Identification of lncRNAs involved in response to ionizing radiation in fibroblasts of long-term survivors of childhood cancer and cancer-free controls

IntroductionLong non-coding ribonucleic acids (lncRNAs) are involved in the cellular damage response following exposure to ionizing radiation as applied in radiotherapy. However, the role of lncRNAs in radiation response concerning intrinsic susceptibility to late effects of radiation exposure has not been examined in general or in long-term survivors of childhood cancer with and without potentially radiotherapy-related second primary cancers, in particular.MethodsPrimary skin fibroblasts (n=52 each) of long-term childhood cancer survivors with a first primary cancer only (N1), at least one second primary neoplasm (N2+), as well as tumor-free controls (N0) from the KiKme case-control study were matched by sex, age, and additionally by year of diagnosis and entity of the first primary cancer. Fibroblasts were exposed to 0.05 and 2 Gray (Gy) X-rays. Differentially expressed lncRNAs were identified with and without interaction terms for donor group and dose. Weighted co-expression networks of lncRNA and mRNA were constructed using WGCNA. Resulting gene sets (modules) were correlated to the radiation doses and analyzed for biological function.ResultsAfter irradiation with 0.05Gy, few lncRNAs were differentially expressed (N0: AC004801.4; N1: PCCA-DT, AF129075.3, LINC00691, AL158206.1; N2+: LINC02315). In reaction to 2 Gy, the number of differentially expressed lncRNAs was higher (N0: 152, N1: 169, N2+: 146). After 2 Gy, AL109976.1 and AL158206.1 were prominently upregulated in all donor groups. The co-expression analysis identified two modules containing lncRNAs that were associated with 2 Gy (module1: 102 mRNAs and 4 lncRNAs: AL158206.1, AL109976.1, AC092171.5, TYMSOS, associated with p53-mediated reaction to DNA damage; module2: 390 mRNAs, 7 lncRNAs: AC004943.2, AC012073.1, AC026401.3, AC092718.4, MIR31HG, STXBP5-AS1, TMPO-AS1, associated with cell cycle regulation).DiscussionFor the first time, we identified the lncRNAs AL158206.1 and AL109976.1 as involved in the radiation response in primary fibroblasts by differential expression analysis. The co-expression analysis revealed a role of these lncRNAs in the DNA damage response and cell cycle regulation post-IR. These transcripts may be targets in cancer therapy against radiosensitivity, as well as provide grounds for the identification of at-risk patients for immediate adverse reactions in healthy tissues. With this work we deliver a broad basis and new leads for the examination of lncRNAs in the radiation response

Comparison of time and dose dependent gene expression and affected pathways in primary human fibroblasts after exposure to ionizing radiation

Background: Exposure to ionizing radiation induces complex stress responses in cells, which can lead to adverse health effects such as cancer. Although a variety of studies investigated gene expression and affected pathways in human fibroblasts after exposure to ionizing radiation, the understanding of underlying mechanisms and biological effects is still incomplete due to different experimental settings and small sample sizes. Therefore, this study aims to identify the time point with the highest number of differentially expressed genes and corresponding pathways in primary human fibroblasts after irradiation at two preselected time points. Methods: Fibroblasts from skin biopsies of 15 cell donors were exposed to a high (2Gy) and a low (0.05Gy) dose of X-rays. RNA was extracted and sequenced 2 h and 4 h after exposure. Differentially expressed genes with an adjusted p-value < 0.05 were flagged and used for pathway analyses including prediction of upstream and downstream effects. Principal component analyses were used to examine the effect of two different sequencing runs on quality metrics and variation in expression and alignment and for explorative analysis of the radiation dose and time point of analysis. Results: More genes were differentially expressed 4 h after exposure to low and high doses of radiation than after 2 h. In experiments with high dose irradiation and RNA sequencing after 4 h, inactivation of the FAT10 cancer signaling pathway and activation of gluconeogenesis I, glycolysis I, and prostanoid biosynthesis was observed taking p-value (< 0.05) and (in) activating z-score (≥2.00 or ≤ − 2.00) into account. Two hours after high dose irradiation, inactivation of small cell lung cancer signaling was observed. For low dose irradiation experiments, we did not detect any significant (p < 0.05 and z-score ≥ 2.00 or ≤ − 2.00) activated or inactivated pathways for both time points. Conclusions: Compared to 2 h after irradiation, a higher number of differentially expressed genes were found 4 h after exposure to low and high dose ionizing radiation. Differences in gene expression were related to signal transduction pathways of the DNA damage response after 2 h and to metabolic pathways, that might implicate cellular senescence, after 4 h. The time point 4 h will be used to conduct further irradiation experiments in a larger sample

Biologischer Nachweis niedriger Dosen ionisierender Strahlung

Menschen sind, ohne es wahrzunehmen, zeitlebens in Kontakt mit ionisierender Strahlung. Für die deutsche Bevölkerung beträgt die durchschnittliche Strahlenexposition circa 4 mSv pro Jahr, die sich aus der natürlich auftretenden und der zivilisatorischen Strahlung zusammen setzt. Das assoziierte gesundheitliche Risiko von solch niedrigen beziehungsweise alltäglichen Strahlenexpositionen wird intensiv und kontrovers diskutiert, was die gesellschaftliche Relevanz von Studien mit niedrigen Strahlendosen unterstreicht. Im Zuge dieser Diskussion können durch molekulare Studien wichtige Erkenntnisse zur Strahlenwirkung auf den Organismus gewonnen werden, die zu einem detaillierten Verständnis beitragen und damit derzeitige Modelle zur Risikoabschätzung verbessern. Ein Ansatzpunkt für molekulare Studien sind die mannigfaltigen Schäden in den Zellen des Organismus, die der Strahlenwirkung zugrundeliegen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde in drei Projekten mit unterschiedlichen thematischen Schwerpunkten der DNA-Doppelstrangbruch (DSB) analysiert. Dieser wird als der gefährlichste DNA-Schaden nach einer Strahlenexposition für eine Zelle betrachtet, da er im Vergleich zu anderen DNA-Schäden relativ leicht zum Verlust von genetischer Information führen kann und damit ein erhebliches Risiko für die genetische Integrität der Zelle darstellt. Im ersten Projekt der vorliegenden Arbeit konnten erstmals umfangreiche biologische Ergebnisse zur Bahnstruktur von Schwerionen für den Vergleich mit den bisher ausschließlich physikalischen Dosimetrieverfahren gewonnen werden. Schwere Ionen sind ein Teil der natürlich auftretenden Strahlung, werden aber auch aufgrund ihrer, im Vergleich zu Röntgenstrahlen, hohen Strahlenwirksamkeit zunehmend in der Tumortherapie eingesetzt. Die hohe Strahlenwirksamkeit beruht auf der charakteristischen Energiedeposition und Bahnstruktur, welche bei der Bestrahlung von lebenden Zellen ein dreidimensionales Schadens¬muster hinterlässt. Dieses Muster ist das Resultat einer hohen Dosisdeposition entlang der Ionenspur sowie einer sehr niedrigen Dosisdeposition von wenigen Milli-Gray im äußeren Bereich um die Ionenspur. Mit der murinen Retina als einzigartiges Modellorgan gelang es, einen Abfall der Dosis im sub-µm-Bereich mit zunehmendem Abstand zur Ionenspur nachzuweisen. Darüber hinaus wurden erste biologische Daten erhoben, die die Existenz einer Hintergrunddosis aufzeigten, welche aus der Dosisaddition zahlreicher, voneinander unabhängiger Bahnstrukturen resultiert. Somit setzt diese Arbeit an dem Punkt an, wo die physikalische Strahlenwirkung in eine biologische Strahlenwirkung übergeht und bietet umfangreiche biologische Daten für die Verifikation von physikalischen Dosimetrieverfahren beziehungsweise den darauf aufbauenden Modellen. Diese werden unter anderem zur Bestrahlungsplanung bei einer Tumortherapie mit Ionen eingesetzt. Im zweiten Projekt wurde aufbauend auf vorangegangenen Studien die Reparatur von DSBs nach der Bestrahlung mit Röntgenstrahlen analysiert. Für diese Studien wurden Strahlendosen verwendet, wie sie weltweit tagtäglich in der medizinisch-radiologischen Diagnostik eingesetzt werden. Während für die Induktion von DSBs ein linearer Zusammenhang mit der applizierten Dosis festgestellt wurde, war die anschließende Reparatur der DSBs jedoch stark beeinträchtigt, wenn nur wenige Milli-Gray Röntgenstrahlen appliziert wurden. Erste Hinweise auf den zugrundeliegenden Mechanismus wurden in der Studie von Grudzenski et al. (2010, in PNAS 107:14205-10) beschrieben. Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass ein bestimmter ROS-induzierter oxidativer Stress notwendig ist, um die DSB-Reparatur effizient zu aktivieren. Um diese Hypothese zu testen, wurden humane Fibroblasten vor der Bestrahlung mit dem Radikalfänger N-Acetylcystein behandelt. Tatsächlich zeigten mit N-Acetylcystein behandelte Zellen im Vergleich zu nicht behandelten Zellen eine verschlechterte DSB-Reparatureffizienz. Entsprechende in vivo Studien mit der Maus als Modellorganismus bestätigten die physiologische Relevanz dieses Ergebnisses und verdeutlichen damit die kritische Rolle des zellulären Stresslevels auf die DSB-Reparatur. Im dritten Teilprojekt wurde ebenfalls die Maus als Modellorganismus eingesetzt, um die inhomogene Verteilung von Radon im Körper über die beim Zerfall in lebenden Zellen induzierten DSBs erstmalig biologisch nachzuweisen. Radon ist ein natürlich auftretendes radioaktives Edelgas, welches überall auf der Welt in unterschiedlichen Konzentrationen vorkommt und zur Strahlenbelastung der Bevölkerung beiträgt. Obwohl die Exposition von Radon ein wesentlicher Risikofaktor bei der Entstehung von Lungenkrebs ist, sind Radon-Kuren ein beliebtes Heilmittel beispielsweise zur Behandlung von Patienten mit entzündlichen Krankheiten des Bewegungs-apparates. Da für die Experimente Therapie-relevante Rahmenbedingungen gewählt wurden, spiegelt die innerhalb des Projektes bestimmte Dosis der analysierten Organe die Therapie-assoziierte Strahlenexposition wider. Das gewonnene detaillierte Verständnis zur inhomogenen Verteilung von Radon im Körper und der damit verbundenen biologischen Effekte wird auch bei der Erforschung der bisher ungeklärten therapeutischen Wirkung von Radon bei entzündlichen Erkrankungen helfen. Allgemeiner betrachtet bieten diese umfangreichen biologischen Daten die einzigartige Möglichkeit, die mathematischen Modelle zur Risikoabschätzung von Radonexpositionen biologisch zu verifizieren und entsprechend weiter zu entwickeln. Zusammengefasst wurden in drei Projekten die Konsequenzen einer Bestrahlung von niedrigen, alltäglich vorkommenden Strahlenexpositionen untersucht. Im Kontext der anhaltenden Diskussion über die Effekte solcher niedrigen Strahlendosen verdeutlicht jedes der Projekte, dass auch niedrige Expositionen zu nicht vernachlässigbaren Effekten führen. Daher ist ein detailliertes Verständnis der Strahlenwirkung essentiell für deren therapeutische Anwendung sowie den Strahlenschutz

Biologischer Nachweis niedriger Dosen ionisierender Strahlung

Menschen sind, ohne es wahrzunehmen, zeitlebens in Kontakt mit ionisierender Strahlung. Für die deutsche Bevölkerung beträgt die durchschnittliche Strahlenexposition circa 4 mSv pro Jahr, die sich aus der natürlich auftretenden und der zivilisatorischen Strahlung zusammen setzt. Das assoziierte gesundheitliche Risiko von solch niedrigen beziehungsweise alltäglichen Strahlenexpositionen wird intensiv und kontrovers diskutiert, was die gesellschaftliche Relevanz von Studien mit niedrigen Strahlendosen unterstreicht. Im Zuge dieser Diskussion können durch molekulare Studien wichtige Erkenntnisse zur Strahlenwirkung auf den Organismus gewonnen werden, die zu einem detaillierten Verständnis beitragen und damit derzeitige Modelle zur Risikoabschätzung verbessern. Ein Ansatzpunkt für molekulare Studien sind die mannigfaltigen Schäden in den Zellen des Organismus, die der Strahlenwirkung zugrundeliegen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde in drei Projekten mit unterschiedlichen thematischen Schwerpunkten der DNA-Doppelstrangbruch (DSB) analysiert. Dieser wird als der gefährlichste DNA-Schaden nach einer Strahlenexposition für eine Zelle betrachtet, da er im Vergleich zu anderen DNA-Schäden relativ leicht zum Verlust von genetischer Information führen kann und damit ein erhebliches Risiko für die genetische Integrität der Zelle darstellt. Im ersten Projekt der vorliegenden Arbeit konnten erstmals umfangreiche biologische Ergebnisse zur Bahnstruktur von Schwerionen für den Vergleich mit den bisher ausschließlich physikalischen Dosimetrieverfahren gewonnen werden. Schwere Ionen sind ein Teil der natürlich auftretenden Strahlung, werden aber auch aufgrund ihrer, im Vergleich zu Röntgenstrahlen, hohen Strahlenwirksamkeit zunehmend in der Tumortherapie eingesetzt. Die hohe Strahlenwirksamkeit beruht auf der charakteristischen Energiedeposition und Bahnstruktur, welche bei der Bestrahlung von lebenden Zellen ein dreidimensionales Schadens¬muster hinterlässt. Dieses Muster ist das Resultat einer hohen Dosisdeposition entlang der Ionenspur sowie einer sehr niedrigen Dosisdeposition von wenigen Milli-Gray im äußeren Bereich um die Ionenspur. Mit der murinen Retina als einzigartiges Modellorgan gelang es, einen Abfall der Dosis im sub-µm-Bereich mit zunehmendem Abstand zur Ionenspur nachzuweisen. Darüber hinaus wurden erste biologische Daten erhoben, die die Existenz einer Hintergrunddosis aufzeigten, welche aus der Dosisaddition zahlreicher, voneinander unabhängiger Bahnstrukturen resultiert. Somit setzt diese Arbeit an dem Punkt an, wo die physikalische Strahlenwirkung in eine biologische Strahlenwirkung übergeht und bietet umfangreiche biologische Daten für die Verifikation von physikalischen Dosimetrieverfahren beziehungsweise den darauf aufbauenden Modellen. Diese werden unter anderem zur Bestrahlungsplanung bei einer Tumortherapie mit Ionen eingesetzt. Im zweiten Projekt wurde aufbauend auf vorangegangenen Studien die Reparatur von DSBs nach der Bestrahlung mit Röntgenstrahlen analysiert. Für diese Studien wurden Strahlendosen verwendet, wie sie weltweit tagtäglich in der medizinisch-radiologischen Diagnostik eingesetzt werden. Während für die Induktion von DSBs ein linearer Zusammenhang mit der applizierten Dosis festgestellt wurde, war die anschließende Reparatur der DSBs jedoch stark beeinträchtigt, wenn nur wenige Milli-Gray Röntgenstrahlen appliziert wurden. Erste Hinweise auf den zugrundeliegenden Mechanismus wurden in der Studie von Grudzenski et al. (2010, in PNAS 107:14205-10) beschrieben. Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass ein bestimmter ROS-induzierter oxidativer Stress notwendig ist, um die DSB-Reparatur effizient zu aktivieren. Um diese Hypothese zu testen, wurden humane Fibroblasten vor der Bestrahlung mit dem Radikalfänger N-Acetylcystein behandelt. Tatsächlich zeigten mit N-Acetylcystein behandelte Zellen im Vergleich zu nicht behandelten Zellen eine verschlechterte DSB-Reparatureffizienz. Entsprechende in vivo Studien mit der Maus als Modellorganismus bestätigten die physiologische Relevanz dieses Ergebnisses und verdeutlichen damit die kritische Rolle des zellulären Stresslevels auf die DSB-Reparatur. Im dritten Teilprojekt wurde ebenfalls die Maus als Modellorganismus eingesetzt, um die inhomogene Verteilung von Radon im Körper über die beim Zerfall in lebenden Zellen induzierten DSBs erstmalig biologisch nachzuweisen. Radon ist ein natürlich auftretendes radioaktives Edelgas, welches überall auf der Welt in unterschiedlichen Konzentrationen vorkommt und zur Strahlenbelastung der Bevölkerung beiträgt. Obwohl die Exposition von Radon ein wesentlicher Risikofaktor bei der Entstehung von Lungenkrebs ist, sind Radon-Kuren ein beliebtes Heilmittel beispielsweise zur Behandlung von Patienten mit entzündlichen Krankheiten des Bewegungs-apparates. Da für die Experimente Therapie-relevante Rahmenbedingungen gewählt wurden, spiegelt die innerhalb des Projektes bestimmte Dosis der analysierten Organe die Therapie-assoziierte Strahlenexposition wider. Das gewonnene detaillierte Verständnis zur inhomogenen Verteilung von Radon im Körper und der damit verbundenen biologischen Effekte wird auch bei der Erforschung der bisher ungeklärten therapeutischen Wirkung von Radon bei entzündlichen Erkrankungen helfen. Allgemeiner betrachtet bieten diese umfangreichen biologischen Daten die einzigartige Möglichkeit, die mathematischen Modelle zur Risikoabschätzung von Radonexpositionen biologisch zu verifizieren und entsprechend weiter zu entwickeln. Zusammengefasst wurden in drei Projekten die Konsequenzen einer Bestrahlung von niedrigen, alltäglich vorkommenden Strahlenexpositionen untersucht. Im Kontext der anhaltenden Diskussion über die Effekte solcher niedrigen Strahlendosen verdeutlicht jedes der Projekte, dass auch niedrige Expositionen zu nicht vernachlässigbaren Effekten führen. Daher ist ein detailliertes Verständnis der Strahlenwirkung essentiell für deren therapeutische Anwendung sowie den Strahlenschutz

An Assessment of Radiation Doses From Radon Exposures Using a Mouse Model System

Background Radon and its progenies contribute significantly to the natural background radiation and cause several thousands of lung cancer cases per year worldwide. Moreover, patients with chronic inflammatory joint diseases are treated in radon galleries. Due to the complex nature of radon exposure, the doses associated with radon exposures are difficult to assess. Hence, there is a clear need to directly measure dose depositions from radon exposures to provide reliable risk estimates for radiation protection guidelines. Objectives We aimed to assess tissue-specific radiation doses associated with radon activity concentrations, that deposit similar dose levels as the annual natural radon exposure or radon gallery visits. Methods We exposed mice to defined radon concentrations, quantified the number of 53BP1 foci as a measure of induced DNA damage, and compared it with the number of foci induced by known doses of reference-type radiations. An image-based analysis of the 3-dimensional foci pattern provided information about the radiation type inflicting the DNA damage. Results A 1-hour exposure to 440 kBq/m³ radon-induced DNA damage corresponding to a dose of ∼10 mGy in the lung and ∼3.3 mGy in the kidney, heart, and liver. A 1-hour exposure to 44 kBq/m³ provided values consistent with a linear relationship between dose and radon concentration. Two-thirds of the dose in the lung was caused by α-particles. The dose in the kidney, heart, and liver and one-third of the dose in the lung likely resulted from β- and γ-rays. Discussion We found that radon exposures mainly lead to α-particle-induced DNA damage in the lung, consistent with the lung cancer risk obtained in epidemiologic studies. Our presented biodosimetric approach can be used to benchmark risk model calculations for radiation protection guidelines and can help to understand the therapeutic success of radon gallery treatments

AutoFoci, an automated high-throughput foci detection approach for analyzing low-dose DNA double-strand break repair.

Double-strand breaks (DSBs) are the most lethal DNA damages induced by ionising radiation (IR) and their efficient repair is crucial to limit genomic instability. The cellular DSB response after low IR doses is of particular interest but its examination requires the analysis of high cell numbers. Here, we present an automated DSB quantification method based on the analysis of γH2AX and 53BP1 foci as markers for DSBs. We establish a combination of object properties, combined in the object evaluation parameter (OEP), which correlates with manual object classification. Strikingly, OEP histograms show a bi-modal distribution with two maxima and a minimum in between, which correlates with the manually determined transition between background signals and foci. We used algorithms to detect the minimum, thus separating foci from background signals and automatically assessing DSB levels. To demonstrate the validity of this method, we analyzed over 600.000 cells to verify results of previous studies showing that DSBs induced by low doses are less efficiently repaired compared with DSBs induced by higher doses. Thus, the automated foci counting method, called AutoFoci, provides a valuable tool for high-throughput image analysis of thousands of cells which will prove useful for many biological screening approaches

AutoFoci, an automated high-throughput foci detection approach for analyzing low-dose DNA double-strand break repair

Double-strand breaks (DSBs) are the most lethal DNA damages induced by ionising radiation (IR) and their efficient repair is crucial to limit genomic instability. The cellular DSB response after low IR doses is of particular interest but its examination requires the analysis of high cell numbers. Here, we present an automated DSB quantification method based on the analysis of γH2AX and 53BP1 foci as markers for DSBs. We establish a combination of object properties, combined in the object evaluation parameter (OEP), which correlates with manual object classification. Strikingly, OEP histograms show a bi-modal distribution with two maxima and a minimum in between, which correlates with the manually determined transition between background signals and foci. We used algorithms to detect the minimum, thus separating foci from background signals and automatically assessing DSB levels. To demonstrate the validity of this method, we analyzed over 600.000 cells to verify results of previous studies showing that DSBs induced by low doses are less efficiently repaired compared with DSBs induced by higher doses. Thus, the automated foci counting method, called AutoFoci, provides a valuable tool for high-throughput image analysis of thousands of cells which will prove useful for many biological screening approaches

Direct measurement of the 3-dimensional DNA lesion distribution induced by energetic charged particles in a mouse model tissue

Charged particles are increasingly used in cancer radiotherapy and contribute significantly to the natural radiation risk. The difference in the biological effects of high-energy charged particles compared with X-rays or γ-rays is determined largely by the spatial distribution of their energy deposition events. Part of the energy is deposited in a densely ionizing manner in the inner part of the track, with the remainder spread out more sparsely over the outer track region. Our knowledge about the dose distribution is derived solely from modeling approaches and physical measurements in inorganic material. Here we exploited the exceptional sensitivity of γH2AX foci technology and quantified the spatial distribution of DNA lesions induced by charged particles in a mouse model tissue. We observed that charged particles damage tissue nonhomogenously, with single cells receiving high doses and many other cells exposed to isolated damage resulting from high-energy secondary electrons. Using calibration experiments, we transformed the 3D lesion distribution into a dose distribution and compared it with predictions from modeling approaches. We obtained a radial dose distribution with sub-micrometer resolution that decreased with increasing distance to the particle path following a 1/r(2) dependency. The analysis further revealed the existence of a background dose at larger distances from the particle path arising from overlapping dose deposition events from independent particles. Our study provides, to our knowledge, the first quantification of the spatial dose distribution of charged particles in biologically relevant material, and will serve as a benchmark for biophysical models that predict the biological effects of these particles

Identification of lncRNAs involved in response to ionizing radiation in fibroblasts of long-term survivors of childhood cancer and cancer-free controls

Introduction: Long non-coding ribonucleic acids (lncRNAs) are involved in the cellular damage response following exposure to ionizing radiation as applied in radiotherapy. However, the role of lncRNAs in radiation response concerning intrinsic susceptibility to late effects of radiation exposure has not been examined in general or in long-term survivors of childhood cancer with and without potentially radiotherapy-related second primary cancers, in particular. Methods: Primary skin fibroblasts (n=52 each) of long-term childhood cancer survivors with a first primary cancer only (N1), at least one second primary neoplasm (N2+), as well as tumor-free controls (N0) from the KiKme case-control study were matched by sex, age, and additionally by year of diagnosis and entity of the first primary cancer. Fibroblasts were exposed to 0.05 and 2 Gray (Gy) X-rays. Differentially expressed lncRNAs were identified with and without interaction terms for donor group and dose. Weighted co-expression networks of lncRNA and mRNA were constructed using WGCNA. Resulting gene sets (modules) were correlated to the radiation doses and analyzed for biological function. Results: After irradiation with 0.05Gy, few lncRNAs were differentially expressed (N0: AC004801.4; N1: PCCA-DT, AF129075.3, LINC00691, AL158206.1; N2+: LINC02315). In reaction to 2 Gy, the number of differentially expressed lncRNAs was higher (N0: 152, N1: 169, N2+: 146). After 2 Gy, AL109976.1 and AL158206.1 were prominently upregulated in all donor groups. The co-expression analysis identified two modules containing lncRNAs that were associated with 2 Gy (module1: 102 mRNAs and 4 lncRNAs: AL158206.1, AL109976.1, AC092171.5, TYMSOS, associated with p53-mediated reaction to DNA damage; module2: 390 mRNAs, 7 lncRNAs: AC004943.2, AC012073.1, AC026401.3, AC092718.4, MIR31HG, STXBP5-AS1, TMPO-AS1, associated with cell cycle regulation). Discussion: For the first time, we identified the lncRNAs AL158206.1 and AL109976.1 as involved in the radiation response in primary fibroblasts by differential expression analysis. The co-expression analysis revealed a role of these lncRNAs in the DNA damage response and cell cycle regulation post-IR. These transcripts may be targets in cancer therapy against radiosensitivity, as well as provide grounds for the identification of at-risk patients for immediate adverse reactions in healthy tissues. With this work we deliver a broad basis and new leads for the examination of lncRNAs in the radiation response