.15.2. Получение кондиционированной среды МСК-ЖТ для исследования ее влияния на НСК после облучения и после действия этопозида и ПФЭ

2.16. Определение уровня цитокинов в кондиционированной среде МСК-ЖТ

2.17.Определение активности нейротрофинов в среде, кондиционированной МСК, по ее

влиянию на индукцию дифференцировки клеток линии РС12

2.18. Исследование защитного действия кондиционированной среды МСК после облучения НСК

2.19. Микроскопия

2.20. Статистическая обработка

3. Результаты исследований

3.1. Характеристика полученных культур НСК мыши

3.2. Исследование чувствительности НСК мыши к действию у-излучения

3.2.1. Анализ образования и репарации двунитевых разрывов ДНК по уровню гистона уН2АХ в НСК после облучения

3.2.2. Изучение зависимости выживаемости НСК мыши от дозы у-излучения

3.2.3. Исследование влияния облучения на способность НСК к дифференцировке

3.3. Исследование радиозащитного действия антиоксидантов на развитие радиационных повреждений НСК in vitro

3.4. Исследование противоопухолевой активности полимерной формы этопозида в сравнении с действием свободного этопозида

3.4.1. Изучение специфической активности полимерной формы противоопухолевого препарата этопозида in vitro

3.4.2.Изучение специфической активности полимерной формы противоопухолевого препарата этопозида in vivo

3.4.3.Изучение токсичности свободной и полимерной формы этопозида в отношении НСК

3.5.Изучение нейропротекторной активности факторов, секретируемых МСК

3.5.1. Получение кондиционированной среды МСК

3.5.2. Исследование активности нейротрофинов, в среде, кондиционированной МСК из разных тканей мыши, с использованием клеток феохромоцитомы крысы линии РС12

3.5.3.Определение уровня цитокинов в КС МСК-ЖТ

3.5.3. Изучение влияния КС МСК из жировой ткани мыши на выживаемость НСК

3.5.4. Изучение нейропротекторной активности факторов, секретируемых МСК из жировой ткани мыши, на НСК при действии у-излучения

3.5.5. Изучение нейропротекторной активности факторов, секретируемых МСК из жировой ткани мыши, на НСК при действии этопозида

4.Заключение

5.Выводы

Список литературы

Благодарности

Список сокращений

АМК - активные метаболиты кислорода АПФ - ангиотензин-превращающий фермент АФК - активные формы кислорода БАВ - биологически активные вещества БП - болезнь Паркинсона

БРА - блокатор рецепторов ангиотензина II тип

БСА - бычий сывороточный альбумин

ГР (НИ) - гомологичная рекомбинация

ГЭБ - гематоэнцефалический барьер

ДМСО - диметилсульфоксид

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

ДР ДНК - двунитевые разрывы ДНК

ДНК-ПК - ДНК-зависимой протеинкиназы

ЗСГЗ - зубчатая субгранулярная зона

МСК - мезенхимальные стволовые клетки

МСК-ГМ - мезенхимальные стволовые клетки из головного мозга

МСК-ЖТ - мезенхимальные стволовые клетки жировой ткани

МСК-КМ - мезенхимальные стволовые клетки костного мозга

КС - кондиционированная среда

ОР ДНК- однонитевые разрывы ДНК

НГСК - негомологичное соединение концов

НКП - нейрональные клетки-предшественники

НПК - нейральные прогенеторые клетки

НСК - нейральные стволовые клетки

ПФЭ - полимерная форма этопозида

РАС - ренин-ангиотензиновая система

СВЗ - субвентрикулярная зона

СК - стволовые клетки

СОАК - супероксидный анион-радикал кислорода

СРБ - сульфородамин Б

ФБС - фетальная бычья сыворотка

ФРА - фактор репликации А

ФСБ - фосфатно-солевой буфер

ЦНС - центральная нервная система

ЧМТ - черепно-мозговая травма

ЭСК - эмбриональные стволовые клетки человека

б-ОИБЛ - 6-гидроксидофамин

ВБОТ -нейротрофический фактор мозга

ЕАЕ - экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелита

1Р8-клетки - индуцированные стволовые клетки

МТТ - 3- [4,5-Диметилтиазол-2-ил]-2,5-дифенилтетразолия бромид

NGF - фактор роста нервов

РБСР-ЛВ - тромбоцитарный фактор роста АВ

PLGA- сополимер молочной и гликолевой кислот

Р8Б-95 - белок постсинаптической плотности

Введение

Одним из наиболее перспективных и востребованных видов лечения широкого спектра онкологических заболеваний наряду с химиотерапией является лучевая терапия. Однако даже при оптимизированных методах лечения, обеспечивающих значительное увеличение продолжительности жизни больных, более чем в 50% случаев развиваются радиационные осложнения, вызванные повреждением нормальных тканей [1]. Частым осложнением при лучевой терапии и химиотерапии опухолей мозга является развитие в отдаленный период прогрессирующих нарушений таких когнитивных функций, как память и внимание, и развитие деменции у 2050% больных, продолжительность жизни которых значительно возрастает благодаря успешной элиминации опухоли. Молекулярные и клеточные механизмы развития нарушений функций мозга при действии ионизирующего излучения и химиотерапии и подходы к профилактике и лечению таких нарушений изучены очень мало, хотя их разработка крайне актуальна. Полагают, что высокая чувствительность когнитивных функций к облучению мозга у взрослых в значительной мере определяется нарушением нейрогенеза в субгранулярной зоне зубчатой извилины в гиппокампе в результате повреждения нейральных стволовых клеток (НСК) [2]. При этом существенный вклад в повреждение НСК вносят активные метаболиты кислорода, образующиеся при действии ионизирующего излучения [3-5]. Поэтому одним из направлений поиска нейропротекторов, которые позволили бы снизить уровень повреждения НСК, является изучение соединений, обладающих антиоксидантной активностью [6]. Защитным действием в отношении НСК могут обладать также нейротрофины [7] и факторы, секретируемые мезенхимальными стволовыми клетками (МСК) [8, 9]. В настоящее время для снижения токсичности противоопухолевых препаратов и создания препаратов пролонгированного действия разрабатываются технологии получения полимерных форм таких лекарств

путем их включения в полимерные частицы субмикронных размеров. Токсичность таких препаратов в отношении НСК не изучена.

В связи с этим целью настоящей работы явилось изучение чувствительности НСК мыши к действию у-излучения, изучение противоопухолевой активности этопозида в свободной и полимерной форме и его токсичности в отношении НСК, и поиск способов защиты НСК от действия радиационных и химических генотоксических факторов.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1) Получение и характеристика НСК из головного мозга мыши;

2) Изучение повреждения и репарации ДНК НСК при действии у-излучения;

3) Изучение радиочувствительности НСК при действии у- излучения в диапазоне малых и терапевтических доз в динамике после воздействия;

4) Изучение защитного действия комплекса антиоксидантов в отношении облученных НСК;

5) Изучение противоопухолевой активности полимерной формы этопозида (ПФЭ) в сравнении со свободным этопозидом;

6) Изучение токсичности ПФЭ в сравнении со свободным этопозидом в отношении НСК;

7) Получение и характеристика культуральной среды, кондиционированной МСК мыши (КС) из разных тканей;

8) Изучение защитной активности КС МСК в отношении НСК при действии этопозида и ПФЭ.

Научная новизна. В настоящей работе впервые показано, что в НСК

происходит эффективная репарации ДР ДНК, оцениваемых по образованию

гистона уН2АХ. Впервые охарактеризована радиочувствительность НСК

мыши, культивируемых in vitro в виде нейросфер и в виде прикрепляющихся

клеток при действии у-излучения. Впервые обнаружена стимуляция

дифференцировки НСК в нейроны при действии дозы 0,1 Гр и снижение

8

способности НСК дифференцироваться в нейроны и астроциты после облучении в дозе 4 Гр. Впервые показана высокая противоопухолевая активность полимерной формы этопозида в экспериментах in vitro и in vivo. Обнаружено, что МСК секретируют факторы, совокупная активность которых позволяет защищать НСК от цитотоксического действия у-излучения и этопозида.

Практическая значимость работы

Практическая значимость работы заключается в том, что показана высокая противоопухолевая активность новой формы этопозида в виде полимерной формы лекарства, что обеспечивает его меньшую токсичность и пролонгацию действия. Полученные результаты являются основой для проведения доклинических и клинических исследований этой новой формы этопозида.

Важное практическое значение имеют также полученные данные о возможности защиты НСК от действия у-излучения и действия этопозида с помощью комплекса факторов, секретируемых МСК, используемых в виде среды, кондиционированной МСК.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование действия нейропротекторов на нейрональные стволовые клетки после радиационного и химического повреждения»

Апробация работы

Материалы диссертации были доложены: на XIII и IV Курчатовской молодежной научной школе. НИЦ «Курчатовский институт».2015 и 2016 г.; на Международной конференции Ломоносов - 2016.

Диссертация апробирована и рекомендована к защите 31 августа 2016 года на заседании кафедры биохимии лечебного факультета ПМГМУ им. И.М. Сеченова и на заседании Научно-технического совета Курчатовского комплекса НБИКС-технологий от 19 сентября 2017 г.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков, 12 таблиц. Состоит из глав: «Введение», «Обзор литературы», «Материалы и методы», «Результаты», «Обсуждение

9

результатов исследования», «Выводы», «Список использованной литературы», «Благодарности». Список использованной литературы содержит 186 источников.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 статьи опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК МОН РФ соискателям ученой степени кандидата биологических наук:

1.Г.А. Посыпанова, Е.Ю. Москалева, А.В. Родина, Ю.П. Семочкина, М.Г. Ратушняк, В.Г. Перевозчикова. "Действие малых и сублетальных доз у-излучения на мезенхимальные и нейральные стволовые клетки из головного мозга мыши" // Радиационная биология. Радиоэкология. 2016, том 56, № 1, стр. 35-43;

2. Г.А. Посыпанова, Л.Б. Горшкова, А.В. Родина, Ю.П. Семочкина, В.Г. Перевозчикова, Е.Ю. Москалева, Ратушняк М.Г., Е.А. Воронцов, С.Л. Кузнецов, И.А. Тубашева, А.И. Муравьёва, С.Е. Северин. Характеристика противоопухолевой активности полимерной формы этопозида в составе биодеградируемого сополимера молочной и гликолевой кислот. // Химико-фармацевтический журнал. 2016, том 50, №8, стр.45-50;

3. Ратушняк М.Г., Северин С.Е. Роль цитокинов, секретируемых мезенхимальными стволовыми клетками, в стимуляции процессов регенерации мозга.// Молекулярная медицина. 2017, том 15, №1, стр.10-14;

4. Ратушняк М.Г. Анализ радиочувствительности нейральных стволовых клеток. Сборник аннотаций. XIII Курчатовская молодежная научная школа. НИЦ «Курчатовский институт». 2015 г. С.81;

5. Ратушняк М.Г., А.И. Муравьёва, Ю.П. Семочкина, В.Г.

Перевозчикова. Характеристика противоопухолевой активности полимерной

формы этопозида в составе биодеградируемого сополимерамолочной и

гликолевой кислот. Ломоносов - 2016: Международная конференция

студентов, аспирантов и молодых ученых: секция «Биология»; МГУ имени

10

М.В. Ломоносова, биологический факультет. Тезисы докладов. Москва. 11-15 апреля 2016 г. С.67-68;

6. Абишева А.А., Ратушняк М.Г. Исследование влияния действия у-излучения на пролиферацию и дифференцировку нейральных стволовых клеток мыши.// Сборник Аннотаций XIV Курчатовская междисциплинарная молодежная научная школа. 2016 г. С.60;

7. Высоцкая О.В., Ратушняк М.Г. Факторы, секретируемые мезенхимальными стволовыми клетками, повышают выживаемость нейральных стволовых клеток при действии у-излучения.// Сборник Аннотаций XIV Курчатовская междисциплинарная молодежная научная школа. 2016 г. С.93;

8. G. Posypanova, M. Ratushnyak, A. Abisheva, P. Semochkina, Elizaveta Yu. Moskaleva DNA double-strand breaks measured by the level of histone yH2AX in mouse neural stem cells after y-irradiation at low and sublethal doses.//Abstract book ERRS 2017. 43rd Annual Meeting of the European Radiation Research Sosiety. 17-21st.09.2017, Essen, Germany. P.29.

Личный вклад автора

Автором самостоятельно проведен анализ отечественной и иностранной литературы по изучаемой теме, разработаны протоколы и проведены эксперименты, осуществлены анализ и интерпретация результатов исследования, статистическая обработка полученных данных, формулирование выводов и оформление диссертационной работы.

1. Обзор литературы

1.1.Чувствительность нейральных стволовых клеток к действию ионизирующего излучения и цитотоксических препаратов

Нейральные стволовые клетки (НСК) относятся к группе тканеспецифических или региональных стволовых клеток. Они обладают характеристикой самоподдерживающейся популяции клеток, которые при дифференцировке способны давать нейроны, астроциты и олигодендроциты в развивающемся и взрослом мозге. Нейральные СК можно изолировать и размножать в культуре ткани, генетически модифицировать и исследовать их потенции при трансплантации в развивающийся, взрослый или патологически измененный мозг [10].

В переднем мозге млекопитающих идентифицировано две области, в которых идет активный нейрогенез: субвентрикулярная зона (СВЗ), примыкающая к боковым желудочкам, и зубчатая субгранулярная зона (ЗСГЗ) в гиппокампе [11-13]. В этих участках мозга обнаружены мультипотентные нейральные стволовые клетки/клетки-предшественники, которые пролиферируют, мигрируют из этой области и дифференцируются в нейроны и клетки глии [11, 13-15].

В настоящее время чувствительность НСК к разным токсическим воздействиям стала объектом пристального внимания в связи с их важной ролью в процессах регенерации мозга. Полагают, что повреждение этих клеток при лучевой и химиотерапии опухолей лежит в основе развития отдаленных последствий в виде развития когнитивных нарушений. В экспериментальных исследованиях, посвященных изучению закономерностей развития повреждений мозга и их связи с развитием когнитивных нарушений, общепризнанными модельными объектами стали мыши и крысы [16].

В клеточных модельных исследованиях также широко используются

культуры НСК, полученных из головного мозга мышей и крыс, и, кроме того,

12

появились исследования, выполненные с использованием НСК человека, полученных из 1РБ-клеток [17].

1.1.1. Чувствительность нейральных стволовых клеток к действию ионизирующего излучения

Результаты, полученные в ряде радиобиологических исследований, относящихся к концу девяностых - началу двухтысячных годов, позволили сформулировать основные представления о высокой радиочувствительности нейрогенеза у взрослых животных. Так Беллинцона с сотрудниками [18] показали, что у молодых крыс после облучения наблюдается ранняя гибель клеток в субэпендимальной области по механизму апоптоза, процесс достигает максимума через 6 часов после воздействия и зависит от дозы, но тип погибающих клеток ими описан не был. Это было сделано позднее в работе Шинохара и его коллег [19], которые изучили дозовую зависимость развития апоптоза и показали, что большая часть клеток в состоянии апоптоза были недифференцированными и что многие из них относились к популяции пролиферирующих клеток, которые составляют в СВЗ около 43% клеток. Полученные результаты позволили заключить, что радиочувствительная популяция в СВЗ в основном состоит из нейральных клеток-предшественников. Авторы пришли к выводу, что в реакции мозга на облучение наиболее важен ответ стволовых клеток, а не просто апоптоз-чувствительной популяции как таковой.

Аналогичные данные были получены Тада и соавторами [20], которые показали, что через 24 часа после облучения в дозах 2-15 Гр в СВЗ происходит значительное снижение как общего количества клеток, так и доли пролиферирующих клеток и доли незрелых нейронов. Погибали в основном недифференцированные клетки. Через 7 суток наблюдалась четкая зависимость снижения количества клеток от дозы облучения. Также в зависимости от дозы облучения в период между 1 и 7 сутками начиналось восстановление количества клеток. Обнаружено, что при дозах выше 2 Гр

13

заметной репопуляции СВЗ не наблюдали в течение 6 месяцев, что свидетельствует о высокой радиочувствительности процессов нейрогенеза.

Похожие изменения в количестве клеток после облучения были обнаружены и в ЗСГЗ гиппокампа. Было показано, что именно снижение количества НСК в ЗСГЗ при действии ионизирующего излучения приводит к снижению образования нейронов и возникновению когнитивных нарушений после действия облучения [2, 21-25].

Изучение чувствительности НСК ЗСГЗ к действию ионизирующего излучения позволило установить, что НСК гибнут вскоре после облучения. Клетки ЗСГЗ и у мышей и у крыс, как при локальном облучении мозга, так и при общем облучении, были чрезвычайно радиочувствительны. Наиболее чувствительны были пролиферирующие клетки [22, 25-29].

Облучение мозга даже в сублетальных дозах приводило к ингибированию пролиферации клеток и подавлению нейрогенеза в ЗСГЗ [22]. Было установлено, что при локальном действии рентгеновского излучения на мозг мышей уровень апоптоза клеток ЗСГЗ через 12 часов после воздействия возрастал в 3 раза при дозе 1 Гр и в 5 раз при дозе 2 Гр. Через 48 часов после облучения количество пролиферирующих клеток (Кь 67+-клеток) снижалось в 10 раз после облучения в дозе 2 Гр, а незрелых нейронов (Осх+-клеток) - до 60%, а после облучения в дозе 5 Гр - до 50% от уровня контроля. Через 2 месяца после облучения обнаружено пропорциональное дозе облучения снижение количества нейронов (№иЫ+-клеток) с 80% в контроле до 75, 50 и 20% после облучения в дозах 2, 5 и 10 Гр. Одновременно возрастало количество олигодендроцитов с 15% в контроле до 16, 24 и 50% при тех же дозах. Количество астроцитов (ОБЛР+-клеток) при этом не менялось и составляло около 4%. Клетки активированной микроглии (СЭ68+-клетки) через 48 часов после облучения в ЗСГЗ отсутствовали, но через 2 месяца их количество значительно возрастало, достигая 15, 38 и 54% после облучения в дозах 2, 5 и 10 Гр при

14

их отсутствии в мозге необлученных мышей, что свидетельствует о развитии нейровоспаления в отдаленный период после воздействия.

Учитывая важную роль провоспалительных цитокинов в повреждении мозга после облучения и специфическое влияние отдельных цитокинов на нейрогенез, можно полагать, что активация клеток микроглии и секреция этими клетками ряда цитокинов может играть важную роль в подавлении нейрогенеза в отдаленный период после облучения [30-33].

Надо отметить, что наряду с высокой чувствительностью к облучению пролиферирующих клеток, радиочувствительными оказались также клетки, имеющие характеристики незрелых нейронов [22], а олигодендроциты были значительно более радиоустойчивы [28].

Результаты, полученные в приведенных выше работах и в ряде других радиобиологических исследований, обобщены в двух исчерпывающих обзорах [34, 35]. Следует отметить, что не смотря на то, что культивируемые НСК, полученные из головного мозга мыши, являются одной из широко используемых моделей в исследовании механизмов повреждающего действия излучения, подробная характеристика радиочувствительности этих клеток остается не изученной.

1.1.2. Механизмы повреждения ЦНС при облучении мозга, несвязанные с нарушением нейрогенеза в гиппокампе

Есть и другие, еще мало изученные механизмы развития когнитивных нарушений при облучении мозга, связанные не только с повреждением гиппокампа, но и других областей мозга [36]. К ним, в частности, относятся нарушения, касающиеся ренин-ангиотензиновой системы (РАС). Блокада РАС оказалось одним из наиболее эффективных подходов в профилактике/облегчения поздних эффектов, вызванных облучением. Блокаторы рецепторов ангиотензина II типа 1 или ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) оказались очень эффективными в лечении и профилактике экспериментальных радиационно-

15

индуцированных поздних эффектов не только в почках и легких [37] , но и в головном мозге. РАС - гормональная система, регулирующая водно-солевой обмен в организме. Однако в головном мозге существует своя РАС [38], участвующая в регуляции ГЭБ, стрессе, процессов памяти и познания [39]. Кроме того, положительные эффекты блокады РАС на когнитивную функцию наблюдались у пациентов с артериальной гипертонией, использующих блокатор рецептор ангиотензина (БРА) лозартан, независимо от снижения кровотока [40].

Эти данные указывают на важную роль РАС в мозге в нормальных когнитивных функциях и лечении нарушений когнитивных функций [41, 42].

Введение БРА Ь-158809 (20 мг / л питьевой воды), молодым взрослым самцам крыс за 3 дня до фракционированного общего облучения в дозе 40 Гр, в течение и на 28 или 54 неделе после облучения предотвращало появление вызванного облучением когнитивного снижения через 26 и 52 недели после облучения [43]. Блокада РАС с использованием ингибитора АПФ рамиприла также предотвращала вызванные облучением когнитивные нарушения [44].

Таким образом, блокада РАС эффективна для предотвращения радиационно-индуцированных когнитивных нарушений. При этом блокада РАС не предотвращала и не ослабляла индуцированное облучением снижение нейрогенеза, но предотвращала вызванное облучением нейровоспаление [44, 45].

Еще один механизм развития когнитивных нарушений при облучении

мозга может быть связан с нарушением функционирования синапсов.

Известно, что в основе многих нейродегенеративных состояний лежат

изменения синаптической пластичности, которые коррелируют со

специфическими структурными изменениями в нейронах. Чтобы

определить, могут ли изменения архитектуры нейронов быть связаны с

развитием нейрокогнитивных нарушений, обнаруженных после облучения,

16

авторы работы [46] исследовали влияние облучения головы мышей при действии гамма-излучения в дозах 1 и 10 Гр на микроморфометрические параметры нейронов гиппокампа у мышей через 10 и 30 дней после облучения. В этих условиях были обнаружены значительные изменения в структуре дендритов: древовидные ветвления, длина и их площадь значительно снижались (> 50%) пропорционально дозе облучения. При этих же дозах и временных точках обнаружили значительное уменьшение числа (20-35%) и плотности (40-70%) дендритных шипиков на нейронах зубчатой извилины гиппокампа. В гранулярных нейронах зубчатой извилины обнаружено значительное снижение экспрессии синаптофизина в пресинаптических участках в зубчатой извилине, и значительное увеличение белка постсинаптической плотности (PSD-95) вдоль дендритов в гранулярных клетках. Эти находки уникальны в плане демонстрации доза-зависимых изменений структуры дендритов, уровня синаптического белка, плотности и морфологии шипиков - изменений, индуцированных в нейронах гиппокампа при облучении, которые сохраняются в течение, по крайней мере, 1 месяца и которые напоминают аналогичные типы изменений, обнаруженных при многих нейродегенеративных состояниях. Поэтому, по-видимому, не только снижение образования нейронов, но и нарушение структуры как вновь образованных, так и зрелых нейронов гиппокампа после облучения приводят к развитию нейродегенеративных состояний.

Аналогичные изменения архитектуры нейронов обнаружены и при

облучении мышей протонами в дозах 0,1 и 1 Гр [47]. В этих экспериментах

через 30 дней после облучения было обнаружено значительное доза-

зависимое уменьшение сложности дендритов при анализе их длины, степени

и площади ветвления. Наблюдалось значительное уменьшение количества и

плотности дендритных шипиков вдоль нейронов гиппокампа зубчатой

извилины. Незрелые шипики (филоподии, длинные шипики) были наиболее

чувствительны к облучению. Зрелые шипики (грибовидные) были более

17

устойчивы к действию облучения. В облученных гранулярных нейронах в пределах зубчатой извилины обнаружено значительное и дозо-зависимое снижение экспрессии синаптофизина, в то время как экспрессия белка постсинаптической плотности (PSD-95) была значительно увеличена. Эти данные подтверждают ранее полученные авторами закономерности (см выше), обнаруженные при изучении действия гамма-излучения, и впервые демонстрируют доза-зависимое изменение чувствительности нейронов, регистрируемые по изменению сложности дендритов, плотности и морфологии шипиков, а также уровня синаптического белка после общего облучения протонами в малых дозах.

Следует отметить, что и действие облучения, и воспаление сопровождаются повышенным образованием АМК и азота, действие которых может быть токсично для НСК. Следующий раздел посвящен анализу роли АМК в повреждении НСК.

1.1.3. Образование и репарация повреждений ДНК в облученных клетках

При действии облучения и многих химиотерапевтических препаратов главной мишенью является молекула ДНК. Типы повреждений ДНК, пути их возникновения и способы репарации суммированы в таблице 1. Репарация повреждений ДНК, индуцируемых при действии различных факторов, осуществляется с участием как конститутивных, так и индудибельных процессов, и идет как по пути эксцизиоиной репарации с выщеплением основавий с участием соответствующих ДНК-гликозилаз, так и по пути эксцизионной репарадии с выщеплением нуклеотидов при ее инициации соответствующими эндонукпеазами, либо в процессе рекомбинационной репарации. Однонитевые разрывы (ОР) ДНК и целый ряд других повреждений, связанных с модификацией оснований, устраняются в процессе эксцизионной репарации [48].

Повреждения ДНК, возникающие при действии ионизирующего

излучения, отличаются высокой вероятностью образования ДР ДНК.

Таблица 1.

Типы повреждений ДНК, пути их возникновения и репарации. По [49]

Тип повреждения ДНК в Пути возникновения Способы репарации

клетках повреждений повреждений ДНК

Однонитевые разрывы а) с лигазоспецифичными концами б) с лигазонеспецифич-ными концами Спонтанно, ионизирующее излучение, ингибиторы топоизомеразы I Воссоединение ДНК лигазами Эксцизионная репарация

Двунитевые разрывы Апуриновые и апиримидиновые участки Ионизирующее излучение, ингибиторы топоизомеразы II Спонтанно, ионизирующее излучение, гипертермия, ферментативно при действии ДНК-гликозилаз Негомологичное соединение концов (НГСК) и гомологичная рекомбинация (ГР). Эксцизионная репарация

Модификация оснований а) алкилированные основания Алкилирующие агенты ДНК-гликозилазы и инвертазы, прямое деме-тилирование алкильных групп, эксцизиозная репарация

б) аддукты Химические канцерогены типа производных полиароматичес-ких углеводородов Эксцизионная репарация

в) пиримидиновые димеры УФ-излучение, ионизирующее излучение Фотолиаза; эксцизионная репарация

г) неидентифицирован-ные щелочстабильные изменения Ионизирующее и УФ-излучение Эксцизионная репарация

Неправильно спаренные основания Спонтанно, азотистая кислота ДНК-гликозилазы, инвертазы, эксцизионная репарация

ДНК-белковые сшивки Спонтанно, бифункциональные агенты, ионизирующее излучение, гипертермия Эксцизионная репарация, возможно, специфические протеазы

Повреждения, вызываемые действием (у-излучения и рентгеновского излучения),

редкоионизирующего излучения более равномерно распределены

по всему объему ядерной ДНК и количество образующихся ДР меньше, чем при действии плотноионизирующего излучения.

Основными путями репарации ДР является негомологичное соединение концов (НГСК) и гомологичная рекомбинация (ГР). Эти пути репарации ДНК представлены на рис.1. Наибольший вклад в репарацию вносит процесс НГСК, ответственный за репарацию основного количества ДР, образованных в результате действия редкоионизирующего излучения [50].

aWiM'

ДРДНК

НГСК

Ки80 Ки70

Связывание белков с концами ДР ДНК

ГР

W vY\Y\; <\\\YN

Связывание белков с концами ДР ДНК

ONA-PKcs *

"53Г ш^Шш

Artemis т PNK

I

11одготовка концов

Репарация пробелом

Лигирование концов

Восстановленная

__^ ^ »да

Р01Я/И

BRCA1 о

\ PALB2K^i |

BRCA2 \ Rad51

I

XRCC4 * XLF

DNA polymerase

m\

1

чУХ\\\Х\ХУ> vYXYXYXYXY"

Подготовка концов ("зачистка")

Активации АТИ

Связывание Rad51 и др. белков

4 Образование и

расширение D-петли

\У\\ \\ХУ/ Образование

молекула ДНК ^ рЛ -ХУ^ структуры Холпидея

| resolvases

Завершение репарации ДРДНК

Рисунок 1. Схема процессов репарации ДР ДНК путем негомологичного соединения концов (НГСК) и гомологичной рекомбинации (ГР) по [51].

Для ГР необходима сестринская хроматида, которая используется в качестве матрицы для репарации поврежденной хроматиды, содержащей ДР, поэтому этот путь репарации идет только в Б и 02 фазах клеточного цикла - в

этих фазах цикла клетки наряду с НГСК активно используют ГР для репарации двунитевых разрывов [52].

НГСК начинается с присоединения к поврежденной ДНК по обе стороны от образованного ДР гетеродимера белка Ku70/80 [53]. Связанный с ДНК белок Ku70/80 защищает концы поврежденной ДНК от действия экзонуклеаз, служит сигналом для аутофосфорилирования и активации ключевой киназы ATM и взаимодействует с другим белком этого семейства, каталитической субъединицей ДНК-зависимой протеинкиназы (ДНК-ПК). В результате происходит формирование комплекса ДНК с протеинкиназами и белками ДНК лигаза IV, XRCC4 и XLF в состав которого могут входить и некоторые другие белки [54]. Репарация по механизму НГСК локализована компактно вокруг ДР и протекает в течение 30-40 минут для простых и 3-4 часов для репарации сложных ДР.

При ГР для восстановления поврежденного участка ДНК, содержащего

ДР, в качестве матрицы используется неповрежденная сестринская

хроматида. На первом этапе ГР происходит процессинг, или резекция,

свободных 3'-концов ДНК по краям разрыва в направлении от 5' к 3' с

образованием однонитевых участков (липких концов) [55]. Этот процесс

можно условно разделить на два этапа: первый - ициация - происходит с

участием белка CtIP и комплекса MRN (Mre11-Rad50-Nbs1). На этом этапе

происходит образование и удлинение липких концов. Второй этап состоит из

процесса связывания фактора репликации А (ФРА) с липкими концами ДНК.

ФРА стабилизирует участки ДНК в области ДР в деконденсированном

состоянии. Затем ФРА в комплексе ДР-ФРА заменяется ключевым белком ГР

Rad51. Связывание Rad51 c ДНК происходит при участии белка BRCA2 и

является необходимым шагом для дальнейших событий ГР: формирования

комплекса с участием сестринской хроматиды, D-петли и гетеродуплекса с

образованием структуры Холлидея [56]. В результате происходит замена и

синтез участка поврежденной хроматиды, содержащего ДР, на основе

21

неповрежденной последовательности сестринской хроматиды, используемой в качестве матрицы, а затем - лигирование концов ДНК. ГР завершается разрушением структуры Холлидея, в процессе которого может происходить обмен гомологичными участками сестринских хроматид [57].

В настоящее время одним из наиболее часто используемых белковых маркеров для выявления ДР является фосфорилированная форма гистона H2AX. Н2АХ - один из вариантов гистоновых белков семейства H2A клеток млекопитающих. Отличительной особенностью гистона H2AX является наличие консервативного остатка серина 139 на расстоянии четырёх аминокислотных остатков от С-конца [58].

Образование радиационно-индуцированных ДР приводит к активации киназ ATM и ДНК-зависимой ПК, которые осуществляют фосфорилирование гистона H2AX по этому остатку серина. Появление фосфорилированного по серину 139 гистона H2AX, получившего название yH2AX, в области двунитевого разрыва является одним из первых событий, происходящих в ядре клетки в ответ на действие ионизирующего излучения [59].

В результате, в местах образования ДР формируются скопления фосфорилированного гистона H2AX, которые выявляются флуоресцентно мечеными антителами к этому белку с помощью флуоресцентной или конфокальной микроскопии или проточной цитофлуориметрии. При микроскопии видны окрашенные зоны, которые соответствуют скоплениям фосфорилированного гистона yH2AX, и получили название фокусов yH2AX. Каждый такой фокус содержит несколько тысяч копий гистона yH2AX [60].

Важно отметить, что в клетках, не подвергавшихся облучению, присутствует определенный фоновый уровень фокусов. Это обусловлено тем, что ДР в клетках могут образовываться и под действием таких факторов, как повреждение репликативных вилок [61]. Показано, что фокусы yH2AX могут служить маркером присутствия ДР ДНК на всех стадиях клеточного цикла [62].

Характер накопления ДР в ДНК НСК и активность системы репарации ДР в НСК изучены недостаточно. Показано, что при облучении НСК человека даже в относительно небольших дозах до 5 Гр так же, как в случае НСК мыши, обнаружена их высокая радиочувствительность, повышение уровня апоптоза, блок клеточного цикла в фазе 02/Ы. Так же, как НСК мыши, НСК человека отвечали на облучение развитием окислительного стресса и повышением уровня оксида азота. Кроме того, авторами обнаружена высокая способность НСК человека репарировать ДР ДНК, регистрируемая по исчезновению фокусов гистона у-И2АХ. [63].

1.1.4. Роль активных метаболитов кислорода и азота в повреждении нейральных стволовых клеток при действии ионизирующего излучения

Активные метаболиты кислорода (АМК) постоянно образуются в процессе жизнедеятельности клеток при нормально протекающем обмене веществ. Супероксидный анион-радикал кислорода (СОАК) Ю2- в водной среде вступает в реакцию дисмутции с образованием кислорода и пероксида водорода: 2НО-"^ О2 + Н2О2. Пероксид водорода в реакции, катализируемой ионами переходных металлов, подвергается восстановлению с образованием гидроксильного аниона и свободого гидроксильного радикала: Н2О2 + Мевосст^ НО- + НО- + Меокисл. При взаимодействии СОАК с Н2О2 образуется синглетный кислород !02 и свободный гидроксильный радикал. Процесс образования СОАК и его метаболитов может быть индуцирован также химическими веществами и действием излучения [64].

Внутриклеточная локализация СОАК зависит от пути его образования: он возникает в митохондриях при функционировании ряда дегидрогеназ, моноаминооксидазы, дигидрооротатдегидрогеназы; в пероксисомах при действии гликолатоксидазы и ацил-КоА-оксидазы; в цитозоле при действии пиридоксамин-5-фосфатоксидазы, в микросомах при действии НАДФН-цитохром Р450 редуктазы и в митохондриях неферментативным путем при

23

взаимодействии кислорода с коэнзимом Q, а также в процессе биосинтеза простагландинов из арахидоновой кислоты при действии простагландинсинтетазы [65].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ратушняк Мария Григорьевна, 2018 год

Список литературы

1. Johannesen T.B., Lien H.H., Hole K.H., Lote K. Radiological and clinical assessment of long-term brain tumour survivors after radiotherapy // Radiother Oncol. - 2003. - T. 69, № 2. - C. 169-76.

2. Raber J., Rola R., LeFevour A., Morhardt D., Curley J., Mizumatsu S., VandenBerg S.R., Fike J.R. Radiation-induced cognitive impairments are associated with changes in indicators of hippocampal neurogenesis // Radiat Res. -2004. - T. 162, № 1. - C. 39-47.

3. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. Под ред. Миронова А. Н.: М.: Гриф и К., 2012. - 640-654 с.

4. Tseng B.P., Giedzinski E., Izadi A., Suarez T., Lan M.L., Tran K.K., Acharya M.M., Nelson G.A., Raber J., Parihar V.K., Limoli C.L. Functional consequences of radiation-induced oxidative stress in cultured neural stem cells and the brain exposed to charged particle irradiation // Antioxid Redox Signal. -2014. - T. 20, № 9. - C. 1410-22.

5. Tseng B.P., Lan M.L., Tran K.K., Acharya M.M., Giedzinski E., Limoli C.L. Characterizing low dose and dose rate effects in rodent and human neural stem cells exposed to proton and gamma irradiation // Redox Biol. - 2013. - T. 1. - C. 153-62.

6. Oh S.B., Park H.R., Jang Y.J., Choi S.Y., Son T.G., Lee J. Baicalein attenuates impaired hippocampal neurogenesis and the neurocognitive deficits induced by gamma-ray radiation // Br J Pharmacol. - 2013. - T. 168, № 2. - C. 421-31.

7. Nguyen N., Lee S.B., Lee Y.S., Lee K.H., Ahn J.Y. Neuroprotection by NGF and BDNF against neurotoxin-exerted apoptotic death in neural stem cells are mediated through Trk receptors, activating PI3-kinase and MAPK pathways // Neurochem Res. - 2009. - T. 34, № 5. - C. 942-51.

8. Miller R.H., Bai L., Lennon D.P., Caplan A.I. The potential of mesenchymal stem cells for neural repair // Discov Med. - 2010. - T. 9, № 46. -C. 236-42.

9. Munoz J.R., Stoutenger B.R., Robinson A.P., Spees J.L., Prockop D.J. Human stem/progenitor cells from bone marrow promote neurogenesis of endogenous neural stem cells in the hippocampus of mice // Proc Natl Acad Sci U S A. - 2005. - T. 102, № 50. - C. 18171-6.

10. Биология стволовых клеток и клеточные технологии. Том 2 / Под ред. М.А. Пальцева. - М.: ОАО "Издательство "Медицина", издательство "Шико", 2009. - С. 163. //.

11. Gage F.H. Mammalian neural stem cells // Science. - 2000. - T. 287, № 5457. - C. 1433-8.

12. Gage F.H., Ray J., Fisher L.J. Isolation, characterization, and use of stem cells from the CNS // Annu Rev Neurosci. - 1995. - T. 18. - C. 159-92.

13. Temple S., Alvarez-Buylla A. Stem cells in the adult mammalian central nervous system // Curr Opin Neurobiol. - 1999. - T. 9, № 1. - C. 135-41.

14. Lois C., Alvarez-Buylla A. Proliferating subventricular zone cells in the adult mammalian forebrain can differentiate into neurons and glia // Proc Natl Acad Sci U S A. - 1993. - T. 90, № 5. - C. 2074-7.

15. Seri B., Garcia-Verdugo J.M., McEwen B.S., Alvarez-Buylla A. Astrocytes give rise to new neurons in the adult mammalian hippocampus // J Neurosci. - 2001. - T. 21, № 18. - C. 7153-60.

16. Yang L., Yang J., Li G., Li Y., Wu R., Cheng J., Tang Y. Pathophysiological Responses in Rat and Mouse Models of Radiation-Induced Brain Injury // Mol Neurobiol. - 2017. - T. 54, № 2. - C. 1022-1032.

17. Baulch J.E., Craver B.M., Tran K.K., Yu L., Chmielewski N., Allen B.D., Limoli C.L. Persistent oxidative stress in human neural stem cells exposed to low fluences of charged particles // Redox Biol. - 2015. - T. 5. - C. 24-32.

18. Bellinzona M., Gobbel G.T., Shinohara C., Fike J.R. Apoptosis is induced in the subependyma of young adult rats by ionizing irradiation // Neurosci Lett. - 1996. - T. 208, № 3. - C. 163-6.

19. Shinohara C., Gobbel G.T., Lamborn K.R., Tada E., Fike J.R. Apoptosis in the subependyma of young adult rats after single and fractionated doses of X-rays // Cancer Res. - 1997. - T. 57, № 13. - C. 2694-702.

20. Tada E., Yang C., Gobbel G.T., Lamborn K.R., Fike J.R. Long-term impairment of subependymal repopulation following damage by ionizing irradiation // Exp Neurol. - 1999. - T. 160, № 1. - C. 66-77.

21. Madsen T.M., Kristjansen P.E., Bolwig T.G., Wortwein G. Arrested neuronal proliferation and impaired hippocampal function following fractionated brain irradiation in the adult rat // Neuroscience. - 2003. - T. 119, № 3. - C. 635 -42.

22. Mizumatsu S., Monje M.L., Morhardt D.R., Rola R., Palmer T.D., Fike J.R. Extreme sensitivity of adult neurogenesis to low doses of X-irradiation // Cancer Res. - 2003. - T. 63, № 14. - C. 4021-7.

23. Monje M.L., Palmer T. Radiation injury and neurogenesis // Curr Opin Neurol. - 2003. - T. 16, № 2. - C. 129-34.

24. Rola R., Raber J., Rizk A., Otsuka S., VandenBerg S.R., Morhardt D.R., Fike J.R. Radiation-induced impairment of hippocampal neurogenesis is associated with cognitive deficits in young mice // Exp Neurol. - 2004. - T. 188, № 2. - C. 316-30.

25. Tada E., Parent J.M., Lowenstein D.H., Fike J.R. X-irradiation causes a prolonged reduction in cell proliferation in the dentate gyrus of adult rats // Neuroscience. - 2000. - T. 99, № 1. - C. 33-41.

26. Nagai R., Tsunoda S., Hori Y., Asada H. Selective vulnerability to radiation in the hippocampal dentate granule cells // Surg Neurol. - 2000. - T. 53, № 5. - C. 503-6; discussion 506-7.

27. Peissner W., Kocher M., Treuer H., Gillardon F. Ionizing radiation-induced apoptosis of proliferating stem cells in the dentate gyrus of the adult rat hippocampus // Brain Res Mol Brain Res. - 1999. - T. 71, № 1. - C. 61-8.

28. Sasaki R., Matsumoto A., Itoh K., Kawabe T., Ota Y., Yamada K., Maruta T., Soejima T., Sugimura K. Target cells of apoptosis in the adult murine dentate gyrus and O4 immunoreactivity after ionizing radiation // Neurosci Lett. -2000. - T. 279, № 1. - C. 57-60.

29. Uberti D., Piccioni L., Cadei M., Grigolato P., Rotter V., Memo M. p53 is dispensable for apoptosis but controls neurogenesis of mouse dentate gyrus cells following gamma-irradiation // Brain Res Mol Brain Res. - 2001. - T. 93, № 1. -C. 81-9.

30. Chiang C.S., McBride W.H., Withers H.R. Radiation-induced astrocytic and microglial responses in mouse brain // Radiother Oncol. - 1993. - T. 29, № 1. - C. 60-8.

31. Daigle J.L., Hong J.H., Chiang C.S., McBride W.H. The role of tumor necrosis factor signaling pathways in the response of murine brain to irradiation // Cancer Res. - 2001. - T. 61, № 24. - C. 8859-65.

32. Hong J.H., Chiang C.S., Campbell I.L., Sun J.R., Withers H.R., McBride W.H. Induction of acute phase gene expression by brain irradiation // Int J Radiat Oncol Biol Phys. - 1995. - T. 33, № 3. - C. 619-26.

33. Vallieres L., Campbell I.L., Gage F.H., Sawchenko P.E. Reduced hippocampal neurogenesis in adult transgenic mice with chronic astrocytic production of interleukin-6 // J Neurosci. - 2002. - T. 22, № 2. - C. 486-92.

34. Fike J.R., Rola R., Limoli C.L. Radiation response of neural precursor cells // Neurosurg Clin N Am. - 2007. - T. 18, № 1. - C. 115-27, x.

35. Fike J.R., Rosi S., Limoli C.L. Neural precursor cells and central nervous system radiation sensitivity // Semin Radiat Oncol. - 2009. - T. 19, № 2. -C. 122-32.

36. Greene-Schloesser D., Moore E., Robbins M.E. Molecular pathways: radiation-induced cognitive impairment // Clin Cancer Res. - 2013. - T. 19, № 9. -C. 2294-300.

37. Moulder J.E., Cohen E.P. Future strategies for mitigation and treatment of chronic radiation-induced normal tissue injury // Semin Radiat Oncol. - 2007. -T. 17, № 2. - C. 141-8.

38. Davisson R.L. Physiological genomic analysis of the brain renin-angiotensin system // Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. - 2003. - T. 285, № 3. - C. R498-511.

39. McKinley M.J., Albiston A.L., Allen A.M., Mathai M.L., May C.N., McAllen R.M., Oldfield B.J., Mendelsohn F.A., Chai S.Y. The brain renin-angiotensin system: location and physiological roles // Int J Biochem Cell Biol. -2003. - T. 35, № 6. - C. 901-18.

40. Tedesco M.A., Ratti G., Di Salvo G., Natale F. Does the angiotensin II receptor antagonist losartan improve cognitive function? // Drugs Aging. - 2002. -T. 19, № 10. - C. 723-32.

41. Wright J.W., Harding J.W. The brain angiotensin system and extracellular matrix molecules in neural plasticity, learning, and memory // Prog Neurobiol. - 2004. - T. 72, № 4. - C. 263-93.

42. Wright J.W., Harding J.W. Brain renin-angiotensin--a new look at an old system // Prog Neurobiol. - 2011. - T. 95, № 1. - C. 49-67.

43. Robbins M.E., Payne V., Tommasi E., Diz D.I., Hsu F.C., Brown W.R., Wheeler K.T., Olson J., Zhao W. The AT1 receptor antagonist, L-158,809, prevents or ameliorates fractionated whole-brain irradiation-induced cognitive impairment // Int J Radiat Oncol Biol Phys. - 2009. - T. 73, № 2. - C. 499-505.

44. Lee T.C., Greene-Schloesser D., Payne V., Diz D.I., Hsu F.C., Kooshki M., Mustafa R., Riddle D.R., Zhao W., Chan M.D., Robbins M.E. Chronic administration of the angiotensin-converting enzyme inhibitor, ramipril, prevents

fractionated whole-brain irradiation-induced perirhinal cortex-dependent cognitive impairment // Radiat Res. - 2012. - T. 178, № 1. - C. 46-56.

45. Conner K.R., Payne V.S., Forbes M.E., Robbins M.E., Riddle D.R. Effects of the AT1 receptor antagonist L-158,809 on microglia and neurogenesis after fractionated whole-brain irradiation // Radiat Res. - 2010. - T. 173, № 1. - C. 49-61.

46. Parihar V.K., Limoli C.L. Cranial irradiation compromises neuronal architecture in the hippocampus // Proc Natl Acad Sci U S A. - 2013. - T. 110, № 31. - C. 12822-7.

47. Parihar V.K., Pasha J., Tran K.K., Craver B.M., Acharya M.M., Limoli C.L. Persistent changes in neuronal structure and synaptic plasticity caused by proton irradiation // Brain Struct Funct. - 2015. - T. 220, № 2. - C. 1161-71.

48. Goodhead D.T. Initial events in the cellular effects of ionizing radiations: clustered damage in DNA // Int J Radiat Biol. - 1994. - T. 65, № 1. -C. 7-17.

49. Жестянников В.Д. Репарация ДНК и ее биологическое значение // Л. Наука. - 1979. - C. 285с.

50. Kakarougkas A., Jeggo P.A. DNA DSB repair pathway choice: an orchestrated handover mechanism // Br J Radiol. - 2014. - T. 87, № 1035. - C. 20130685.

51. Nicolay N.H., Lopez Perez R., Saffrich R., Huber P.E. Radio-resistant mesenchymal stem cells: mechanisms of resistance and potential implications for the clinic // Oncotarget. - 2015. - T. 6, № 23. - C. 19366-80.

52. Shrivastav M., De Haro L.P., Nickoloff J.A. Regulation of DNA doublestrand break repair pathway choice // Cell Res. - 2008. - T. 18, № 1. - C. 134-47.

53. Schipler A., Iliakis G. DNA double-strand-break complexity levels and their possible contributions to the probability for error-prone processing and repair pathway choice // Nucleic Acids Res. - 2013. - T. 41, № 16. - C. 7589-605.

54. Cottarel J., Frit P., Bombarde O., Salles B., Negrel A., Bernard S., Jeggo P.A., Lieber M.R., Modesti M., Calsou P. A noncatalytic function of the ligation complex during nonhomologous end joining // J Cell Biol. - 2013. - T. 200, № 2.

- C. 173-86.

55. Symington L.S., Gautier J. Double-strand break end resection and repair pathway choice // Annu Rev Genet. - 2011. - T. 45. - C. 247-71.

56. Pellegrini L., Yu D.S., Lo T., Anand S., Lee M., Blundell T.L., Venkitaraman A.R. Insights into DNA recombination from the structure of a RAD51-BRCA2 complex // Nature. - 2002. - T. 420, № 6913. - C. 287-93.

57. Iliakis G. Backup pathways of NHEJ in cells of higher eukaryotes: cell cycle dependence // Radiother Oncol. - 2009. - T. 92, № 3. - C. 310-5.

58. Rogakou E.P., Pilch D.R., Orr A.H., Ivanova V.S., Bonner W.M. DNA double-stranded breaks induce histone H2AX phosphorylation on serine 139 // J Biol Chem. - 1998. - T. 273, № 10. - C. 5858-68.

59. Lobrich M., Cooper P.K., Rydberg B. Joining of correct and incorrect DNA ends at double-strand breaks produced by high-linear energy transfer radiation in human fibroblasts // Radiat Res. - 1998. - T. 150, № 6. - C. 619-26.

60. Paull T.T., Rogakou E.P., Yamazaki V., Kirchgessner C.U., Gellert M., Bonner W.M. A critical role for histone H2AX in recruitment of repair factors to nuclear foci after DNA damage // Curr Biol. - 2000. - T. 10, № 15. - C. 886-95.

61. Lobrich M., Shibata A., Beucher A., Fisher A., Ensminger M., Goodarzi A.A., Barton O., Jeggo P.A. gammaH2AX foci analysis for monitoring DNA double-strand break repair: strengths, limitations and optimization // Cell Cycle. -2010. - T. 9, № 4. - C. 662-9.

62. Polo S.E., Jackson S.P. Dynamics of DNA damage response proteins at DNA breaks: a focus on protein modifications // Genes Dev. - 2011. - T. 25, № 5.

- C. 409-33.

63. Acharya M.M., Lan M.L., Kan V.H., Patel N.H., Giedzinski E., Tseng B.P., Limoli C.L. Consequences of ionizing radiation-induced damage in human neural stem cells // Free Radic Biol Med. - 2010. - T. 49, № 12. - C. 1846-55.

64. Chuaqui C.A., Petkau A. Chemical reactivity and biological effects of superoxide radicals // Radiat. Phys. Chem. - 1987. - T. 30, № 5-6. - C. 365-373.

65. Joenje H. Genetic toxicology of oxygen // Mutat Res. - 1989. - T. 219, № 4. - C. 193-208.

66. The Molecular Probes Handbook: A Guide to Fluorescent Probes and Labeling Technologies, 11th Edition. / Johnson I.D.: Life Technologies Corporation, 2010.

67. Molecular Probes I. Reactive Oxygen Species (ROS) Detection Reagents. https://tools.thermofisher.com/content/sfs/manuals/mp36103.pdf //. -2006.

68. Limoli C.L., Giedzinski E., Rola R., Otsuka S., Palmer T.D., Fike J.R. Radiation response of neural precursor cells: linking cellular sensitivity to cell cycle checkpoints, apoptosis and oxidative stress // Radiat Res. - 2004. - T. 161, № 1. - C. 17-27.

69. Limoli C.L., Giedzinski E., Baure J., Rola R., Fike J.R. Altered growth and radiosensitivity in neural precursor cells subjected to oxidative stress // Int J Radiat Biol. - 2006. - T. 82, № 9. - C. 640-7.

70. Limoli C.L., Rola R., Giedzinski E., Mantha S., Huang T.T., Fike J.R. Cell-density-dependent regulation of neural precursor cell function // Proc Natl Acad Sci U S A. - 2004. - T. 101, № 45. - C. 16052-7.

71. Giedzinski E., Rola R., Fike J.R., Limoli C.L. Efficient production of reactive oxygen species in neural precursor cells after exposure to 250 MeV protons // Radiat Res. - 2005. - T. 164, № 4 Pt 2. - C. 540-4.

72. Ahles T.A., Saykin A.J., Furstenberg C.T., Cole B., Mott L.A., Skalla K., Whedon M.B., Bivens S., Mitchell T., Greenberg E.R., Silberfarb P.M. Neuropsychologic impact of standard-dose systemic chemotherapy in long-term

123

survivors of breast cancer and lymphoma // J Clin Oncol. - 2002. - T. 20, № 2. -C. 485-93.

73. Nokia M.S., Anderson M.L., Shors T.J. Chemotherapy disrupts learning, neurogenesis and theta activity in the adult brain // Eur J Neurosci. - 2012. - T. 36, № 11. - C. 3521-30.

74. Palmer S.L., Reddick W.E., Gajjar A. Understanding the cognitive impact on children who are treated for medulloblastoma // J Pediatr Psychol. -2007. - T. 32, № 9. - C. 1040-9.

75. Wefel J.S., Saleeba A.K., Buzdar A.U., Meyers C.A. Acute and late onset cognitive dysfunction associated with chemotherapy in women with breast cancer // Cancer. - 2010. - T. 116, № 14. - C. 3348-56.

76. Acharya M.M., Martirosian V., Chmielewski N.N., Hanna N., Tran K.K., Liao A.C., Christie L.A., Parihar V.K., Limoli C.L. Stem cell transplantation reverses chemotherapy-induced cognitive dysfunction // Cancer Res. - 2015. - T. 75, № 4. - C. 676-86.

77. Christie L.A., Acharya M.M., Parihar V.K., Nguyen A., Martirosian V., Limoli C.L. Impaired cognitive function and hippocampal neurogenesis following cancer chemotherapy // Clin Cancer Res. - 2012. - T. 18, № 7. - C. 1954-65.

78. Fardell J.E., Vardy J., Johnston I.N. The short and long term effects of docetaxel chemotherapy on rodent object recognition and spatial reference memory // Life Sci. - 2013. - T. 93, № 17. - C. 596-604.

79. Fardell J.E., Zhang J., De Souza R., Vardy J., Johnston I., Allen C., Henderson J., Piquette-Miller M. The impact of sustained and intermittent docetaxel chemotherapy regimens on cognition and neural morphology in healthy mice // Psychopharmacology (Berl). - 2014. - T. 231, № 5. - C. 841-52.

80. Smith A.E., Slivicki R.A., Hohmann A.G., Crystal J.D. The chemotherapeutic agent paclitaxel selectively impairs learning while sparing source memory and spatial memory // Behav Brain Res. - 2017. - T. 320. - C. 48 -57.

81. Seigers R., Schagen S.B., Beerling W., Boogerd W., van Tellingen O., van Dam F.S., Koolhaas J.M., Buwalda B. Long-lasting suppression of hippocampal cell proliferation and impaired cognitive performance by methotrexate in the rat // Behav Brain Res. - 2008. - T. 186, № 2. - C. 168-75.

82. Fardell J.E., Vardy J., Shah J.D., Johnston I.N. Cognitive impairments caused by oxaliplatin and 5-fluorouracil chemotherapy are ameliorated by physical activity // Psychopharmacology (Berl). - 2012. - T. 220, № 1. - C. 183-93.

83. Krynetskiy E., Krynetskaia N., Rihawi D., Wieczerzak K., Ciummo V., Walker E. Establishing a model for assessing DNA damage in murine brain cells as a molecular marker of chemotherapy-associated cognitive impairment // Life Sci. - 2013. - T. 93, № 17. - C. 605-10.

84. Song G., Wu H., Yoshino K., Zamboni W.C. Factors affecting the pharmacokinetics and pharmacodynamics of liposomal drugs // J Liposome Res. -2012. - T. 22, № 3. - C. 177-92.

85. Северин С.Е., А. П.Г., Ю. М.Е. Разработка новых подходов к лечению рака с помощью препаратов направленного действия и вакцин на основе белка теплового шока RHSP70 // Молекулярная медицина. - 2008. - T. 4. - C. 9-17.

86. Novikova A.A., Zavarzina V.V., Vorontcov E.A., Severin S.E., Severin E.S. Preparation of polymeric composition of linezolid and study of its antimicrobial activity in vitro // Nanotechnologies in Russia. - 2014. - T. 9, № 7. -C. 453-456.

87. Найденова А.А., Воронцов Е.А., Кузнецов С.Л., Гукасова Н.В., Рябцева М.С., Барсегян Г.Г., Бочарова И.В., Демихова О.В., Северин Е.С., Ерохин В.В., Северин С.Е. Разработка наносомальных композиций рифампицина и D-циклосерина на основе полилактидгликолидов и исследование их противотуберкулезной активности // Нанотехнологии и охрана здоровья. - 2012. - T. IV №3(12). - C. 24-30.

88. Муравьева А.И., Воронцов Е.А., Гукасова Н.В., Заварзина В.В., Кузнецов С.Л., Тубашева И.А., Семочкина Ю.П., Москалева Е.Ю. Разработка полимерной формы противоопухолевого препарата этопозид // Российские нанотехнологии. - 2016. - T. 11, № 3-4. - C. 84-91.

89. Lu J.M., Wang X., Marin-Muller C., Wang H., Lin P.H., Yao Q., Chen C. Current advances in research and clinical applications of PLGA-based nanotechnology // Expert Rev Mol Diagn. - 2009. - T. 9, № 4. - C. 325-41.

90. Sinkule J.A. Etoposide: a semisynthetic epipodophyllotoxin. Chemistry, pharmacology, pharmacokinetics, adverse effects and use as an antineoplastic agent // Pharmacotherapy. - 1984. - T. 4, № 2. - C. 61-73.

91. Gantchev T.G., Hunting D.J. Inhibition of the topoisomerase II-DNA cleavable complex by the ortho-quinone derivative of the antitumor drug etoposide (VP-16) // Biochem Biophys Res Commun. - 1997. - T. 237, № 1. - C. 24-7.

92. Регистр лекарственных средств России. Этопозид (Etoposide): инструкция, применение и формула. - 2017. - URL: https://www.rlsnet.ru/mnn_index_id_277.htm#primenenie--veshhestva-ehtopozid.

93. Bruserud O., Reikvam H., Kittang A.O., Ahmed A.B., Tvedt T.H., Sjo M., Hatfield K.J. High-dose etoposide in allogeneic stem cell transplantation // Cancer Chemother Pharmacol. - 2012. - T. 70, № 6. - C. 765-82.

94. Wolff S.N., Fer M.F., McKay C.M., Hande K.R., Hainsworth J.D., Greco F.A. High-dose VP-16-213 and autologous bone marrow transplantation for refractory malignancies: a phase I study // J Clin Oncol. - 1983. - T. 1, № 11. - C. 701-5.

95. Ciccolini J., Monjanel-Mouterde S., Bun S.S., Blanc C., Duffaud F., Favre R., Durand A. Population pharmacokinetics of etoposide: application to therapeutic drug monitoring // Ther Drug Monit. - 2002. - T. 24, № 6. - C. 709-14.

96. Qian W.Y., Sun D.M., Zhu R.R., Du X.L., Liu H., Wang S.L. pH-sensitive strontium carbonate nanoparticles as new anticancer vehicles for controlled etoposide release // Int J Nanomedicine. - 2012. - T. 7. - C. 5781-92.

97. Saadati R., Dadashzadeh S., Abbasian Z., Soleimanjahi H. Accelerated blood clearance of PEGylated PLGA nanoparticles following repeated injections: effects of polymer dose, PEG coating, and encapsulated anticancer drug // Pharm Res. - 2013. - T. 30, № 4. - C. 985-95.

98. Salgado A.J., Fraga J.S., Mesquita A.R., Neves N.M., Reis R.L., Sousa N. Role of human umbilical cord mesenchymal progenitors conditioned media in neuronal/glial cell densities, viability, and proliferation // Stem Cells Dev. - 2010. - T. 19, № 7. - C. 1067-74.

99. Yordanov G., Skrobanska R., Evangelatov A. Colloidal formulations of etoposide based on poly(butyl cyanoacrylate) nanoparticles: preparation, physicochemical properties and cytotoxicity // Colloids Surf B Biointerfaces. -2013. - T. 101. - C. 215-22.

100. Snehalatha M., Venugopal K., Saha R.N., Babbar A.K., Sharma R.K. Etoposide loaded PLGA and PCL nanoparticles II: biodistribution and pharmacokinetics after radiolabeling with Tc-99m // Drug Deliv. - 2008. - T. 15, № 5. - C. 277-87.

101. Евтушенко И.С. Ноотропы и нейропротекторы в современной клинической нейрофармакологии // Международный неврологический журнал. - 2013. № 3 (57). - C. 20-27.

102. Yoshida T., Goto S., Kawakatsu M., Urata Y., Li T.S. Mitochondrial dysfunction, a probable cause of persistent oxidative stress after exposure to ionizing radiation // Free Radic Res. - 2012. - T. 46, № 2. - C. 147-53.

103. Zhang R., Kang K.A., Kang S.S., Park J.W., Hyun J.W. Morin (2',3,4',5,7-pentahydroxyflavone) protected cells against gamma-radiation-induced oxidative stress // Basic Clin Pharmacol Toxicol. - 2011. - T. 108, № 1. - C. 6372.

104. Чекман И.С., Беленичев И.Ф., Горчакова Н.А., Кучеренко Л.И., Бухтиярова Н.В., Поготова Г.А. Антиоксиданты: клинико-фармакологический аспект // Украинский медицинский журнал. - 2014. - T. I/II, № 1 (99).

105. Floyd R.A. Antioxidants, oxidative stress, and degenerative neurological disorders // Proc Soc Exp Biol Med. - 1999. - T. 222, № 3. - C. 236-45.

106. Motomura K., Ogura M., Natsume A., Yokoyama H., Wakabayashi T. A free-radical scavenger protects the neural progenitor cells in the dentate subgranular zone of the hippocampus from cell death after X-irradiation // Neurosci Lett. - 2010. - T. 485, № 1. - C. 65-70.

107. Pearlstein R.D., Higuchi Y., Moldovan M., Johnson K., Fukuda S., Gridley D.S., Crapo J.D., Warner D.S., Slater J.M. Metalloporphyrin antioxidants ameliorate normal tissue radiation damage in rat brain // Int J Radiat Biol. - 2010. - T. 86, № 2. - C. 145-63.

108. Dikalova A.E., Bikineyeva A.T., Budzyn K., Nazarewicz R.R., McCann L., Lewis W., Harrison D.G., Dikalov S.I. Therapeutic targeting of mitochondrial superoxide in hypertension // Circ Res. - 2010. - T. 107, № 1. - C. 106-16.

109. Wilcox C.S. Effects of tempol and redox-cycling nitroxides in models of oxidative stress // Pharmacol Ther. - 2010. - T. 126, № 2. - C. 119-45.

110. Mitchell J.B., DeGraff W., Kaufman D., Krishna M.C., Samuni A., Finkelstein E., Ahn M.S., Hahn S.M., Gamson J., Russo A. Inhibition of oxygen-dependent radiation-induced damage by the nitroxide superoxide dismutase mimic, tempol // Arch Biochem Biophys. - 1991. - T. 289, № 1. - C. 62-70.

111. Liebmann J., DeLuca A.M., Epstein A., Steinberg S.M., Morstyn G., Mitchell J.B. Protection from lethal irradiation by the combination of stem cell factor and tempol // Radiat Res. - 1994. - T. 137, № 3. - C. 400-4.

112. Hahn S.M., Tochner Z., Krishna C.M., Glass J., Wilson L., Samuni A., Sprague M., Venzon D., Glatstein E., Mitchell J.B., et al. Tempol, a stable free radical, is a novel murine radiation protector // Cancer Res. - 1992. - T. 52, № 7. -C. 1750-3.

113. Krishna M.C., Samuni A. The effect of oxygen at physiological levels on the detection of free radical intermediates by electron paramagnetic resonance // Free Radic Res Commun. - 1993. - T. 18, № 4. - C. 239-47.

114. Samuni A.M., DeGraff W., Cook J.A., Krishna M.C., Russo A., Mitchell J.B. The effects of antioxidants on radiation-induced apoptosis pathways in TK6 cells // Free Radic Biol Med. - 2004. - T. 37, № 10. - C. 1648-55.

115. Howard B.J., Yatin S., Hensley K., Allen K.L., Kelly J.P., Carney J., Butterfield D.A. Prevention of hyperoxia-induced alterations in synaptosomal membrane-associated proteins by N-tert-butyl-alpha-phenylnitrone and 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl (Tempol) // J Neurochem. - 1996. - T. 67, № 5. - C. 2045-50.

116. Hu G., Lyeth B.G., Zhao X., Mitchell J.B., Watson J.C. Neuroprotection by the stable nitroxide 3-carbamoyl-proxyl during reperfusion in a rat model of transient focal ischemia // J Neurosurg. - 2003. - T. 98, № 2. - C. 393-6.

117. Kato N., Yanaka K., Hyodo K., Homma K., Nagase S., Nose T. Stable nitroxide Tempol ameliorates brain injury by inhibiting lipid peroxidation in a rat model of transient focal cerebral ischemia // Brain Res. - 2003. - T. 979, № 1 -2. -C. 188-93.

118. Tabakman R., Lazarovici P., Kohen R. Neuroprotective effects of carnosine and homocarnosine on pheochromocytoma PC12 cells exposed to ischemia // J Neurosci Res. - 2002. - T. 68, № 4. - C. 463-9.

119. Yamada J., Yoshimura S., Yamakawa H., Sawada M., Nakagawa M., Hara S., Kaku Y., Iwama T., Naganawa T., Banno Y., Nakashima S., Sakai N. Cell permeable ROS scavengers, Tiron and Tempol, rescue PC12 cell death caused by

129

pyrogallol or hypoxia/reoxygenation // Neurosci Res. - 2003. - T. 45, № 1. - C. 1 -8.

120. Hillard V.H., Peng H., Das K., Murali R., Moorthy C.R., Etlinger J.D., Zeman R.J. Inhibition of x-irradiation-enhanced locomotor recovery after spinal cord injury by hyperbaric oxygen or the antioxidant nitroxide tempol // J Neurosurg Spine. - 2007. - T. 6, № 4. - C. 337-43.

121. Hillard V.H., Peng H., Zhang Y., Das K., Murali R., Etlinger J.D., Zeman R.J. Tempol, a nitroxide antioxidant, improves locomotor and histological outcomes after spinal cord contusion in rats // J Neurotrauma. - 2004. - T. 21, № 10. - C. 1405-14.

122. Zhang R., Shohami E., Beit-Yannai E., Bass R., Trembovler V., Samuni A. Mechanism of brain protection by nitroxide radicals in experimental model of closed-head injury // Free Radic Biol Med. - 1998. - T. 24, № 2. - C. 332-40.

123. Xiong Y., Hall E.D. Pharmacological evidence for a role of peroxynitrite in the pathophysiology of spinal cord injury // Exp Neurol. - 2009. -T. 216, № 1. - C. 105-14.

124. Deng-Bryant Y., Singh I.N., Carrico K.M., Hall E.D. Neuroprotective effects of tempol, a catalytic scavenger of peroxynitrite-derived free radicals, in a mouse traumatic brain injury model // J Cereb Blood Flow Metab. - 2008. - T. 28, № 6. - C. 1114-26.

125. Patel S.P., Sullivan P.G., Pandya J.D., Rabchevsky A.G. Differential effects of the mitochondrial uncoupling agent, 2,4-dinitrophenol, or the nitroxide antioxidant, Tempol, on synaptic or nonsynaptic mitochondria after spinal cord injury // J Neurosci Res. - 2009. - T. 87, № 1. - C. 130-40.

126. Acharya M.M., Christie L.A., Lan M.L., Giedzinski E., Fike J.R., Rosi S., Limoli C.L. Human neural stem cell transplantation ameliorates radiation-induced cognitive dysfunction // Cancer Res. - 2011. - T. 71, № 14. - C. 4834-45.

127. Acharya M.M., Rosi S., Jopson T., Limoli C.L. Human neural stem cell transplantation provides long-term restoration of neuronal plasticity in the irradiated hippocampus // Cell Transplant. - 2015. - T. 24, № 4. - C. 691-702.

128. Acharya M.M., Christie L.A., Hazel T.G., Johe K.K., Limoli C.L. Transplantation of human fetal-derived neural stem cells improves cognitive function following cranial irradiation // Cell Transplant. - 2014. - T. 23, № 10. -C. 1255-66.

129. Acharya M.M., Martirosian V., Christie L.A., Riparip L., Strnadel J., Parihar V.K., Limoli C.L. Defining the optimal window for cranial transplantation of human induced pluripotent stem cell-derived cells to ameliorate radiation-induced cognitive impairment // Stem Cells Transl Med. - 2015. - T. 4, № 1. - C. 74-83.

130. Baraniak P.R., McDevitt T.C. Stem cell paracrine actions and tissue regeneration // Regen Med. - 2010. - T. 5, № 1. - C. 121-43.

131. Bacigaluppi M., Pluchino S., Peruzzotti-Jametti L., Kilic E., Kilic U., Salani G., Brambilla E., West M.J., Comi G., Martino G., Hermann D.M. Delayed post-ischaemic neuroprotection following systemic neural stem cell transplantation involves multiple mechanisms // Brain. - 2009. - T. 132, № Pt 8. - C. 2239-51.

132. Barhum Y., Gai-Castro S., Bahat-Stromza M., Barzilay R., Melamed E., Offen D. Intracerebroventricular transplantation of human mesenchymal stem cells induced to secrete neurotrophic factors attenuates clinical symptoms in a mouse model of multiple sclerosis // J Mol Neurosci. - 2010. - T. 41, № 1. - C. 129-37.

133. Blurton-Jones M., Kitazawa M., Martinez-Coria H., Castello N.A., Muller F.J., Loring J.F., Yamasaki T.R., Poon W.W., Green K.N., LaFerla F.M. Neural stem cells improve cognition via BDNF in a transgenic model of Alzheimer disease // Proc Natl Acad Sci U S A. - 2009. - T. 106, № 32. - C. 13594-9.

134. Drago D., Cossetti C., Iraci N., Gaude E., Musco G., Bachi A., Pluchino S. The stem cell secretome and its role in brain repair // Biochimie. -2013. - T. 95, № 12. - C. 2271-85.

135. Shi Y., Su J., Roberts A.I., Shou P., Rabson A.B., Ren G. How mesenchymal stem cells interact with tissue immune responses // Trends Immunol. - 2012. - T. 33, № 3. - C. 136-43.

136. Friedenstein A.J., Deriglasova U.F., Kulagina N.N., Panasuk A.F., Rudakowa S.F., Luria E.A., Ruadkow I.A. Precursors for fibroblasts in different populations of hematopoietic cells as detected by the in vitro colony assay method // Exp Hematol. - 1974. - T. 2, № 2. - C. 83-92.

137. Lees J.S., Sena E.S., Egan K.J., Antonic A., Koblar S.A., Howells D.W., Macleod M.R. Stem cell-based therapy for experimental stroke: a systematic review and meta-analysis // Int J Stroke. - 2012. - T. 7, № 7. - C. 582-8.

138. Shi S., Gronthos S. Perivascular niche of postnatal mesenchymal stem cells in human bone marrow and dental pulp // J Bone Miner Res. - 2003. - T. 18, № 4. - C. 696-704.

139. Abumaree M.H., Al Jumah M.A., Kalionis B., Jawdat D., Al Khaldi A., AlTalabani A.A., Knawy B.A. Phenotypic and functional characterization of mesenchymal stem cells from chorionic villi of human term placenta // Stem Cell Rev. - 2013. - T. 9, № 1. - C. 16-31.

140. Lei Z., Yongda L., Jun M., Yingyu S., Shaoju Z., Xinwen Z., Mingxue Z. Culture and neural differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells in vitro // Cell Biol Int. - 2007. - T. 31, № 9. - C. 916-23.

141. Tae S.K., Lee S.H., Park J.S., Im G.I. Mesenchymal stem cells for tissue engineering and regenerative medicine // Biomed Mater. - 2006. - T. 1, № 2. - C. 63-71.

142. Zuk P.A., Zhu M., Ashjian P., De Ugarte D.A., Huang J.I., Mizuno H., Alfonso Z.C., Fraser J.K., Benhaim P., Hedrick M.H. Human adipose tissue is a

source of multipotent stem cells // Mol Biol Cell. - 2002. - T. 13, № 12. - C. 4279-95.

143. Erices A., Conget P., Minguell J.J. Mesenchymal progenitor cells in human umbilical cord blood // Br J Haematol. - 2000. - T. 109, № 1. - C. 235-42.

144. Ribeiro C.A., Fraga J.S., Graos M., Neves N.M., Reis R.L., Gimble J.M., Sousa N., Salgado A.J. The secretome of stem cells isolated from the adipose tissue and Wharton jelly acts differently on central nervous system derived cell populations // Stem Cell Res Ther. - 2012. - T. 3, № 3. - C. 18.

145. Zhang J., Li Y., Chen J., Cui Y., Lu M., Elias S.B., Mitchell J.B., Hammill L., Vanguri P., Chopp M. Human bone marrow stromal cell treatment improves neurological functional recovery in EAE mice // Exp Neurol. - 2005. -T. 195, № 1. - C. 16-26.

146. Egashira Y., Sugitani S., Suzuki Y., Mishiro K., Tsuruma K., Shimazawa M., Yoshimura S., Iwama T., Hara H. The conditioned medium of murine and human adipose-derived stem cells exerts neuroprotective effects against experimental stroke model // Brain Res. - 2012. - T. 1461. - C. 87-95.

147. Wei X., Du Z., Zhao L., Feng D., Wei G., He Y., Tan J., Lee W.H., Hampel H., Dodel R., Johnstone B.H., March K.L., Farlow M.R., Du Y. IFATS collection: The conditioned media of adipose stromal cells protect against hypoxia-ischemia-induced brain damage in neonatal rats // Stem Cells. - 2009. - T. 27, № 2. - C. 478-88.

148. Constantin G., Marconi S., Rossi B., Angiari S., Calderan L., Anghileri E., Gini B., Bach S.D., Martinello M., Bifari F., Galie M., Turano E., Budui S., Sbarbati A., Krampera M., Bonetti B. Adipose-derived mesenchymal stem cells ameliorate chronic experimental autoimmune encephalomyelitis // Stem Cells. -2009. - T. 27, № 10. - C. 2624-35.

149. Wang F., Yasuhara T., Shingo T., Kameda M., Tajiri N., Yuan W.J., Kondo A., Kadota T., Baba T., Tayra J.T., Kikuchi Y., Miyoshi Y., Date I. Intravenous administration of mesenchymal stem cells exerts therapeutic effects on

133

parkinsonian model of rats: focusing on neuroprotective effects of stromal cell-derived factor-1alpha // BMC Neurosci. - 2010. - T. 11. - C. 52.

150. Galindo L.T., Filippo T.R., Semedo P., Ariza C.B., Moreira C.M., Camara N.O., Porcionatto M.A. Mesenchymal stem cell therapy modulates the inflammatory response in experimental traumatic brain injury // Neurol Res Int. -2011. - T. 2011. - C. 564089.

151. Yu B., Zhang X., Li X. Exosomes derived from mesenchymal stem cells // Int J Mol Sci. - 2014. - T. 15, № 3. - C. 4142-57.

152. Venetsanou K., Vlachos K., Moles A., Fragakis G., Fildissis G., Baltopoulos G. Hypolipoproteinemia and hyperinflammatory cytokines in serum of severe and moderate traumatic brain injury (TBI) patients // Eur Cytokine Netw. -2007. - T. 18, № 4. - C. 206-9.

153. McCoy M.K., Martinez T.N., Ruhn K.A., Wrage P.C., Keefer E.W., Botterman B.R., Tansey K.E., Tansey M.G. Autologous transplants of Adipose-Derived Adult Stromal (ADAS) cells afford dopaminergic neuroprotection in a model of Parkinson's disease // Exp Neurol. - 2008. - T. 210, № 1. - C. 14-29.

154. Zhang Y., Chopp M., Meng Y., Katakowski M., Xin H., Mahmood A., Xiong Y. Effect of exosomes derived from multipluripotent mesenchymal stromal cells on functional recovery and neurovascular plasticity in rats after traumatic brain injury // J Neurosurg. - 2015. - T. 122, № 4. - C. 856-67.

155. Nicolay N.H., Lopez Perez R., Debus J., Huber P.E. Mesenchymal stem cells - A new hope for radiotherapy-induced tissue damage? // Cancer Lett. - 2015. - T. 366, № 2. - C. 133-40.

156. Abdel-Mageed A.S., Senagore A.J., Pietryga D.W., Connors R.H., Giambernardi T.A., Hay R.V., Deng W. Intravenous administration of mesenchymal stem cells genetically modified with extracellular superoxide dismutase improves survival in irradiated mice // Blood. - 2009. - T. 113, № 5. -C. 1201-3.

157. Hu K.X., Sun Q.Y., Guo M., Ai H.S. The radiation protection and therapy effects of mesenchymal stem cells in mice with acute radiation injury // Br J Radiol. - 2010. - T. 83, № 985. - C. 52-8.

158. Kudo K., Liu Y., Takahashi K., Tarusawa K., Osanai M., Hu D.L., Kashiwakura I., Kijima H., Nakane A. Transplantation of mesenchymal stem cells to prevent radiation-induced intestinal injury in mice // J Radiat Res. - 2010. - T. 51, № 1. - C. 73-9.

159. Lange C., Brunswig-Spickenheier B., Cappallo-Obermann H., Eggert K., Gehling U.M., Rudolph C., Schlegelberger B., Cornils K., Zustin J., Spiess A.N., Zander A.R. Radiation rescue: mesenchymal stromal cells protect from lethal irradiation // PLoS One. - 2011. - T. 6, № 1. - C. e14486.

160. Chang P., Qu Y., Liu Y., Cui S., Zhu D., Wang H., Jin X. Multi-therapeutic effects of human adipose-derived mesenchymal stem cells on radiation-induced intestinal injury // Cell Death Dis. - 2013. - T. 4. - C. e685.

161. Wang R., Zhu C.Z., Qiao P., Liu J., Zhao Q., Wang K.J., Zhao T.B. Experimental treatment of radiation pneumonitis with human umbilical cord mesenchymal stem cells // Asian Pac J Trop Med. - 2014. - T. 7, № 4. - C. 262-6.

162. Schmidt M., Haagen J., Noack R., Siegemund A., Gabriel P., Dorr W. Effects of bone marrow or mesenchymal stem cell transplantation on oral mucositis (mouse) induced by fractionated irradiation // Strahlenther Onkol. -2014. - T. 190, № 4. - C. 399-404.

163. Deng W., Han Q., Liao L., Li C., Ge W., Zhao Z., You S., Deng H., Murad F., Zhao R.C. Engrafted bone marrow-derived flk-(1+) mesenchymal stem cells regenerate skin tissue // Tissue Eng. - 2005. - T. 11, № 1-2. - C. 110-9.

164. Francois S., Bensidhoum M., Mouiseddine M., Mazurier C., Allenet B., Semont A., Frick J., Sache A., Bouchet S., Thierry D., Gourmelon P., Gorin N.C., Chapel A. Local irradiation not only induces homing of human mesenchymal stem cells at exposed sites but promotes their widespread engraftment to multiple

organs: a study of their quantitative distribution after irradiation damage // Stem Cells. - 2006. - T. 24, № 4. - C. 1020-9.

165. Semont A., Francois S., Mouiseddine M., Francois A., Sache A., Frick J., Thierry D., Chapel A. Mesenchymal stem cells increase self-renewal of small intestinal epithelium and accelerate structural recovery after radiation injury // Adv Exp Med Biol. - 2006. - T. 585. - C. 19-30.

166. Mouiseddine M., Francois S., Semont A., Sache A., Allenet B., Mathieu N., Frick J., Thierry D., Chapel A. Human mesenchymal stem cells home specifically to radiation-injured tissues in a non-obese diabetes/severe combined immunodeficiency mouse model // Br J Radiol. - 2007. - T. 80 Spec No 1. - C. S49-55.

167. Yan X., Liu Y., Han Q., Jia M., Liao L., Qi M., Zhao R.C. Injured microenvironment directly guides the differentiation of engrafted Flk-1(+) mesenchymal stem cell in lung // Exp Hematol. - 2007. - T. 35, № 9. - C. 146675.

168. Konoplyannikov A.G., Petriev V.M., Konoplyannikova O.A., Kal'sina S., Lepechina L.A., Smorizanova O.A., Semenkova I.V., Agaeva E.V. Effects of (60)co whole-body gamma-irradiation in different doses on the distribution of (188)Re-labeled autologous mesenchymal stem cells in wistar rats after intravenous (systemic) transplantation during different periods after exposure // Bull Exp Biol Med. - 2008. - T. 145, № 4. - C. 520-5.

169. Chapel A., Bertho J.M., Bensidhoum M., Fouillard L., Young R.G., Frick J., Demarquay C., Cuvelier F., Mathieu E., Trompier F., Dudoignon N., Germain C., Mazurier C., Aigueperse J., Borneman J., Gorin N.C., Gourmelon P., Thierry D. Mesenchymal stem cells home to injured tissues when co-infused with hematopoietic cells to treat a radiation-induced multi-organ failure syndrome // J Gene Med. - 2003. - T. 5, № 12. - C. 1028-38.

170. Huang C.K., Lee S.O., Luo J., Wang R., Dang Q., Chang C. A mouse model of liver injury to evaluate paracrine and endocrine effects of bone marrow mesenchymal stem cells // Methods Mol Biol. - 2014. - T. 1213. - C. 69-79.

171. Gao Z., Zhang Q., Han Y., Cheng X., Lu Y., Fan L., Wu Z. Mesenchymal stromal cell-conditioned medium prevents radiation-induced small intestine injury in mice // Cytotherapy. - 2012. - T. 14, № 3. - C. 267-73.

172. Chapel A., Francois S., Douay L., Benderitter M., Voswinkel J. New insights for pelvic radiation disease treatment: Multipotent stromal cell is a promise mainstay treatment for the restoration of abdominopelvic severe chronic damages induced by radiotherapy // World J Stem Cells. - 2013. - T. 5, № 4. - C. 106-11.

173. Chapel A., Francois S., Douay L., Benderitter M., Voswinkel J. Fifteen years of preclinical and clinical experiences about biotherapy treatment of lesions induced by accidental irradiation and radiotherapy // World J Stem Cells. - 2013. -T. 5, № 3. - C. 68-72.

174. Kursova L.V., Konoplyannikov A.G., Pasov V.V., Ivanova I.N., Poluektova M.V., Konoplyannikova O.A. Possibilities for the use of autologous mesenchymal stem cells in the therapy of radiation-induced lung injuries // Bull Exp Biol Med. - 2009. - T. 147, № 4. - C. 542-6.

175. Maalouf M., Durante M., Foray N. Biological effects of space radiation on human cells: history, advances and outcomes // J Radiat Res. - 2011. - T. 52, № 2. - C. 126-46.

176. Brizel D.M. Pharmacologic approaches to radiation protection // J Clin Oncol. - 2007. - T. 25, № 26. - C. 4084-9.

177. Citrin D., Cotrim A.P., Hyodo F., Baum B.J., Krishna M.C., Mitchell J.B. Radioprotectors and mitigators of radiation-induced normal tissue injury // Oncologist. - 2010. - T. 15, № 4. - C. 360-71.

178. Kang S.G., Shinojima N., Hossain A., Gumin J., Yong R.L., Colman H., Marini F., Andreeff M., Lang F.F. Isolation and perivascular localization of

137

mesenchymal stem cells from mouse brain // Neurosurgery. - 2010. - T. 67, № 3.

- C. 711-20.

179. Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays // J Immunol Methods. - 1983.

- T. 65, № 1-2. - C. 55-63.

180. Brewer G.J., Torricelli J.R. Isolation and culture of adult neurons and neurospheres // Nat Protoc. - 2007. - T. 2, № 6. - C. 1490-8.

181. Krutzik P.O., Nolan G.P. Intracellular phospho-protein staining techniques for flow cytometry: monitoring single cell signaling events // Cytometry A. - 2003. - T. 55, № 2. - C. 61-70.

182. MacPhail S.H., Banath J.P., Yu T.Y., Chu E.H., Lambur H., Olive P.L. Expression of phosphorylated histone H2AX in cultured cell lines following exposure to X-rays // Int J Radiat Biol. - 2003. - T. 79, № 5. - C. 351-8.

183. Novosadova E.V., Arsen'eva E.L., Kobylyanskii A.G., Lebedev A.N., Manuilova E.S., Tarantul V.Z., Khaidarova N.V., Grivennikov I.A. Effect of the Expression of the Human on the Proliferation and Differentiation of Rat Pheochromocytoma PC-12 Cells // Neurochemical Journal. - 2011. - T. 5, № 1. -C. 69-72.

184. Гомазков О.А. Нейротрофическая регуляция и стволовые клетки мозга // М.: Издательство ИКАР, 2006. - С. 129, 147-148.

185. Brewer G.J., Torricelli J.R., Evege E.K., Price P.J. Optimized survival of hippocampal neurons in B27-supplemented Neurobasal, a new serum-free medium combination // J Neurosci Res. - 1993. - T. 35, № 5. - C. 567-76.

186. Tropel P., Noel D., Platet N., Legrand P., Benabid A.L., Berger F. Isolation and characterisation of mesenchymal stem cells from adult mouse bone marrow // Exp Cell Res. - 2004. - T. 295, № 2. - C. 395-406.

Благодарности

Часть работы выполнена при финансовой поддержке субсидии №14.604.21.0072 по проекту "Разработка технологии получения полимерных форм препаратов для лечения онкологических заболеваний" в рамках реализации ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России.