radhydРадиационная гигиенаRadiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene1998-426X2409-9082NIIRG10.21514/1998-426X-2025-18-3-7-17radhyd-1195Research ArticleНаучные статьиScientific articlesРоль генетического полиморфизма в риске развитии злокачественных новообразований у людей, подвергшихся хроническому радиационному воздействиюContribution of the genetic polymorphisms to cancer risk in chronically exposed individualshttps://orcid.org/0000-0002-2567-7945БлиноваЕ. А.BlinovaE. A.

Блинова Евгения Андреевна – кандидат биологических наук, директор-главный научный сотрудник научно-исследовательского института радиационной биологии и радиационной медицины

456783, Челябинская область, Озерск, Озерское шоссе, д. 19

Evgenia A. Blinova – Candidate of Science in Biology, Director - Chief Researcher of the Research Institute of Radiation Biology and Radiation Medicine

19, Ozyorskoe Shosse, Ozyorsk, Chelyabinsk Region, 456783

blinova@urcrm.ruhttps://orcid.org/0009-0008-6588-3517КореченковаА. В.KorechenkovaA. V.

Кореченкова Анастасия Витальевна – научный сотрудник лаборатории молекулярно-клеточной радиобиологии

Озерск

Anastasiya V. Korechenkova – Researcher of the Laboratory of Molecular and Cellular Radiobiology

Ozyorsk

https://orcid.org/0000-0003-2583-5808АклеевА. В.AkleyevA. V.

Аклеев Александр Васильевич – доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, и.о. генерального директора

Озерск

Alexander V. Akleyev – Doctor of Sciences in Medical Sciences, Professor, Honoured Worker of Science of the Russian Federation, Acting Director General

Ozyorsk

Южно-Уральский федеральный научно-клинический центр медицинской биофизики Федерального медико-биологического агентстваРоссияSouthern Urals Federal Research and Clinical Center for Medical Biophysics of the Federal Medical Biological AgencyRussian Federation202510102025183717Copyright © Блинова Е.А., Кореченкова А.В., Аклеев А.В., 20252025Блинова Е.А., Кореченкова А.В., Аклеев А.В.Blinova E.A., Korechenkova A.V., Akleyev A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.radhyg.ru/jour/article/view/1195

Целью настоящего исследования являлась оценка вклада генетического фактора в риск развития злокачественных новообразований у лиц, подвергшихся низкоинтенсивному хроническому облучению на реке Тече. Материалы и методы: Исследование связи полиморфных локусов генов регуляции клеточного цикла и апоптоза с рисками развития злокачественных новообразований проводилось у 922 человек из Уральской когорты аварийно-облученного населения. Генотипирование полиморфных локусов проводили методом полимеразной цепной реакции «в реальном времени». Результаты исследования и обсуждение: Установлена связь с повышенным риском развития злокачественных новообразований аллелей rs2279744*С гена MDM2 и rs2279115*С гена BCL-2 (отношения шансов – 1,75; 95 % доверительный интервал [1,15–2,65]; p=0,008 и отношение шансов – 1,63; 95 % доверительный интервал [1,21–2,21]; p=0,001 соответственно). Выявлен однонуклеотидный полиморфизм, ассоциированный со сниженным риском развития злокачественных новообразований: аллель rs1801270*А гена CDKN1A (отношение шансов = 0,62; 95 % доверительный интервал [0,44– 0,88]; p=0,007). При анализе фактора межгенных взаимодействий и поглощённой дозы облучения красного костного мозга определена наиболее значимая модель, включающая дозу облучения красного костного мозга, NFkB1 rs28362491, ATM rs664677, BCL2 rs2279115, MDM2 rs2279744 (воспроизводимость 10 из 10, точность 62 %; р=0,04), при этом наибольшей информационный вклад вносит полиморфизм rs2279744 гена MDM2 (2,43 %). Заключение: Однонуклеоидные полиморфизмы в генах, кодирующих ферменты клеточного цикла и клеточной гибели способны модифицировать риск развития рака.

The objective of the current research is to evaluate the contribution of the genetic factor to the risk of cancer development in the individuals affected by chronic low dose-rate exposure on the Techa River. Materials and Methods: The study of the relationship between the polymorphic loci of the genes regulating cell cycle and apoptosis with the risk of cancer development involved 922 members of the Southern Urals Population Exposed to Radiation cohort. Real-time PCR was used to perform the genotyping of polymorphic loci. Results and Discussion: A statistically significant relationship of the alleles rs2279744*С of the gene MDM2 and rs2279115*С of the gene BCL-2 with the increased risk of cancer development has been established (odds ratio = 1.75; confidence interval 95 % [1.15-2.65]; p=0.008 and odds ratio = 1.63; confidence interval 95 % [1.21-2.21]; p=0.001 respectively). Single nucleotide polymorphism that is associated with a decreased risk of cancer development has also been revealed: the allele rs1801270*А of the gene CDKN1A (odds ratio = 0.62; confidence interval 95 % [0.44-0.88]; p=0.007). The analysis of gene interaction factor and absorbed dose to the red bone marrow determined the most statistically significant model that includes the dose to the red bone marrow, NFkB rs28362491, ATM rs664677, BCL2 rs2279115, MDM2 rs2279744 (repeatability is 10 out of 10, accuracy 62 %; p=0.04). Polymorphism rs2279744 of the gene MDM2 is the greatest information contributor (2.43 %). Conclusion: Single nucleotide polymorphisms of the genes encoding cell cycle and cell death enzymes are capable of modifying cancer development risk.

полиморфизмзлокачественные новообразованияионизирующее излучениеТечаЮжный Уралpolymorphismscancersionizing radiationTechathe Southern UralsАвторы выражают благодарность анонимным рецензентам за проделанную работу. Финансирование работы осуществлялось в рамках федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2016-2020 годы и на период до 2030 года».The authors are grateful to anonymous reviewers for their work. The work was carried out with the financial support of the Federal Medical and Biological Agency, within the framework of the Federal target program “Ensuring nuclear and radiation safety for 2016-2020 and for the period up to 2030”.ReferencesBourguignon M., Blanchardon E., De Vathaire F. Bouffler S. Individual radiosensitivity: a key issue in radiation protection // International Journal of Low Radiation. 2013. Vol. 9, No. 1. P. 52–58. DOI: 10.1504/IJLR.2013.054186.Bourguignon M, Blanchardon E, De Vathaire F, Bouffler S. Individual radiosensitivity: a key issue in radiation protection. International Journal of Low Radiation. 2013;9(1): 52–58. DOI: 10.1504/IJLR.2013.054186.Yin J., Vogel U., Ma Y. et al. The DNA repair gene XRCC1 and genetic susceptibility of lung cancer in a northeastern Chinese population // Lung Cancer (Amsterdam, Netherlands). 2007. Vol. 56. P. 153–160. DOI: 10.1016/j.lungcan.2006.12.012.Yin J, Vogel U, Ma Y, Qi R, Sun Z, Wang H. The DNA repair gene XRCC1 and genetic susceptibility of lung cancer in a northeastern Chinese population. Lung Cancer. 2007;56(2): 153–160. DOI: 10.1016/j.lungcan.2006.12.012.Yen C.Y., Liu S.Y., Chen C.H. et al. Combinational polymorphisms of four DNA repair genes XRCC1, XRCC2, XRCC3, and XRCC4 and their association with oral cancer in Taiwan // Journal of Oral Pathology and Medicine. 2008. Vol. 37. P. 271–277. DOI: 10.1111/j.1600-0714.2007.00608.x.Yen CY, Liu SY, Chen CH, Tseng HF, Chuang LY, Yang CH, et al. Combinational polymorphisms of four DNA repair genes XRCC1, XRCC2, XRCC3, and XRCC4 and their association with oral cancer in Taiwan. Journal of Oral Pathology and Medicine. 2008;37(5): 271–277. DOI: 10.1111/j.1600-0714.2007.00608.x.Xue X., Yin Z., Lu Y. et al. The joint effect of hOGG1, APE1, and ADPRT polymorphisms and cooking oil fumes on the risk of lung adenocarcinoma in Chinese non-smoking females // PLoS One 2013. Vol. 8. P. e71157. DOI: 10.1371/journal.pone.0071157.Xue X, Yin Z, Lu Y, Zhou B, Duan X, Zhang Z, et al. The joint effect of hOGG1, APE1, and ADPRT polymorphisms and cooking oil fumes on the risk of lung adenocarcinoma in Chinese non-smoking females. PLoS One. 2013;8(8): e71157. DOI: 10.1371/journal.pone.0071157.Willems P., Claes K., Baeyens A. et al. Polymorphisms in nonhomologous end-joining genes associated with breast cancer risk and chromosomal radiosensitivity // Genes Chromosomes Cancer. 2008. Vol. 47, No. 2. P. 137–148. DOI: 10.1002/gcc.20515.Willems P, Claes K, Baeyens A, Vandersickel V, Werbrouck J, De Ruyck K, et al. Polymorphisms in nonhomologous end-joining genes associated with breast cancer risk and chromosomal radiosensitivity. Genes Chromosomes Cancer. 2008;47(2): 137–148. DOI: 10.1002/gcc.20515.Bulgakova O., Kussainova A., Kakabayev A. et al. Association of polymorphism TP53 Arg72Pro with radon-induced lung cancer in the Kazakh population // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019. Vol. 23, No. 5. P. 594–599. DOI: 10.18699/VJ19.530.Bulgakova O, Kussainova A, Kakabayev A, Kausbekova A, Bersimbaev R. Association of polymorphism TP53 Arg72Pro with radon-induced lung cancer in the Kazakh population. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019;23(5): 594–599. DOI: 10.18699/VJ19.530. (In Russian).Янишевская М.А., Блинова Е.А., Кореченкова А.В., Аклеев А.В. Анализ связи полиморфного локуса rs1052133 гена OGG1 с риском развития злокачественных новообразований у людей, подвергшихся радиационному воздействию // Бюллетень Радиация и риск. 2023. Т. 32, № 3. С. 97–108. DOI: 10.21870/0131-3878-2023-32-3-97-108.Yanishevskaya MA, Blinova EA, Korechenkova AV, Akleyev AV. Association between the rs1052133 polymorphism of the OGG1 gene and the risk of malignant neoplasms development in people chronically exposed to radiation. Byulleten Radiatsiya i Risk = Bulletin Radiation and Risk. 2023;32(3): 97–108. DOI: 10.21870/0131-3878-2023-32-3-97-108. (In Russian).Блинова Е.А., Кореченкова А.В., Янишевская М.А., Аклеев А.В. Влияние полиморфизма генов репарации на риск развития злокачественных новообразований после хронического радиационного воздействия // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Т. 69, № 5. С. 53–58. DOI: 10.33266/1024-6177-2024-69-5-53-58.Blinova EA, Korechenkova AV, Yanishevskaya MA, Akleyev AV. Effect of Repair Gene Polymorphism on the Risk of Malignant Neoplasm Development after Chronic Radiation Exposure. Meditsinskaya Radiologiya i Radiatsionnaya Bezopasnost = Medical Radiology and Radiation Safety. 2024;69(5): 53–58. DOI: 10.33266/1024-6177-2024-69-5-53-58. (In Russian).Блинова Е.А., Янишевская М.А., Кореченкова А.В., Аклеев А.В. Связь однонуклеотидных полиморфизмов генов контроля апоптоза и клеточного цикла с риском развития злокачественных новообразований у лиц, подвергшихся хроническому радиационному воздействию // Радиационная биология. Радиоэкология. 2023. Т. 63, № 1. С. 60–70. DOI: 10.31857/S0869803123010046.Blinova EA, Yanishevskaya MA, Korechenkova AV, Akleyev AV. Association Between Single Nucleotide Polymorphisms of Apoptosis and Cell Cycle Control Genes and the Risk of Cancer Development in Chronically Exposed Persons. Radiatsionnaya Biologiya. Radioekologiya = Radiation Biology. Radioecology. 2023;63(1): 60–70. DOI: 10.31857/S0869803123010046. (In Russian).Papadakis E., Soulitzis N., Spandidos D. Association of p53 codon 72 polymorphism with advanced lung cancer: the Arg allele is preferentially retained in tumours arising in Arg/Pro germline heterozygotes // British Journal of Cancer. 2002. Vol. 87. P. 1013–1018. DOI: 10.1038/sj.bjc.6600595.Papadakis E, Soulitzis N, Spandidos D. Association of p53 codon 72 polymorphism with advanced lung cancer: the Arg allele is preferentially retained in tumours arising in Arg/Pro germline heterozygotes. British Journal of Cancer. 2002;87: 1013–1018. DOI: 10.1038/sj.bjc.6600595.Блинова Е.А., Никифоров В.С., Янишевская М.А., Аклеев А.А. Полиморфизм и экспрессия генов пролиферации и дифференцировки иммунокомпетентных клеток у лиц, подвергшихся радиационному воздействию // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020. Т. 24, № 4. С. 399–406. DOI: 10.18699/VJ20.632.Blinova EA, Nikiforov VS, Yanishevskaya MA, Akleyev AA. Single nucleotide polymorphisms and expression of genes for immune competent cell proliferation and differentiation in radiation-exposed individuals. Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020;24(4): 399–406. DOI: 10.18699/VJ20.632. (In Russian).Ritchie M.D., Hahn L.W., Moore J.H. Power of multifactor dimensionality reduction for detecting gene-gene interactions in the presence of genotyping error, missing data, phenocopy, and genetic heterogeneity // Genetic Epidemiology. 2003. Vol. 24, No. 2. P. 150–157. DOI: 10.1002/gepi.10218.Ritchie MD, Hahn LW, Moore JH. Power of multifactor dimensionality reduction for detecting gene-gene interactions in the presence of genotyping error, missing data, phenocopy, and genetic heterogeneity. Genetic Epidemiology. 2003;24(2): 150–157. DOI: 10.1002/gepi.10218.Mbemi A., Khanna S., Njiki S. et al. Impact of gene-environment interactions on cancer development // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020. Vol. 17, No. 21. Article 8089. DOI: 10.3390/ijerph17218089.Mbemi A, Khanna S, Njiki S, Yedjou CG, Tchounwou PB. Impact of gene-environment interactions on cancer development. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020;17(21): 8089. DOI: 10.3390/ijerph17218089.Hutter C.M., Mechanic L.E., Chatterjee N. et al. NCI Gene-Environment Think Tank. Gene-environment interactions in cancer epidemiology: a National Cancer Institute Think Tank report // Genetic Epidemiology. 2013. Vol. 37, No. 7. P. 643–657. DOI: 10.1002/gepi.21756.Hutter CM, Mechanic LE, Chatterjee N, Kraft P, Gillanders EM; NCI Gene-Environment Think Tank. Gene-environment interactions in cancer epidemiology: a National Cancer Institute Think Tank report. Genetic Epidemiology. 2013;37(7): 643–657. DOI: 10.1002/gepi.21756.Davey Smith G., Hemani G. Mendelian randomization: genetic anchors for causal inference in epidemiological studies // Human Molecular Genetics. 2014. Vol. 23, Suppl. 1. P. R89–R98. DOI: 10.1093/hmg/ddu328.Davey Smith G, Hemani G. Mendelian randomization: genetic anchors for causal inference in epidemiological studies. Human Molecular Genetics. 2014;23(R1): R89–R98. DOI: 10.1093/hmg/ddu328.Sato G., Shirai Y., Namba S. et al. Pan-cancer and cross-population genome-wide association studies dissect shared genetic backgrounds underlying carcinogenesis // Nature communications. 2023. No. 14. P.3671 (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-39136-7.Sato G, Shirai Y, Namba S, Edahiro R, Sonehara K, Hata T, et al. Pan-cancer and cross-population genome-wide association studies dissect shared genetic backgrounds underlying carcinogenesis. Nature communications. 2023;14: 3671. DOI: 10.1038/s41467-023-39136-7.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.