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The Role of the Nuclear Factor κB Pathway in the Cellular Response to Low and High Linear Energy Transfer Radiation

Hellweg, Christine E. und Spitta, Luis und Koch, Kristina und Chishti, Arif Ali und Henschenmacher, Bernd und Diegeler, Sebastian und Konda, Bikash und Feles, Sebastian und Schmitz, Claudia und Berger, Thomas und Baumstark-Khan, Christa (2018) The Role of the Nuclear Factor κB Pathway in the Cellular Response to Low and High Linear Energy Transfer Radiation. International Journal of Molecular Sciences, 19 (8), Seite 2220. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/ijms19082220. ISSN 1661-6596.

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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.3390/ijms19082220

Kurzfassung

Astronauts are exposed to considerable doses of space radiation during long-term space missions. As complete shielding of the highly energetic particles is impracticable, the cellular response to space-relevant radiation qualities has to be understood in order to develop countermeasures and to reduce radiation risk uncertainties. The transcription factor Nuclear Factor κB (NF-κB) plays a fundamental role in the immune response and in the pathogenesis of many diseases. We have previously shown that heavy ions with a linear energy transfer (LET) of 100⁻300 keV/µm have a nine times higher potential to activate NF-κB compared to low-LET X-rays. Here, chemical inhibitor studies using human embryonic kidney cells (HEK) showed that the DNA damage sensor Ataxia telangiectasia mutated (ATM) and the proteasome were essential for NF-κB activation in response to X-rays and heavy ions. NF-κB's role in cellular radiation response was determined by stable knock-down of the NF-κB subunit RelA. Transfection of a RelA short-hairpin RNA plasmid resulted in higher sensitivity towards X-rays, but not towards heavy ions. Reverse Transcriptase real-time quantitative PCR (RT-qPCR) showed that after exposure to X-rays and heavy ions, NF-κB predominantly upregulates genes involved in intercellular communication processes. This process is strictly NF-κB dependent as the response is completely absent in RelA knock-down cells. NF-κB's role in the cellular radiation response depends on the radiation quality.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/121457/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The Role of the Nuclear Factor κB Pathway in the Cellular Response to Low and High Linear Energy Transfer Radiation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hellweg, Christine E.Radiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Linder Höhe, Cologne, Germany; Christine.Hellweg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2223-3580NICHT SPEZIFIZIERT
Spitta, LuisRadiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Linder Höhe, Cologne, Germany; Luis.Spitta (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8516-3172NICHT SPEZIFIZIERT
Koch, KristinaRadiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; tkoch (at) mediomix.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chishti, Arif AliRadiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; arif.chishti (at) kibge.edu.pk; The Karachi Institute of Biotechnology and Genetic Engineering, University of Karachi, Sindh, PakistanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Henschenmacher, BerndRadiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany;bernd.henschenmacher (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Diegeler, SebastianRadiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, german aerospace center (DLR), Cologne, Germany; Sebastian.Diegeler (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Konda, BikashRadiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; bikash.konda (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Feles, SebastianRadiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; sebastian.feles (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmitz, ClaudiaRadiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; claudia.schmitz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Berger, ThomasRadiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; Thomas.Berger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3319-5740NICHT SPEZIFIZIERT
Baumstark-Khan, ChristaRadiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; christa.baumstark-khan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 Juli 2018
Erschienen in:International Journal of Molecular Sciences
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:19
DOI:10.3390/ijms19082220
Seitenbereich:Seite 2220
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:1661-6596
Status:veröffentlicht
Stichwörter:RelA; cellular radiation response; chemokines; cytokines; heavy ion; linear energy transfer; nuclear factor κB; space mission
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Strahlenbiologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:22 Aug 2018 14:03
Letzte Änderung:02 Nov 2023 10:00

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