Микроядра и выживание опухолевых клеток человека в культуре тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.03.04, кандидат наук Сутягина Оксана Игоревна

• Сутягина Оксана Игоревна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Сутягина Оксана Игоревна

Актуальность темы исследования

Степень разработанности темы

Цель и задачи работы

Объект и предмет исследования

Научная новизна работы

Теоретическая и практическая значимость работы

Положения, выносимые на защиту

Методология диссертационного исследования

Степень достоверности результатов

Личный вклад соискателя

Апробация результатов

Структура и объём диссертации

3. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Формирование микроядер

Фaкторы, стимулирующие обрaзовaние микроядер

Механизмы образования микроядер

Структура микроядер

Функциональная активность микроядер

Судьба клеток с микроядрами

4. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

ОБОРУДОВАНИЕ

РАСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

БИОЛОГИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

РЕАКТИВЫ

МЕТОДЫ

Культивирование клеток

Постановка экспериментов

Световая микроскопия в светлом поле

Иммуноцитохимическое окрашивание

Анализ включения 5-этинил-2'-дезоксиуридина (EdU)

Цитохимическое выявление компонентов кислого компартмента

Трансмиссионная электронная микроскопия

Оценка жизнеспособности клеток методом МТТ-теста

Прижизненные наблюдения

Корреляция данных прижизненных наблюдений и флуоресцентной микроскопии

Количественный анализ

Морфометрический анализ

Оценка плоидности

Статистическая обработка данных

5. РЕЗУЛЬТАТЫ

5.1 ИССЛЕДОВАНИЕ КЛЕТОК СО СПОНТАННО ОБРАЗОВАННЫМИ МИКРОЯДРАМИ

Частота встречаемости микроядерных клеток и общие морфологические

особенности микроядер

Структурные особенности спонтанно образованных микроядер

Выявление повреждений ДНК в спонтанно образованных микроядрах

Выявление активации белка р53 в клетках со спонтанно образованными

микроядрами

Прижизненные наблюдения за индивидуальными клетками со спонтанно

образованными микроядрами

Оценка пролиферативной и репликативной активности микроядерных клеток

5.2 ИЗУЧЕНИЕ КЛЕТОК С МИКРОЯДРАМИ, ИНДУЦИРОВАННЫМИ

ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПАКЛИТАКСЕЛА

Эффект воздействия паклитаксела на систему микротрубочек клеток MCF-7

Оценка жизнеспособности клеток после воздействия паклитаксела методом МТТ-

теста

Определение состава клеточной популяции после воздействия паклитаксела

Оценка структурных особенностей индуцированных микроядер

Анализ ультраструктуры индуцированных микроядер методом трансмиссионной

электронной микроскопии

Выявление повреждений ДНК в клетках после воздействия паклитаксела

Выявление активации белка р53 в клетках после воздействия паклитаксела

Прижизненные наблюдения за индивидуальными клетками с индуцированными

микроядрами

Оценка пролиферативного и репликативного потенциала клеток после воздействия паклитаксела

5.3 ЭЛИМИНАЦИЯ МИКРОЯДЕР

Лизосом-опосредованная элиминация микроядер

Микроядра вакуолизированной морфологии

6. ОБСУЖДЕНИЕ

6.1 КЛЕТКИ СО СПОНТАННО ОБРАЗОВАННЫМИ МИКРОЯДРАМИ

Две группы микроядер

Структурные особенности спонтанно образованных микроядер

Повреждения ДНК в спонтанно образованных микроядрах

Активация белка р53 в клетках со спонтанно образованными микроядрами

Выживание клеток со спонтанно образованными микроядрами

Проявление клетками со спонтанно образованными микроядрами пролиферативной и репликативной активности

6.2 КЛЕТКИ С МИКРОЯДРАМИ, ИНДУЦИРОВАННЫМИ ВОЗДЕЙСТВИЕМ

ПАКЛИТАКСЕЛА

Жизнеспособность и состав клеточной популяции после воздействия

паклитаксела

Структурные особенности индуцированных микроядер

Сохранение жизнеспособности клетками после воздействия паклитаксела

Активация белка р53 и повреждения ДНК в клетках после воздействия

паклитаксела

Сохранение пролиферативной и репликативной активности клетками после

воздействия паклитаксела

Клетки с увеличенной плоидностью в культуре после воздействия паклитаксела ....144 Клеточные субпопуляции в культуре после воздействия паклитаксела и связанные с ними риски

6.3 ЭЛИМИНАЦИЯ МИКРОЯДЕР

Лизосом-опосредованная деградация

«Вакуолизация»

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

8. ВЫВОДЫ

9. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

10. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Микроядра и выживание опухолевых клеток человека в культуре»

Актуальность темы исследования

Одной из характерных черт опухолевых клеток является присутствие спонтанно формируемых в клетке микроядер - лежащих отдельно от основного ядра ДНК-содержащих структур, покрытых ядерной оболочкой. Наличие микроядер в клетках, как правило, рассматривается как морфологический пассивный маркёр генетической нестабильности (Fenech et al., 2011). Однако, согласно последним данным, сами микроядра также могут являться источником возникновения дополнительной генетической нестабильности. Характерные для микроядер структурные дефекты вызывают нарушение таких ключевых процессов, как репарация и репликация в микроядре, что, в свою очередь, приводит к накоплению множественных повреждений ДНК (Hatch et al., 2013). В случае, если клетка с микроядром продолжает продвижение по клеточному циклу, генетический материал микроядра может быть инкорпорирован в ядро дочерней клетки с привнесением множественных локальных мутаций, что, в свою очередь ведёт к озлокачествлению опухолевого процесса (Crasta et al., 2012; Zhang et al., 2015). Формирование микроядер может также быть инициировано рядом применяемых в современной противоопухолевой терапии химиотерапевтических агентов (Mitchison et al., 2017). В частности, именно индукция микроядерности считается клинически значимым эффектом одного из наиболее широко используемых в настоящий момент противоопухолевых препаратов - паклитаксела (ПТ) (Lausen et al., 2014, Zasadil et al., 2014). В настоящее время ПТ широко используется в терапии р53-положительных опухолей, в частности аденокарциномы молочной железы. Однако, клинические исследования показывают, что у 56 - 62 % пациентов с данным диагнозом, прошедших курс терапии, наблюдается рецидив опухолевого процесса. При этом в случае рецидива опухоль не поддаётся повторному лечению ПТ (Hortobagyi, Holmes, 1996). Таким образом, изучение жизнеспособности клеток как со спонтанно образованными, так и с индуцированными микроядрами и изучение морфофункциональных особенностей микроядер представляют собой актуальную задачу современной биологии опухолевой клетки.

Степень разработанности темы

Работы, рассматривающие микроядерные клетки в качестве непосредственного самостоятельного объекта исследования, появились сравнительно недавно. До этого момента микроядра, как правило, рассматривались косвенно: как маркёр генетической нестабильности, сопряжённый с неблагоприятным прогнозом, или использовались как модель для изучения взаимодействия отдельных хромосом с ядерной оболочкой. Тем не менее, к настоящему моменту в литературе представлена достаточно обширная информация о морфологии и функциональной активности микроядер, судьбе микроядерных клеток.

Показано, что генетический материал может быть представлен интактными хромосомами или группами хромосом (Fenech et al., 2011), хромосомными фрагментами (Norppa, Falck, 2003), нехромосомными элементами: участками повреждённой ДНК (Asare et al., 2012) или амплифицированной ДНК (Shimizu et al., 2011; Utani et al., 2011). Описана ультраструктура микроядер: общий план строения микроядер, характерные особенности морфологии, ряд дефектов организации микроядер. Однако соответствующие исследования немногочисленны и выполнены в основном в конце 1980ых - начале 1990ых г.г.

Информация о метрических параметрах микроядер в литературе представлена скудно, в работах приводятся не конкретные размеры, а приблизительное отношение площадей микроядер по отношению к площади основного клеточного ядра (Колмакова и др., 2013; Sabharwal et al., 2015).

Функциональная активность микроядер изучена достаточно детально. К настоящему моменту для микроядер показаны способность к репликации (Киреев и др., 1988; Crasta et al., 2012; Okamoto et al., 2015) и репарации (Terradas et al., 2010), возможность сохранения и проявления транскрипционной активности (Luzhna et al., 2013). Однако, перечисленные факты установлены на примере микроядер, образованных спонтанно, или микроядер, индуцированных воздействием физических факторов (воздействие радиации, гипотония). Данных о функциональных особенностях микроядер, индуцированных воздействием химеотерапевтических агентов недостаточно. Кроме того, при описании функциональных особенностей микроядер не принимается во внимание гетерогенность микроядерной популяции.

В ряде исследований освещаются возможные варианты судьбы микроядерных клеток. В норме для микроядерных клеток характерна остановка в клеточном цикле (Shall, de Murcia, 2000; Terradas et al., 2010; Apraiz at al., 2011) с последующей апоптотической гибелью (Shiheido et al., 2010), осуществляемые через активацию белка р53 (Чумаков,

2007; Wong, Stearns, 2005). Однако, в последнее время показана возможность сохранения микроядерными клетками жизнеспособности и продолжения продвижения по циклу (Utani et al., 2007; Crasta et al., 2012; Sagona et al., 2014).

Судьба индивидуальных микроядерных клеток отслеживается в ограниченном числе исследований. Наблюдения за судьбой индивидуальных клеток с микроядрами, индуцированными воздействием химеотерапевтических агентов, не производились. В последнее время показана возможность избавления клетки от отдельных микроядер (Baptista-Giacomelli et al., 2000; Gernand et al., 2005; Shimizu et al., 2011; Rello-Varona et al., 2012; Hatch et al., 2013). Исследования, посвящённые вопросу элиминации микроядер немногочисленны и разрозненны, каждое из них посвящено только одному из гипотетических путей элиминации микроядер и выполняется, как правило, на единственной клеточной линии, механизмы элиминации малоизучены, полученные данные противоречивы. Представленные в литературе исследования не дают оценки частоты элиминации микроядер и и степени значимости данного процесса.

Цель и задачи работы

Целью настоящего исследования является оценка сохранения жизнеспособности клетками со спонтанными и индуцированными воздействием паклитаксела микроядрами в культивируемых опухолевых клетках человека и изучение морфофункциональных характеристик микроядер.

В работе были поставлены следующие задачи:

1. Определить долю клеток со спонтанно образованными микроядрами в

р53-положительной (MCF-7) и р53-отрицательной (А431) клеточных линиях.

2. Определить возможность сохранения жизнеспособности и проявления пролиферативной активности клетками со спонтанно образованными микроядрами.

3. Проанализировать морфологические и функциональные характеристики спонтанно образованных микроядер с учётом р53-статуса клеточной линии.

4. Определить выживаемость клеток и состав клеточной популяции MCF-7 при воздействии паклитаксела (125нМ, 48 ч).

5. Оценить распространённость повреждений ДНК, уровень активации белка р53, уровень пролиферативной активности в культуре MCF-7 при воздействии паклитаксела и динамику данных параметров в течение 7 сут.

6. Проанализировать морфологические и функциональные характеристики микроядер, индуцированных воздействием паклитаксела.

7. Выявить возможность элиминации спонтанно образованных и индуцированных микроядер в клетках линий MCF-7 и А431, определить механизм процесса, оценить частоту его протекания.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования являются клетки со спонтанно сформированными (линии А431, MCF-7) и индуцированными воздействием ПТ (линия MCF-7) микроядрами. Предмет исследования - функциональные характеристики микроядерных клеток и морфофункциональные характеристики спонтанно образованных и индуцированных микроядер.

Научная новизна работы

В данной работе впервые проведён обширный морфометрический анализ микроядер. Впервые продемонстрирована зависимость морфофункциональных особенностей спонтанно образованных микроядер (частота наличия дефектов ядерной ламины и крупных фокусов повреждения ДНК, уровень пролиферативной активности, активация белка р53) от р53-статуса клеточной линии и размера микроядра. Впервые выполнен комплексный анализ состояния клеток после воздействия терапевтических концентраций ПТ в течение длительного срока культивировапния в динамике, на популяционном уровне и уровне индивидуальных клеток. Впервые получен комплекс морфофункциональных характеристик (наличие дефектов ядерной ламины, ультраструктурные характеристики, активация белка р53, наличие фокусов повреждения ДНК, экспрессия белка Ki-67, репликативная активность, взаимосвязь между данными параметрами) для клеток с микроядрами, индуцированными воздействием ПТ.

Параллельно с исследованиями последних лет (Niu et al., 2017; Erenpreisa et al., 2018; Salmina et al., 2019) показано формирование на больших сроках после воздействия противоопухолевой терапии (7 сут) субпопуляции клеток с повышенной плоидностью (8n, 16n), показана возможность их продвижения по клеточному циклу. Впервые проведена оценка частоты элиминации микроядер. Показана зависимость механизма элиминации от морфологических особенностей микроядра. Описан не описываемый ранее способ элиминации микроядер через их «вакуолизацию», установлен предположительный механизм процесса.

Теоретическая и практическая значимость работы

Полученные результаты пополняют данные о морфофункциональных параметрах спонтанно образованных микроядер и создают пул комплексных данных о морфофункциональных параметрах микроядер, индуцированных воздействием химеотерапевтических агентов.

В исследовании получены комплексные данные о состоянии клеточной популяции после воздействия ПТ в концентрации, которая соответствует недавно установленному (Zasadil et я1., 2014) реальному значению концентрации ПТ в ткани опухоли при терапии. В ходе исследования установлено, что клетки с мелкими микроядрами характеризуются более высоким уровнем повреждения ДНК и дефектов ядерной оболочки в сочетании с более низкой частотой активации белка р53 по сравнению с клетками с крупными микроядрами, на основании чего может быть рекомендовано рассмотрение мелких микроядер в качестве отдельного цитогенетического маркёра при анализе биопсийного материала.

Данные, полученные в ходе исследования клеток с индуцированными воздействием ПТ микроядрами позволяют выдвинуть предположение о необходимости модификации схемы противоопухолевой терапии, основанной на применении ПТ и определить характер необходимых изменений.

Положения, выносимые на защиту

1. Морфофункциональные характеристики спонтанно орбразованных микродяер зависят от р53-статуса клеточной линии.

2. Среди спонтанно образованных микроядер могут быть выделены две субпопуляции (крупные и мелкие микроядра), различные по морфофункциональным характеристикам.

3. Микроядра, индуцированные воздействием паклитаксела, характеризуются комплексом морфофункциональных нарушений.

4. Воздействие паклитакселом сопровождается формированием способной к самоподдержанию клеточной популяции, устойчивой к последующим воздействиям паклитаксела.

5. Функциональные изменения в культуре после воздействия паклитакселом (повышение уровня повреждения ДНК, снижение пролиферативной активности) не зависят от наличия микроядер.

6. Спонтанные и индуцированные микроядра могут быть элиминированы путём лизосом-опосредованной или структурной деградации, частота процесса элиминации невелика.

Методология диссертационного исследования

Проведённые в рамках данной работы исследования выполнены на модели in vitro (метод культуры клеток). В работе использованы клетки линии MCF-7 (аденокарцинома молочной железы человека) и A431 (эпидермоидная карцинома человека), полученные из коллекции клеточных культур Института Цитологии РАН (Ст.-Петербург, Россия). Индукция микроядерности осуществлялась посредством воздействия на клетки линии MCF-7 ПТ в рабочей концентрации 125 нМ в течение 48 ч с последующим удалением агента и культивированием на чистой среде.

В работе применены методы МТТ-теста, светлопольной микроскопии, цито- и иммунофлуоресцентной микроскопии, прижизненного наблюдения, трансмиссионной электронной микроскопии. Морфометрический анализ произведён с помощью программы «Vision Bio» («West Medica», Россия). Статистическая обработка данных производилась с использованием программы Microsoft Excel 2010. Для оценки значимости различий применяли двусторонний непараметрический критерий Манна-Уитни. Снимки обработаны с помощью программ Adobe Photoshop и ImageJ.

Степень достоверности результатов

Представленные в работе результаты получены с использованием современных широко применяемых методов клеточной биологии. Эксперименты выполнены в трёх и более повторностях, результаты хорошо воспроизводимы. В экспериментах использована выборка, достаточная для получения достоверных результатов. Статистическая обработка данных выполнена с использованием современных компьютерных программ с применением соответствующих критериев.

Личный вклад соискателя

Соискатель принимал непосредственное участие в планировании целей и задач исследования, подготовке и проведении экспериментов, обработке и анализе полученных результатов, подготовке публикаций и докладов на конференциях.

Апробация результатов

Основные результаты данной диссертационной работы были представлены на 6 конференциях: 25th Wilhelm Bernhard Workshop on the Cell Nucleus (Нижний Новгород, 2017); XVII и XVIII Всероссийский симпозиум «Структура и функции клеточного ядра» (Санкт-Петербург, 2014, 2018); XXII, XXIII и XXIV Международная научная конференция

студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (2015, 2016, 2017) По материалам диссертационной работы опубликованы 3 экспериментальных статьи в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science или Scopus и 6 тезисов и материалов конференций.

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты, обсуждение результатов, заключение, выводы, список используемых сокращений и список литературы, включающий 173 источника. В работе 177 страниц, 94 рисунка и 12 таблиц.

3. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Микроядра представляют собой формирующиеся при нарушении митотического деления или вследствие повышенной генетической нестабильности клеточные структуры (Fenech et al., 2011), содержащие генетический материал, отличный от полного генома (Rello-Varona et al., 2012), покрытые ядерной оболочкой (Киреев и др., 1988) и обладающие морфологией ядра (Schiffmann, de Boni, 1991).

Выделяют два класса микроядер: хромосомные (С-микроядра) и сформировавшиеся на основе не хромосомных элементов (Shimizu, 2011; Huang Y. et al., 2012). Хромосоные микроядра, образующиеся в результате аномалий митоза, содержат интактные или фрагментированные хромосомы или хроматиды (Fenech et al., 2011) и могут в свою очередь быть условно подразделены на С+ и С- микроядра: содержащие или не содержащие центромерный участок хромосомы (Norppa, Falck, 2003). Формирования микроядра на основе той или иной хромосомы не равновероятно (Hando et al., 1997; Catala'et al., 2000; Norppa, Falck, 2003).

Генетический материал нехромосомных микроядер может быть представлен ацентрическими фрагментами хромосом (O'Donovan, Livingston, 2010) или отдельными участками повреждённой ДНК (Asare et al., 2012). Особое положение в данной группе занимают так называемые DM-микроядра. Генетический материал DM-микроядер представлен амплифицированными генами; возможна ассоциация амплифицированных копий с DM-элементами (мелкими спаренными самореплицирующимися лишенными центромер хромосомами) (Shimizu, 2011). DM-микроядра могут образовываться как вследствие нарушений митотического деления, наряду с хромосомными микроядрами, так и независимо, в интерфазе (Shimizu, 2011; Utani et al., 2011).

Микроядра встречаются как в нетрансформированных соматических (Kirsch-Volders et al., 2011), так и в опухолевых клетках (Onozato et al., 2011). В случае опухолевых клеток вероятность формирования микроядер выше (Fenech et al., 2011). Присутствие микроядер в неопухолевых клетках является признаком нестабильности их функционирования, в связи с чем рассматривается в качестве дополнительного критерия при диагностике заболеваний, сопряжённых с протеканием хронического воспалительного процесса (так называемый «микроядерный тест») и при оценке экологических рисков (Колмакова и др., 2013; Iarmarcovai et al., 2008).

Формирование микроядер

Формирование микроядер может происходить спонтанно (Fenech et al., 2011) или быть инициировано воздействием внешних факторов (Кисурина-Евгеньева и др., 2016). Факторы, стимулирующие образование микроядер

Фaкторы, стимулирующие обрaзовaние микроядер могут иметь KaK химическую, тaк и физическую природу. В зaвисимости от мехaнизмa действия выделяют клaстогенные и aнеугенные фaкторы (Hermine et al., 1997; Fenech, 2006). Клaстогены вызывaют рaзрывы ДНК и формировaние микроядер, содержaщих aцентрические фрaгменты хромосом, в принципе неспособные к сегрегации и миграции к полюсам. Aнеугены влияют та сегрегацию интактных хромосом и приводят к обрaзовaнию микроядер, включaющих в себя целые хромосомы (Кисурина-Евгеньева и др., 2016). Химические arembi, влияющие та структуру ДНК и обрaзовaние микроядер, крaйне рaзнообрaзны. Aнтимитотические arembi (цитостaтики) облaдaют aнеугенным эффектом, т.к. нaрушaют сборку веретенa деления и сегрегацию хромосом. В результате в клетке формируется множество хромосомных микроядер, что в свою очередь, вызывaет остановку клеточного циклa и включение прогрaммы aпоптотическй гибели через р53-зaвисимый мехaнизм. Дaнный эффект цитостaтиков используется в химиотерaпии опухолевых зaболевaний, в чaстности, рaкa молочной железы. При действии пaклитaкселa, винкристинa и нокодaзолa нa клетки культуры кaрциномы молочной железы человек происходит увеличение чиста клеток с микроядрaми в среднем до 20% к 48 ч воздействия и aктивaция aпоптотической гибели клеток (Кисурина-Евгеньева и др., 2006). Arembi, подaвляющие метилировaние ДНК и гистонов, окaзывaют aнеугенный эффект, т.к. нaрушaют конденсaцию хромосом, прежде всего в центромерном рaйоне (Fenech, 2006; Heit et al., 2009). Кроме того, эти arembi могут индуцировaть двойные рaзрывы ДНК, что приводит к клaстогенному эффекту. Метaллы, связывaясь с ДНК и белкaми, влияют та экспрессию генов, конденсaцию ДНК, сборку веретета деления, облaдaя ^к клaстогенным, тaк и aнеугенным эффектом. Aнтрaциклиновые aгенты нaрушaют репликaцию и репaрaцию ДНК и вызывaют, прежде всего, клaстогенные эффекты (Luzhna et al., 2013). Нaномaтериaлы тaкже могут вызывaть повреждения ДНК, окaзывaя чaще клaстогенный эффект. Обрaзовaние микроядер обтаружено при воздействии нaночaстиц рaзличного происхождения (углеродных танотрубок и плaстов, оксидов метaллов и т.д.) in vivo и in vitro (Kawata et al., 2009; Cveticanin et al., 2010; Vandebriel et al., 2012; Chen et al., 2014; Magdolenova et al., 2014).

KaK npaBRno, генотоксический эффект зaвисит от концентрaции и времени воздействия areHTOB. Кроме того, генотоксический эффект нaномaтериaлов более вырaжeн in vitro. Вeщeствa, попaдaющиe в легкие и в кровь при курении, тaкжe вызывaют обрaзовaниe микроядер. В лимфоцитaх курящих людей они встрeчaются чaщe, чем у некурящих (Bonassi et al., 2003). При этом тип лимфоцитов (NK, Т, В) не учитывaлся. К химическим фaкторaм, индуцирующим микроядерность, тaкжe можно отнести нaрушeниe концeнтрaции кислородa при гипоксии и оксидaтивном стрессе, a тaкжe обрaзовaниe aктивных форм кислородa при рaзличных стрессорных воздействиях. Гипоксия и оксидaтивный стресс вызывaют появление микроядер (Shibata et al., 1996; Snyder et al., 2005) и способствуют опухолевой трaнсформaци (Collet et al., 2015). В рамках данного исследования в качестве фактора-индуктора микроядерности используется паклитаксел. Мишенью паклитаксела являются митотические клетки (Weaver, 2014; Cheng, Crasta, 2017). Принцип действия агента заключается в следующем: ПТ вызывает гиперстабилизацию микротрубочек (Jordan, Wilson, 2004), что нарушает в митотической клетке динамическую организацию веретена деления и его взаимодействие с хромосомами (Weaver, 2014; Barbuty, Chen, 2015). Это сопровождается невозможностью прохождения митотического чек-пойнта SAC (spindle assembly checkpoint) (Weaver, 2014) и, соответственно, митотическим арестом клетки (Mitchison, 2011; Barbuty, Chen, 2015; Cheng, Crasta, 2017).

В норме длительный митотический арест сопровождается гибелью клетки в митозе (так называемая митотическая катастрофа) (Weaver, 2014). Однако, согласно последним данным, часть клеток осуществляет выход из митоза без предварительного завершения сегрегации хромосом и цитокинеза (митотическое проскальзывание) (Weaver, 2014; Cheng, Crasta, 2017). При этом вокруг каждой отдельно лежащей группы хромосом формируется индивидуальная ядерная оболочка. Таким образом, результатом митотического проскальзывания является формирования тетраплоидных микроядерных клеток. В литературе также приводится информация о возможности осуществления кетками в присутствии терапевтических концентраций ПТ аномального многополюсного митоза без митотического ареста с формированием ануеплоидных микроядерных клеток (Mitchison et al., 2011).

Повреждения ДНК, приводящие к появлению микроядер, могут быть вызвaны рядом физических фaкторов. К ним относятся воздействие рaдиaции, ультрaзвукa, облучение ультрaфиолeтом, изменение дaвлeния, изменение тeмпeрaтуры. Большинство физических фaкторов имеет клaстогeнный эффект (Кисурина-Евгеньева и др., 2015).

Воздействие рaдиaции вызытяет обрaзовaние множественных двойных рязрышов ДНК. Произвольное сшивaние обрaзовaвшихся фрaгментов приводит к перестройке хромосомы (Krishnaja, Sharma, 2004; Holland, Cleveland, 2012). В результате облучения дозой 2 Gy более 80% клеток в культуре фиброблaстов человекa содержaт двунитевые рaзрывы ДНК. Через 48 ч содержaние микроядерных клеток достигает 80%, что соответствует числу клеток с двунитевыми рaзрывaми ДНК (Terradas et al., 2009). В клеткях лимфоблaстомы через 32 ч после облучения от 50 до 80% клеток содержaт микроядрa (Cheong et al., 2013).

Микроядрa обрязуются при гипотонии (Киреев и др., 1988) и при воздействии ультрaзвукa in vitro и in vivo (Garaj-Vrhovac, Kopjar, 2000; Udroiu et al., 2014).

Одной из причин повреждения структуры ДНК может быть изменение темперaтурного режимa. Возможные последствия в виде нярушения структуры ДНК необходимо учтывять, прежде всего, при зяморяживянии клеток. В тастоящее время этот вопрос кряйне aктуaлен в свете современных рaзрaботок ЭКО и криоконсервaции клеток. Наличие микроядер может служить тадежным и простым мaркером повреждений ДНК. Исследовяние влияния зяморяживяния та таличия повреждений ДНК проводили, прежде всего, та выделенных лимфоцитях периферической крови. Рязличными методями было покязяно, что криоконсервяция в целом не влияет та чястоту обрязовяния одно - и дву-нитевых рязрывов ДНК и формировяние микроядер (Visvardis et al., 1997; Duthie et al., 2002; Hininger et al., 2004) Одтако зяморяживяние снижяло способность лимфоцитов репярировять рязрывы ДНК, что выряжялось в увеличении числя микроядер ((Visvardis et al., 1997; Burrill et al., 2000; Duthie et al., 2002).

Некоторые явторы описывяют повреждения ДНК при криоконсервяции кяк следствие обрязовянием яктивн^1х форм кислородя при рязморяживянии клеток (Paoli et al., 2014). Няряду с этим выскaзывaется предположение, что повреждение ДНК и обрязовяние микроядер при криоконсервяции опосредовяны длительным воздействием незтачительных доз рядтации в процессе хрянения клеток в жидком язоте. Эти повреждения постепенно някяпливяются, в то время кяк системя ретаряции не ряботяет. При рязморяживянии клетки не могут ретарировять тякие множественные повреждения ДНК, и происходит обрязовяние микроядер (Ashwood-Smith, Friedmann, 1979).

В целом, сямые рязнообрязные фякторы, действующие та организм in vivo, могут индуцировять обрязовяние микроядер. Эти факторы имеют различную природу и вызывают образование микроядер различными способами. В зависимости от

действующего фактора возможно образование как многочисленных микроядер, так и формирование ядра нормального размера и одного или нескольких мелких микроядер, локализованных на периферии.

Механизмы образования микроядер

Пути формирования микроядер разнообразны: микроядра могут быть образованы на

основе целых хромосом или ацентрических фрагментов; при нарушении сегрегации хромосом, через стадию анафазного моста, путём ядерного блеббинга.

Формирование микроядер на основе целых хромосом происходит при нарушении сегрегации. Притом потеря той или иной хромосомы не равновероятна (Norppa, Falck, 2003). Так, для человека наиболее характерно отставание X-хромосомы. Выдвигаемое предположение, согласно которому подобная закономерность обусловлена наличием для Х-хромосомы инактивированной формы, отсутствующей в случае аутосом (Hando et al., 1994; Surrallés et al., 1996), не подтвердилось: в настоящее время показано, что у женщин формирование микроядер на основе активного и неактивного гомологов Х-хромосомы равновероятно (Catala'n et al., 2000), а у мужчин, Х-хромосома которых представлена всегда активной формой, процент формирования микроядер на основе данной хромосомы всё так же высок (Hando, et al., 1997). Вероятность отставания различных аутосом также неодинакова, наиболее высока для девятой хромосомы (Norppa, Falck, 2003).

Причинами потери отдельной хромосомы при сегрегации могут быть нарушение взаимодействия микротрубочек с кинетохором, центросомные аномалии, формирование дицентрических хромосом.

Нарушение взамодействия микротрубочек с кинетохором может быть обусловлено как мутациями, приводящими к синтезу аномальных белков, участвующих во взаимодействии с микротрубочками веретена (Fenech et al., 2011), так и эпигенетическими механизмами, в частности гипометилированием ДНК центромерного и прицентромерных районов (Luzhna et al., 2013). Так сборка кинетохора и в частности инкорпорирование кинетохорных белков CENPA и CENPB зависит от статуса метилирования цитозина, гипометилирование цитозина центромерных и прицентромерных районов приводит к нарушению ДНК-белковых взаимодействий (Schueler, Sullivan, 2006) и, как следствие, к невозможности взаимодействия хромосомы с веретеном деления.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сутягина Оксана Игоревна, 2019 год

10. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вильданова М.С., Савицкая М.А., Онищенко Г.Е., Смирнова Е.А. Действие растительных гормонов на компоненты секреторного пути нормальных и опухолевых клеток человека // Цитология. 2014. Т. 56, № 7. С. 516-525.

2. Киреев И.И, Зацепина О.В, Поляков В.Ю, Ченцов Ю.С Ультраструктура митотических хромосом клеток СПЭВ при их обратимой

искусственной деконденсации in vivo // Цитология. 1988. T. 30, № 8. С. 926 -932.

3. Кисурина-Евгеньева О.П., Брянцева С.А., Штиль А.А, Онищенко Г.Е. Антитубулиновые агенты могут инициировать различные пути апоптоза // Биофизика. Биофизика клетки. 2006. Т. 51 № 5. С. 875-879.

4. Кисурина-Евгеньева О.П., Сутягина О.И., Онищенко Г.Е. Биогенез микроядер // Биохимия. 2016. Т. 81 № 5. С. 612-624.

5. Колмакова Т.С, Белик С.Н, Моргуль Е.В, Севрюков А.В. Использование микроядерного теста для оценки эффективности лечения аллергии у детей: метод, рекомендации // Изд. РостГМУ, Ростов н/Д, 2013.

6. Манских В.Н. (2007) Пути гибели клеток и их биологическое значение. Цитология 49 (11): 909-915.

7. Попков В.М., Чеснокова Н.П., Ледванов М.Ю. Активация липопероксидации как ведущий патогенетический фактор развития типовых патологических процессов и заболеваний различной этиологии // Изд. СГМУ, Саратов, 2012.

8. Савицкая М.А., Вильданова М.С., Кисурина-Евгеньева О.П., Смирнова Е.А., Онищенко Г.Е. Митохондриальный путь апоптоза в клетках эпидермоидной карциномы человека А431 при действии а-токоферилсукцината // Acta Naturae. 2012. Т. 4, № 3. С. 93-100.

9. Сутягина О.И., Кисурина-Евгеньева О.П., Онищенко Г.Е. Выживание клеток с микроядрами в культуре MCF-7 после воздействия паклитакселом // Цитология. 2018. Т. 60. № 11. С. 931-934.

10. Сутягина О.И., Кисурина-Евгеньева О.П., Онищенко Г.Е. Элиминация микроядер в клетках культуры аденокарциномы молочной железы человека MCF-7 // Цитология. 2019. Т. 61. № 2. С. 106-118.

11. Сутягина О.И., Кисурина-Евгеньева О.П. Морфофункциональные различия микроядер в культурах р53-положительных и р53-отрицательных опухолевых клеток человека // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019. Т. 167. № 6. С. 777-783.

12. Чумаков П.М. Белок р53 и его универсальные функции в многоклеточном организме // Успехи биологической химии. 2007. Т. 47. С. 3-52.

13. Apraiz A., Boyano M., Asumendi A. Cell-Centric View of Apoptosis and Apoptotic Cell Death-Inducing Antitumoral Strategies // Cancers (Basel). 2011. V. 3 № 1. P. 10421080.

14. Asare N., Instanes C., Sandberg W., Refsnes M., Schwarze P., Kruszewski M., Brunborg G. Cytotoxic Potential of Silver Nanoparticles // Toxicology. 2012. V. 291 № 3. P. 65-72.

15. Ashwood-Smith M., Friedmann G. Lethal and chromosomal effects of freezing, thawing, storage time, and x-irradiation on mammalian cellspreserved at -196 degrees in dimethyl sulfoxide // Cryobiology. 1979. V. 16. № 2. P. 132-140.

16. Bakhoum S.F, Genovese G, Compton D.A. Deviant kinetochore-microtubule dynamics underlie chromosomal instability // Curr Biol. 2009. V. 19. № 22. P. 1937-1942.

17. Bakhoum S.F, Thompson S.L, Manning A.L, Compton D.A. Genome stability is ensured by temporal control of kinetochore-microtubule dynamics // Nature Cell Biol. 2009.

V. 11. № 1. P. 27-35.

18. Baptista-Giacomelli F.R., Pagliarini M.S. and de Almeida J.L. Elimination of micronuclei from microspores in a Brazilian oat (Avena sativa L.) variety // Genet. Mol. Biol. 2000. V. 23 № 30. P. 681-684.

19. Barbuty A., Chen Z. Paclitaxel Through the Ages of Anticancer Therapy: Exploring Its Role in Chemoresistance and Radiation Therapy // Cancers. 2015. V. 7. P. 2360-2371.

20. Biebricher A., Hirano S., Enzlin J., Wiechens N., Streicher W., Huttner D., Wang

L., Nigg E., Owen-Hughes T., Liu Y., Peterman E., Wuite G., Hickson I. PICH: a DNA translocase specially adapted for processing anaphase bridge DNA // Mol Cell. 2013. V. 51 № 5. P. 691-701.

21. Bonassi S., Neri M., Lando C., Ceppi M., Lin Y., Chang W., Holland N., Kirsch-Volders M., Zeiger E., Fenech M. Effect of smoking habit on the frequency of micronuclei in human lymphocytes: results from the Human Micro Nucleus project // Mutat. Res. 2003. V. 543. P. 155-166.

22. Brito D.A., Rieder C.L. Mitotic checkpoint slippage in humans occurs via cyclin B destruction in the presence of an active checkpoint // Curr. Biol. 2006. V. 16. P. 1194—1200.

23. Broker L., Kruyt F., Giaccone G. Cell Death Independent of Caspases: A Review // Clin Cancer Res. 2005. V. 11. № 9. 3155-3162.

24. Bruno S., Darzynkiewicz Z. Cell cycle dependent expression and stability of the nuclear protein detected by Ki-67 antibody in HL-60 cells // Cell Prolif. 1992. V. 25. № 1. P. 3140.

25. Burma S., Chen B., Murphy M., Kurimasa A., Chen D. ATM phosphorylates histone H2AX in response to DNA double-strand breaks // J. Biol. Chem. 2002. V. 276. P. 42462-42467.

26. Burrill W., Levine E., Hindocha P., Roberts S., Scott D. The use of cryopreserved lymphocytes in assessing inter-individual radiosensitivity with the micronucleus assay // Int. J. Radiat. Biol. 2000. V. 76. P. 375-382.

27. Bussolati G., Maletta F., Asioli S., Annaratone L., Sapino A., Marchio C. "To be or not to be in a good shape": diagnostic and clinical value of nuclear shape irregularities in thyroid and breast cancer // Adv. Exp. Med. Biol. 2014. V. 773. P. 101-121.

28. Catala'n,J., Falck,G., Norppa,H. The X chromosome frequently lags behind in female lymphocyte anaphase // Am. J. Hum. Genet. 2000. V. 66. № 2. P. 687-699.

29. Chan K.L, North P.S, Hickson I.D. BLM is required for faithful chromosome segregation and its localization defines a class of ultrafine anaphase bridges // EMBO J. 2007. V. 26. № 14. P. 3397-3409.

30. Chen T., Yan J., Li Y. Genotoxicity of titanium dioxide nanoparticles // J. Food Drug Anal. 2014. V. 22. № 1. P. 95-104.

31. Cheng B., Crasta K. Consequences of mitotic slippage for antimicrotubule drug therapy // Endocr. Relat. Cancer. 2017. V. 24. P. 97-106.

32. Cheong H., Seth I., Joiner M., Tucker J. Relationships among

micronuclei, nucleoplasmic bridges and nuclear buds within individual cells in the cytokinesis-block micronucleus assay // Mutagenesi. 2013. V. 28. № 4. P. 433-440.

33. Collet G., El Hafny-Rahbi B., Nadim M., Tejchman A., Klimkiewicz K., Kieda C. Hypoxia-shaped vascular niche for cancer stem cells // Contemp. Oncol. (Pozn). 2015. V. 19. № 1. P. 39-43.

34. Coppe J., Desprez P., Krtolica A., Campisi J. The senescence-associated secretory phenotype: the dark side of tumor suppression // Ann. Rev. Pathol. 2010. V. 5. P. 99118.

Crasta K., Ganem N., Dagher R., Lantermann A., Ivanova E., Pan Y., Nezi L., Protopopov A., Chowdhury D., Pellman D. DNA breaks and chromosome pulverization from errors in mitosis // Nature. 2012. V. 482. № 7383. 53-58.

36. Cveticanin J., Joksic G., Leskovac A., Petrovic S., Sobot A., Neskovic O. Using carbon nanotubes to induce micronuclei and double strand breaks of the DNA in human cells // Nanotechnology. 2010. V. 21. № 1. 015102.

37. Decordier I., Cundari E., Kirsh-Volders M. Survival aneuploid micronucleated and/or polyploid cells: Crosstalk between ploidy control and apoptosis // Mutation Research. 2008. V. 651. P. 30-39.

38. Dianov G.L., Timchenko T.V., Sinitsina O.I., Kuzminov A.V., Medvedev

O.A., Salganik R.I. Repair of uracil residues closely spaced on the opposite strands of plasmid DNA results in double-strand break and deletion formation // Mol. Gen. Genet. 1991. V. 225. № 3. P. 448-452.

39. Duthie S. J., Pirie L., Jenkinson A. M., Narayanan S. Cryopreserved versus freshly isolated lymphocytes in human biomonitoring: endogenous and induced DNA damage, antioxidant status and repair capability. Mutagenesis. 2002. V. 17. P. 211214.

40. Erenpreisa J., Cragg M., Life-Cycle Features of Tumour Cells // In Evolutionary Biology from Concept to Application; Springer-Verlag: Berlin Heidelberg, Germany, 2008. P. 61-71.

41. Erenpreisa J., Huna A., Salmina K., Jackson T., Cragg M. Macroautophagy-aided elimination of chromatin: sorting of waste, sorting of fate? // Autophagy. 2012. V. 8. № 12. P. 1877-1881.

42. Erenpreisa J., Giuliani A., Vinogradov A., Anatskaya O., Vazquez-Martin A., Salmina K., Cragg M. Stress-induced polyploidy shifts somatic cells towards a pro-tumourogenic unicellular genetranscription network // Cancer Hypotheses 2018. V. 1. P. 1-20.

43. Fais S., Overholtzer, M. Cell-in-cell phenomena in cancer // Nat. Rev. Cancer 2018. V. 18. 758-766.

44. Fenech, M. Cytokinesis-block micronucleus assay evolves into a "cytome" assay of chromosomal instability, mitotic dysfunction and cell death // Mutat Res. 2006. V. 600. № 2. 58-66.

45. Fenech M. Cytokinesis-block micronucleus cytome assay // Nat Protoc. 2007. V. 2. № 5. 1084-1104.

46. Fenech M., Kirsch-Volders M., Natarajan A., Surralles J., Crott J., Parry J., Norppa H., Eastomond D., Tucker J., Thomas P. Molecular mechanisms of micronucleus, nucleoplasmic bridge and nuclear bud formation in mammalian and human cells // Mutagenesis. 2011. V. 26. № 1. P. 125-132.

47. Foster E, Downs J. Histone H2A phosphorylation in DNA double-strand break repair // FEBS. J. 2005. V. 272. P. 3231-3240.

48. Galluzzi G. Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring cell death in higher eukaryote // Cell Death Differ. 2009. V. 16. № 8. P. 1093-1107.

49. Garaj-Vrhovac V., Kopjar N. Cytogenetic monitoring of cardiology unit hospital workers exposed to Doppler ultrasound // J. Appl. Toxicol. 2000. V. 20 № 4. P. 25964.

50. Geraud G., Laquerriere F., Masson C., Arnoult J., Labidi B., Hernandez-Verdun D. Three-dimensional organization of micronuclei induced by colchicine in PtK cells // Experimental Cell Research. 1989. V. 181. № 1. P. 27-39.

51. Gernand D., Rutten T., Varshney A., Rubtsova M., Prodanovic S., Bruss C., Kumlehn J., Matzk F., Houben A. Uniparental chromosome elimination at mitosis and interphase

in wheat and pearl millet crosses involves micronucleus formation, progressive heterochromatinization, and DNA fragmentation // Plant Cell. 2005. V. 17. № 9. P. 24312438.

52. Gisselsson D. Classification of chromosome segregation errors in cancer // Chromosoma. 2008. V. 117. № 6. 511-519.

53. Gonzalo S. DNA damage and lamins // Adv. Exp. Med. Biol. 2014. V. 773. P. 377-399.

54. Gozuacik D., Kimchi A. Autophagy as a cell death and tumor suppressor mechanism // Oncogene. 2004. V. 23. № 16. P. 2891-2906.

55. Granetto C., Ottaggio L., Abbondandolo A., Bonatti S. (1996). 53 accumulates in micronuclei after treatment with a DNA breaking chemical, methylnitrosourea, and with the spindle poison, vinblastine // Mutation Research. 1996. V. 352. P. 61-64.

56. Guo Y., Srinivasula S., Druilhe A., Fernandes-Alnemri T., Alnemri E. Caspase-2 induces apoptosis by releasing proapoptotic proteins from mitochondria // J Biol Chem. 2002. V. 277. № 16. P. 13430-13437.

57. Hando J., Nath J., Tucker J. Sex chromosomes, micronuclei and aging in women // Chromosoma. 1994. V. 103. № 3. P. 186-192.

58. Haraguchi T., Kojidani T., Koujin T., Shimi T., Osakada H., Mori C., Yamamoto

A., Hiraoka Y. Live cell imaging and electron microscopy reveal dynamic processes of BAF-directed nuclear envelope assembly // J Cell Sci. 2008. V. 121. № 15. P. 2540-2554.

59. Haschka M., Karbon G., Fava L., Villunger A. Perturbing mitosis for anti-cancer therapy: is cell death the only answer? // EMBO Rep. 2018. V. 19 : e45440.

60. Hatch E.M., Fischer A.H., Deerinck T.J., Hetzer M.W. Catastrophic nuclear envelope collapse in cancer cell micronuclei // Cell. 2013. V. 154. № 1. P. 47-60.

61. Hawryluk-Gara L.A, Shibuya E.K, Wozniak R.W. Vertebrate Nup53 interacts with the nuclear lamina and is required for the assembly of a Nup93-containing complex // Mol. Biol. Cell. 2005. V. 16. P. 2382-2394.

62. Hermine T., Jones N., Parry J. Comparative induction of micronuclei in repair-deficient and -proficient Chinese hamster cell lines following clastogen or aneugen exposures // Mutat. Res. 1997. V. 392. P. 151-163.

63. Heit R., Rattner J., Chan G., Hendzel M. G2 histone methylation is required for the proper segregation of chromosomes // J. Cell Sci. 2009. V. 122. № 16. P. 2957-2968.

64. Hininger I., Chollat-Namy A., Sauvaigo S., Osman M., Faure H., Cadet J., Favier A., Roussel A. Assessment of DNA damage by comet assay on frozen total blood: method and evaluation in smokers and non-smokers // Mutat. Res. 2004. V. 558. P. 75-80.

65. Hoffelder DR. Luo L., Burke N.A., Watkins S.C., Gollin S.M., Saunders W.S. Resolution of anaphase bridges in cancer cells // Chromosoma. V. 112. № 8. P. 389397.

66. Holland A.J., Cleveland D.W. Chromoanagenesis and cancer: mechanisms and consequences of localized, complex chromosomal rearrangements // Nat Med. 2012. V. 18. № 11. P. 1630-1638.

67. Hortobagyi G.N., Holmes F.A. Single-agent paclitaxel for the treatment of breast cancer: an overview // Semin. Oncol. 1996. V. 23. P. 4-9.

68. Huang Y., Jiang L., Yi Q., Lv L., Wang L., Zhao X., Zhong L., Jiang H., Rasool S., Hao Q., Guo Z., Cooke H.J., Fenech M, Shi Q. Lagging chromosomes entrapped in micronuclei are not 'lost' by cells // Cell Research. 2012. 22(5):932-935.

69. Iarmarcovai G., Bonassi S., Botta A., Baan R., Orsiere T. Genetic polymorphisms

and micronucleus formation: a review of the literature // Mutat Res. 2008. V. 658. № 3. 215-233.

70. Jelinek M., Balusikova K., Kopperova D., Nemcova-Furstova V., Sramek J., Fidlerova J., Zanardi I., Ojima I., Kovar J. Caspase-2 is involved in cell death induction by taxanes in breast cancer cells // Cancer Cell Int. 2013. V. 13. № 1. P. 42.

71. Jiang X., Foldbjerg R., Miclaus T., Wang L., Singh R., Hayashi Y., Sutherland D., Chen C., Autrup H., Beer C. Multi-platform genotoxicity analysis of silver nanoparticles in the model cell line CHO-K1 // Toxicol Lett. 2013. V. 222. № 1. P. 55-63.

72. Kawata K, Osawa M, Okabe S. In vitro toxicity of silver nanoparticles at noncytotoxic doses to HepG2 human hepatoma cells // Environ Sci. Technol. 2009. V. 43. № 15. P. 6046-6051.

73. Kind J., van Steensel B. Genome-nuclear lamina interactions and gene regulation // Current Opinion in Cell Biology. 2010. V. 22. P. 320-325.

74. Kirsch-Volders M., Plas G., Elhajouji A., Lukamowicz M., Gonzalez L., Vande Loock K., Decordier I. The The in vitro MN assay in 2011 origin and fate, biological significance, protocols, high throughput methodologiesand toxicological relevance // Arch. Toxicol. 2011. V. 85. № 8. 873-899.

75. Krishnaja A.P., Sharma N,K. Transmission of gamma-ray-induced unstable chromosomal aberrations through successive mitotic divisions in human lymphocytes in vitro // Mutagenesis. 2014. V. 19. № 4. P. 299-305.

76. Kivinen K., Kallajoki M., Taimen P. Caspase-3 is required in the apoptotic disintegration of the nuclear matrix // Exp. Cell Res. 2005. V. 311. № 1. P. 62-73.

77. Kopnin B.P. Targets of oncogenes and tumor suppressors: key for understanding basic mechanisms of carcinogenesis // Biochemistry. 2000. V. 5. P. 2-27.

78. Kutay U., Hetzer M. W. Reorganization of the Nuclear Envelope during open mitosis // Curr. Opin. Cell Biol. 2008. V. 20. № 6. P. 669-677.

79. Lei L., Ladinsky M., Kirchhausen T. Formation of the postmitotic nuclear envelope from extended ER cisternae precedes nuclear pore assembly // J. Cell Biol. 2011. V. 194. № 3. P. 425-440.

80. Lingle W.L., Ingle J.N., Maihle N.J., Salisbury J.L. Centrosome hypertrophy in human breast tumors: implications for genomic stability and cell polarity. Proc.Natl.Acad.Sci. 1998. V. 95. № 6. P. 2950-2955.

81. Lussi Y.C, Hugi I., Laurell E., Kutay U., Fahrenkrog B. The nucleoporin Nup88 is interacting with nuclear lamin A // Mol. Biol. Cell. 2011. V. 22. P. 1080-1090.

82. Luzhna L., Kathiria P., Kovalchuk O. Micronuclei in genotoxicity assessment: from genetics to epigenetics and beyond // Front Genet. 2013. V. 4. P. 131.

83. Ly P., Cleveland D.W. Rebuilding Chromosomes After Catastrophe: Emerging Mechanisms of Chromothripsis // Trends Cell Biol. 2017. V. 27. №12. P. 917-930.

84. Magdolenova Z., Collins A., Kumar A., Dhawan A., Stone V., Dusinska M. Mechanisms of genotoxicity. A review of in vitro and in vivo studies with engineered nanoparticles // Nanotoxicology. 2014. V. 8. № 3. P. 233-278.

85. Morrison A.J., Shen X. DNA repair in the context of chromatin // Cell Cycle. 2005. V. 4. № 4. P. 568-571.

86. Margalit A., Segura-Totten M., Gruenbaum Y., Wilson K. (2005). Barrier-to-autointegration factor is required to segregate and enclose chromosomes within the nuclear envelope and assemble the nuclear lamina // Proc Natl Acad Sci. 2005. V. 102. №9. P. 3290-3295.

87. Meyerson M., Pellman D. Cancer genomes evolve by pulverizing single chromosomes // Cell. 2011. V. 144. P. 9-10.

88. McManus K., Hendzel M. ATM-dependent DNA Damage-independent Mitotic Phosphorylation of H2AX in Normally Growing Mammalian Cells // Molecular Biology of the Cell . 2005. V. 16. №10. P. 5013-5025.

89. Medvedeva N.G., Panyutin I.V., Panyutin I.G., Neumann R.D. Phosphorylation

of histone H2AX in radiation-induced micronuclei // Radiat. Res. 2007. V. 168. №4. P. 493-498.

90. Meyerson M., Pellman D. Cancer genomes evolve by pulverizing single chromosomes // Cell. 2011. V. 144. № 1. P. 9-10.

91. Mitchison T. J., Pineda J., Shi J., Florian S. Is inflammatory micronucleation the key to a successful anti-mitotic cancer drug? // Open Biol. 2017. V. 7. P. 170-182.

92. Monastyrska I., Rieter E., Klionsky D., Reggiori F. Multiple roles of the cytoskeleton in autophagy // Biol. Rev. Camb. Philos Soc. 2009. V. 84. № 3. P. 431-448.

93. Mori T., Kinoshita Y., Watanabe A., Yamaguchi T., Hosokawa K., Honjo H. Retention of paclitaxel in cancer cells for 1 week in vivo and in vitro // Cancer Chemother Pharmacol. 2006. V. 58. P. 665-672.

94. Morrison A.J., Shen X. DNA repair in the context of chromatin // Cell Cycle. 2005. V. 4. № 4. P. 568-571.

95. Moscat J., Diaz-Meco M. T. p62 at the crossroads of autophagy, apoptosis, and cancer // Cell. 2009. V. 137. № 6. P. 1001-1004.

96. Naim V., Rosselli F. The FANC pathway and BLM collaborate during mitosis to prevent micro-nucleation and chromosome abnormalities // Nat. Cell Biol. 2009. V. 11. № 6. P. 761-768.

97. Nikolaev A. Y., Li M., Puskas N. Parc: A Cytoplasmic Anchor for p53 // Cell. 2003. V.112. p. 29-40.

98. Niu N., Mercado-Uribe I., Liu J. Dedifferentiation into blastomere-like cancer stem cells via formation of polyploid giant cancer cells // Oncogene. 2017. V. 36. P. 4887-4900.

99. Norppa H., Falck G. What do human micronuclei contain? // Mutagenesis. 2003. V. 18. № 3. P. 221-233.

100. Obe G., Beek B. The human leulocyte test system. VII. Further investigations concerning micronucleus-derived premature chromosome condensation // Humangenetic. 1975. V. 30. № 2. P. 143-54.

101. O'Donovan P., Livingston D. BRCA1 and BRCA2: breast/ovarian cancer susceptibility gene products and participants in DNA double strand break repair // Carcinogenesis. 2010. V. 31. № 6. P. 961-967.

102. Okamoto A., Utani K., Shimizu N. DNA replication occurs in all lamina positive micronuclei, but never in lamina negative micronuclei // Mutagenesis. 2012. V. 27. № 3. P. 323-327.

103. Onozato T., Tamura T., Nagasawa T., Hayashi M., Okuhara Y., Kuroda J. Spontaneous Subcutaneous Sarcoma in a 50-week-old Male Wistar Hannover GALAS Rat // Toxicol Pathol. 2011. V. 24. № 4. P. 239-244.

104. Pampalona J., Soler D., Genesca A., Tusell L. Whole chromosome loss is promoted by telomere dysfunction in primary cells // Genes Chromosomes Cancer. 2010. V. 49. № 4. P. 368-378.

105. Paoli D., Lombardo F., Lenzi A., Gandini L. Sperm cryopreservation: effects on chromatin structure // Adv. Exp. Med. Biol. 2014. V. 791. P. 137-150.

106. Park Y., Hayashi Y., Bonne G., Arimura T., Noguchi S., Nonaka I. Autophagic degradation of nuclear components in mammalian cells // Autophagy. 2009. V. 5. №6. P. 795-804.

107. Prokocimer M., Davidovich M., Nissim-Rafinia M., Wiesel-Motiuk N., Bar D., Barkan R., Meshorer E., Gruenbaum Y. Nuclear lamins: key regulators of nuclear structure and activities // J. Cell Mol. Med. 2009. V. 13. № 6. P. 1059-1085.

108. Rahman H.S., Rasedee A., Abdul A.B., Zeenathul N.A., Othman H.H., Yeap S.K., How C.W., Hafiza W.A. Zerumbone-loaded nanostructured lipid carrier induces G2/M cell cycle arrest and apoptosis via mitochondrial pathway in a human lymphoblastic leukemia cell line // Int. J. Nanomedicine. 2014. V. 9. P. 527-538.

109. Rao X., Zhang Y., Yi Q., Hou H., Xu B., Chu L., Huang Y., Zhang W., Fenech M., Shi Q. Multiple origins of spontaneously arising micronuclei in HeLa cells: direct evidence from long-term live cell imaging // Mutat. Res. 2008. V. 646 №1. P. 41-49.

110. Razafsky D., Hodzic D. Bringing KASH under the SUN: the many faces of nucleo-cytoskeletal connections // JCB Home. 2009. V. 186. № 4. 461-472.

111. Reiss M., Brash D. E., Munoz-Antonia T., Simon J.A., Ziegler A., Velucci V. F., Zhou Z. L. Status of the p53 tumor suppressor gene in human squamous

carcinoma cell lines // Onco Res. 1992. V. 4. № 8. 349-357.

112. Rello-Varona S., Lissa D., Shen S., Niso-Santano M., Senovilla L., Marino G., Vitale I., Jemaa M., Harper F., Pierron G., Castedo M., Kroemer G. Autophagic removal of micronuclei // J. Cell Cycle. 2012. V. 11. № 1. 170-176.

113. Rodriguez-Rocha H., Garcia-Garcia A., Panayiotidis M.I., Franco R. DNA damage and autophagy // Mutat Res. 2011. V. 711. № 1. P. 158-166.

114. Roberts P., Moshitch-Moshkovitz S., Kvam E., O'Toole E., Winey M., Goldfarb D. Piecemeal microautophagy of nucleus in Saccharomyces cerevisiae // Mol. Biol. Cell. 2003. V. 14. № 1. P. 129-141.

115. Rosen V.M., Guerra I., McCormack M., Nogueira-Rodrigues A., Sasse A., Munk V.C., Shang A. Systematic Review and Network Meta-Analysis of Bevacizumab Plus First-Line Topotecan-Paclitaxel or Cisplatin-Paclitaxel Versus Non-Bevacizumab-Containing Therapies in Persistent, Recurrent, or Metastatic Cervical Cancer // Int. J. Gynecol. Cancer. 2017. V. 27. № 6. P. 1237-1246.

116. Rugo H.S., Barry W.T., Moreno-Aspitia A. Randomized phase III trial of paclitaxel once per weekcompared with nanoparticle albumin-boundnab-paclitaxel once per week or ixabepilone withbevacizumab as first-line chemotherapy for locallyrecurrent or metastatic breast cancer: CALGB40502/NCCTG N063H (Alliance) // J. Clin. Oncol. 2015. V. 33. P. 2361-2369.

117. Ryan S. D., Britigan E. M., Zasadil L. M., Witte K., Audhya A., Roopra A., Weaver B. A. Up-regulation of the mitotic checkpoint component Mad1 causes chromosomal instability and resistance to microtubule poisons // Proc Natl Acad Sci. 2012. V. 109. P. 2205-2214.

118. Sabharwal R., Verma P., Sharma T., Subudhi S.K., Mohanty S., Gupta S., Emergebce of micronuclei as a genomic biomarker // Indian J. Med. Paediatr. Oncol. 2015. V. 36. P. 212-218.

119. Sablina A.A, Ilyinskaya G.V., Rubtsova S.N., Agapova L.S., Chumakov P.M., Kopnin B.P. Activation of p53-mediated cell cycle checkpoint in response to micronuclei formation // J Cell Sci. 1998. V. 111. № 7. 977-984.

120. Sagona A.P, Nezis I.P, Stenmark H. Association of CHMP4B and Autophagy with Micronuclei: Implications for Cataract Formation // Biomed Res. 2014. Int. 974393

121. Sanchez-Barcelo E. J., Cos S., Fernandez R., Mediavilla M.D. Melatonin and mammary cancer: a short review // Endocrine-Related Cancer. 2003. V. 10. P. 153-159.

122. Salmina K., Huna A., Kalejs M., Pjanova D., Scherthan H., Cragg M.S., Erenpreisa J. The Cancer Aneuploidy Paradox: In the Light of Evolution // Genes (Basel). 2019. V. 10. № 2. P. 83.

123. Saraste A. Morphologic criteria and detection of apoptosis // Herz. 1999. V. 24. №3. P. 189-195.

124. Salucci S., Burattini S., Battistelli M., Baldassarri V., Maltarello M.C., Falcieri E. Ultraviolet B (UVB) Irradiation-Induced Apoptosis in Various Cell Lineages in Vitro // Int. J. Mol. Sci. 2012. V. 14. № 1. P. 532-546.

125. Schiffmann D., De Boni U. Dislocation of chromatin elements in prophase induced by diethylstilbestrol: a novel mechanism by which micronuclei can arise // Mutat Res. 1991. V. 246. № 1. P. 113-122.

126. Schooley A., Vollmer B., Wolfram A. Building a nuclear envelope at the end of mitosis:coordinating membrane reorganization, nuclear porecomplex assembly, and chromatin de-condensation // Chromosoma. 2012. V. 121. P. 539-554.

127. Schueler M.G, Sullivan B.A. Structural and functional dynamics of human centromeric chromatin // Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 2006. V. 7. P. 301-313.

128. Sengupta S., Harris C. p53:Traffic cop at the crossroad of DNA repair and recombination // Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2005. V. 6. P. 44-55.

129. Shall S., de Murcia G. Poly (ADP-ribose) polymerase-1: What have we learned from the deficient mouse model? // Mutat. Res. 2000. V. 460. № 1. P. 1-15.

130. Sharifi S., Barar J., Hejazi M.S., Samadi N. Roles of the bcl-2/bax ratio, caspase-8 and 9 in resistance of breast cancer cells to Paclitaxel // Asian Pac J Cancer Prev. 2014. V. 15. № 20. P. 8617-8622.

131. Shibata T., Shibamoto Y., Sasai K., Oya N., Murata R., Takagi T., Hiraoka M., Takahashi M., Abe M. Tirapazamine: hypoxic cytotoxicity and interaction with radiation as assessed by the micronucleus assay // Br. J. Cancer Suppl. 1996. V. 27. P. 61-64.

132. Shiheido H., Naito Y., Kimura H., Genma H., Takashima H., Tokunaga

M., Ono T., Hirano T., Du W., Yamada T., Doi N., Iijima S., Hattori Y., Yanagawa H. An anilinoquinazoline Derivative Inhibits Tumor Growth through Interaction with hCAP-G2, a Subunit of CondensinII // PLoS One. 2012. V. 7. № 9.e44889.

133. Shimizu N., Shimura N., Tanaka T. Selective elimination of acentric double minutes from cancer cells through the extrusion of micronuclei // Mutat. Res. 2000. V.448. № 1. P. 81-90.

134. Shimizu N., Misaka N., Utani K. Nonselective DNA damage induced by a replication inhibitor results in the selective elimination of extrachromosomal double minutes from human cancer cells // Genes Chromosomes Cancer. 2007. V. 46. №10. P. 865-874.

135. Shimizu N. Molecular mechanisms of the origin of micronuclei from extrachromosomal elements // Mutagenesis. 2011. V. 26. №1. P. 119-123.

136. Shumaker D. The nucleoskeleton: lamins and actin are major players in essential nuclear functions // Curr. Opin. Cell Biol. 2003. V. 15. P. 358-366.

137. Sledge G.W., Neuberg D., Bernardo P., Ingle J.N., Martino S., Rowinsky E.K., Wood W.C. Phase III trial of doxorubicin, paclitaxel, and the combination of doxorubicin and paclitaxel as front-line chemotherapy for metastatic breast cancer: an intergroup trial (E1193) // J. Clin. Oncol. 2003. V. 21. № 4. P. 588-592.

138. Smythe C., Jenkins H.E., Hutchison C.J. Incorporation of the nuclear pore basket protein nup153 into nuclear pore structures is dependent upon lamina assembly: evidence from cell-free extracts of Xenopus eggs // EMBO J. 2000. V. 19. P. 39183931.

139. Snyder R.D., Diehl M.S. (2005) Hypoxia-induced micronucleus formation in mice, Drug Chem. Toxicol., 28(4), 373-358.

140. Stephens P.J., Greenman C.D., Fu B., Yang F., Bignell G.R., Mudie L.J., Pleasance E.D., Lau K.W., Beare D., Stebbings L.A., McLaren S., Lin

M L., McBride D.J., Varela I., Nik-Zainal S., Leroy C., Jia M., Menzies A., Butler A.P., Teague J.W., Quail M.A., Burton J., Swerdlow H., Carter N.P., Morsberger L.A., Iacobuzio-Donahue C., Follows G.A., Green A.R., Flanagan A.M., Stratton M.R., Futreal P.A., Campbell P.J. Massive genomic rearrangement acquired in a single catastrophic event during cancerdevelopment Massive Genomic Rearrangement Acquired in a Single Catastrophic Event during Cancer Development // Cell. 2011. V. 144. № 1. P. 27-40.

141. Sun H.B, Shen J, Yokota H. Size-dependent positioning of human chromosomes in interphase nuclei // Biophys J. 2000. V. 79. № 1. P. 184-190.

142. Sun X., Kaufman P. D. Ki-67: more than a proliferation marker // Chromosoma. 2018. V. 127. №2. P. 175-186.

143. Surralles J., Jeppesen P., Morrison H., Natarajan A.T. Analysis of loss of inactive X chromosome in interphase cells // Am. J. Hum. Genet. 1996. V. 59. № 5. 1091-1096.

144. Swedlow J.R, Hirano T. The making of the mitotic chromosome: modern insights into classical questions // Mol Cell. 2003. V. 11. № 3. P. 557-569.

145. Takahashi K., Suzuki K. Association of insulin-like growth-factor-I-induced DNA synthesis with phosphorylation and nuclear exclusion of p53 in human breast cancer MCF7-cells // Int. J. Cancer. 1993. V. 55. P. 453-458.

146. Terradas M., Martin M., Tusell L., Genesca A. DNA lesions sequestered in micronuclei induce a local defective-damage response // DNA Repair (Amst.). 2009. V. 8. №10. P. 1225-1234.

147. Terradas M., Martin M., Tusell L., Genesca A. Genetic activities in micronuclei: is the DNA entrapped in micronuclei lost for the cell? // Mutat. Res. 2010. V. 705. № 1. P. 60-67.

148. Terradas M., Martin M., Hernandez L., Tusell L., Genesca A. Nuclear envelope defects impede a proper response to micronuclear DNA lesions // Mutation Research. 2012. V. 729. № 1. P. 35-40.

149. Thomas P., Umegaki K., Fenech M. Nucleoplasmic bridges are a sensitive measure of chromosome rearrangement in the cytokinesis-block micronucleus assay // Mutagenesis. 2003. V. 18. № 2. P. 187-194.

150. Trigos A.S., Pearson R.B., Papenfuss A.T., Goode D.L. How the evolution of multicellularity set the stage for cancer // Br. J. Cancer. 2018. V. 118. P. 145-152.

151. Tu W., Li B., Huang B., Wang Y., Liu X., Guan H., Zhang S., Tang Y., Rang W., Zhou P. yH2AX foci formation in the absence of DNA damage: Mitotic H2AX phosphorylation is mediated by the DNA-PKcs/CHK2 pathway // Febs. Letters. 2013. V.587. P. 3437-3443.

152. Udroiu I., Domenici F., Giliberti C., Bedini A., Palomba R., Luongo F., Pozzi D., Bordi F., Castellano A.C. Potential genotoxic effects of low-intensity ultrasound on fibroblasts, evaluated with the cytokinesis-blockmicronucleus assay // Mutat. Res. Genet. Toxicol. Environ. Mutagen. 2014. V. 772. P. 20-24.

153. Utani K., Kawamoto J.K., Shimizu N. Micronuclei bearing acentric extrachromosomal chromatin are transcriptionally competent and may perturb the cancer cell phenotype // Mol. Cancer Res. 2007. V. 5. № 7. P. 695-704.

154. Utani K., Kohno Y., Okamoto A., Shimizu N. Emergence of micronuclei and their effects on the fate of cells under replication stress. PLoS One. 2010. V. 5. №4. e10089.

155. Utani K., Okamoto A., Shimizu N. Generation of micronuclei during interphase by coupling between cytoplasmic membrane blebbing and nuclear budding // PLoS One. 2011. V. 6. № 11. e27233.

156. Vandebriel R.J., Jong, W.H. A review of mammalian toxicity of ZnO nanoparticles // Nanotechnol Sci. 2012. V. 5. P. 61-71.

157. Vargas J.D., Hatch E.M., Anderson D.J., Hetzer M.W. Transient nuclear envelope rupturing during interphase in human cancer cells // Nucleus. 2012. V. 3. № 1. P. 88-100.

158. Varela I., Cadiñanos J., Pendás A.M., Gutiérrez-Fernández A., Folgueras A.R., Sánchez L.M., Zhou Z., Rodríguez F.J., Stewart C.L., Vega J. Accelerated ageing in mice deficient in Zmpste24 protease is linked to p53 signalling activation // Nature. 2005. V.437. P. 564-568.

159. Végran F, Boidot R, Oudin C, Riedinger J.M, Bonnetain F, Lizard-Nacol S (2006). Overexpression of caspase-3s splice variant in locally advanced breast carcinoma is associated with poor response to neoadjuvant chemotherapy. Clin Cancer Res. 12(19):5794-5800

160. Vergnes L., Peterfy M., Bergo M., Young S., Reue K. Lamin B1 is required for mouse development and nuclear integrity // Proc Natl Acad Sci. 2004. V. 101. № 28. P. 10428-10433.

161. Vessoni A.T., Filippi-Chiela E.C., Menck C.F., Lenz G. Autophagy and genomic integrity // Cell Death Differ. 2013. V. 20. № 11. P. 1444-1454.

162. Visvardis E. E., Tassiou A. M., Piperakis, S. M. Study of DNA damage induction and repair capacity of fresh and cryopreserved lymphocytes exposed to H2O2 and gamma-irradiation with the alkaline comet assay // Mutat. Res. 1997. V. 383. P. 71-80.

163. Weaver B. A. How Taxol/paclitaxel kills cancer cells // Mol. Biol. Cell. 2014. V. 25. P. 2677-2681.

164. Weihua Z., Lin Q., Ramoth A.J., Fan D., Fidler I.J. Formation of solid tumors by a single multinucleated cancer cell // Cancer. 2011. V. 117. P. 4092-4099.

165. Wilson L., Jordan M.A. New microtubule/tubulin-targeted anticancer drugs and novel chemotherapeutic strategies // J. Chemother. 2004. V. 4. P. 83-85.

166. Wong T., Stearns C. Mammalian cells lack checkpoints for tetraploidy, aberrant centrosome number, and cytokinesis failure // BMC Cell Biol. 205. V. 6. № 1. P. 6.

167. Xu K., Luduena R.F. Characterization of nuclear betaII-tubulin in tumor cells: a possible novel target for taxol // Cell Motil Cytoskeleton. 2002. V. 53. № 1. P. 39-52.

168. Yoshikawa T., Kashino G., Ono K., Watanabe M. Phosphorylated H2AX foci in tumor cells have no correlation with their radiation sensitivities // Radiat. Res. 2009. V. 50. № 2 151-160.

169. Zasadil L., Andersen K., Yeum D., Rocque G., Wilke L., Tevaarwerk A., Raines R., Burkard M., Weaver B. Cytotoxicity of paclitaxel in breast cancer is due to chromosome missegregation on multipolar spindles // Sci Transl Med. 2014. V. 6. № 229. P. 229-243.

170. Zastrow M.S., Vlcek S., Wilson, K.L. Proteins that bind A-type lamins: integrating isolated clues // J. Cell Sci. 2004. V. 117. P. 979-987.

171. Zhang C.Z., Spektor A., Cornils H., Francis J.M., Jackson E.K., Liu S., Meyerson M., Pellman D. Chromothripsis from DNA damage in micronuclei // Nature. 2015. V. 522. № 7555. P. 179-184.

172. Zhu Y., Zhou Y., Shi J. Post-slippage multinucleation renders cytotoxic variation in anti-mitotic drugs that target the microtubules or mitotic spindle // Cell Cycle. 2014. V. 13. P. 1756-1764.

173. Zuela N., Bar D., Gruenbaum Y. Lamins in development, tissue maintenance and stress // EMBO reports. 2012. V. 13. № 12. P. 1070-1078.

174. Zyss D, Gergely F. Centrosome function in cancer: guilty or innocent? // Trends Cell Biol. 2009. V. 19. № 7. P. 334-346.