第七章-外源化合物致突變作用.ppt

第七章外源化學(xué)物致突變作用 MutagenesisofXenobiotics 2 一般毒性作用特殊毒性作用 致畸 致突變 致癌 三致 作用 目的要求 掌握外源化合物的致突變作用熟悉致突變作用的評價方法了解致突變作用的遺傳學(xué)基礎(chǔ) 4 基本概念 突變 遺傳毒理學(xué) 致突變作用 致突變物致突變的類型 基因突變 染色體結(jié)構(gòu)異常 染色體數(shù)目異常 內(nèi)容 5 致突變作用機(jī)制突變的后果 生殖細(xì)胞突變 體細(xì)胞突變機(jī)體對致突變作用的影響致突變試驗(yàn) 第一節(jié)概述 DNA RNA 蛋白質(zhì) 基因就是指DNA中能編碼蛋白質(zhì)和功能RNA的特定核苷酸序列 為什么子女與父母非常相象 13 313 213 1313 11121213 1113 213 3313 43 LDL R ApoEApoCIApoCII 等位基因 一對同源染色體統(tǒng)一基因座上的一對基因稱為一對等位基因 allele 二倍體細(xì)胞每一個基因是成對存在的 每一對基因分別來自雙親的染色體的同一位置上 這個位置稱為基因座 locus 等位基因之間有相互作用 如完全顯性 不完全顯性等 非等位基因之間也存在相互作用 復(fù)等位基因 在某一種生物的群體中 每一個基因座上可以有兩個以上的等位基因 這就是復(fù)等位基因 multipleallele 例如人類的血型就是由IA IB i3個復(fù)等位基因決定的 這幾個基因各自編碼特定的紅細(xì)胞表面抗原 外顯子和內(nèi)含子 基因的結(jié)構(gòu)是斷裂的 splitgene 原核生物的基因結(jié)構(gòu)大多數(shù)是連續(xù)的 即基因編碼蛋白質(zhì)的序列是不中斷的 而真核生物基因的編碼序列是不連貫的 即在兩個編碼序列之間有一段不編碼蛋白質(zhì)的非編碼序列 編碼序列稱為外顯子 exon 非編碼序列稱為內(nèi)含子 intron 外顯子是出現(xiàn)在mRNA分子中的基因序列 內(nèi)含子則是不出現(xiàn)在mRNA分子中的基因序列 不同基因的外顯子和內(nèi)含子的數(shù)量及其長度是不等的 突變 mutation 指遺傳結(jié)構(gòu)本身的變化及其引起的變異即生物體的遺傳物質(zhì)發(fā)生了突然的 根本的 遺傳的變化 因?yàn)檫@種變化起源于基因和染色體 因此是可遺傳的變異 15 突變研究簡史 16 現(xiàn)實(shí)生活中 自然界中的自發(fā)突變轉(zhuǎn)基因的動 植物各種有害因素引起的突變 物理 生物 化學(xué) 突變 誘發(fā)突變 自發(fā)突變 取決于時間 環(huán)境以及在基因組中位置而隨機(jī)變化 人類健康危害 新品種培育 選擇 改良 發(fā)生過程短 頻率高 可為人類利用 也可能對人有害 適應(yīng)性突變 適者生存 如細(xì)菌耐藥性 遺傳毒理學(xué) genetictoxicology 研究化學(xué) 物理和生物因素對遺傳物質(zhì) DNA 及活細(xì)胞遺傳過程的作用 以及人類接觸致突變物可能引起的健康效應(yīng)的學(xué)科 主要研究致突變作用機(jī)理尋找敏感檢測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)和探究致突變物提出評價致突變物健康危害的方法 突變是致突變作用的后果致突變物 mutagen 能引起突變的物質(zhì) 又稱誘變劑遺傳毒物 genotoxicagent 因致突變物能引起遺傳物質(zhì)損傷 又稱其為遺傳毒物遺傳毒性 對基因組的損傷能力 包括對基因組的毒作用引起的致突變性及其他各種不同效應(yīng) 致突變性 引起遺傳物質(zhì)發(fā)生突變的能力 在一個實(shí)驗(yàn)群體中突變率可以定量檢測 突變率 致突變作用 mutagenesis 指外來因素特別是化學(xué)因子引起細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的能力 而且此種能力可隨同細(xì)胞分裂過程而傳遞 直接致突變物 direct actingmutagen 具有很高的化學(xué)活性 其原型就可引起生物體突變的物質(zhì)間接致突變物 indirect actingmutagen 本身不能引起突變 必須在體內(nèi)經(jīng)過代謝活化才具有致突變性的物質(zhì) 第二節(jié)外源化學(xué)物的致突變類型 遺傳基因突變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)改變?nèi)旧w數(shù)目改變 機(jī)理以DNA為靶的損傷 基因突變?nèi)旧w畸變不以DNA為靶的損傷染色體數(shù)目改變 突變的類型 1 本質(zhì)相同 損傷的程度不同2 基因突變在光學(xué)顯微鏡下不能觀察3 染色體畸變 結(jié)構(gòu) 數(shù)目 可在光學(xué)顯微鏡下觀察 mutatedtypegene 基因內(nèi)存在突變位點(diǎn)的基因wildtypegene 沒有發(fā)生突變的基因 1 基因突變 Geneticmutation 指基因在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了堿基對組成和排列序列的改變兩種 堿基置換 移碼突變 24 AGTC 腺嘌呤鳥嘌呤胸腺嘧啶胞嘧啶 堿基置換 basesubstitution 錯誤配對的堿基在下一次DNA復(fù)制時按正常規(guī)律配對 于是原來的堿基對被錯誤堿基對所置換 轉(zhuǎn)換 transition 嘌呤到嘌呤或嘧啶到嘧啶的變化顛換 transversion 嘌呤到嘧啶或嘧啶到嘌呤的變化由某一堿基配對性能改變或脫落而引起的突變 突變的后果 同義突變 synonymousmutation 指沒有改變基因產(chǎn)物氨基酸序列的改變錯義突變 missensemutation 指堿基序列的改變引起了產(chǎn)物氨基酸序列的改變無義突變 nonsensemutation 指某個堿基的改變使代表某個氨基酸的密碼子變?yōu)榈鞍踪|(zhì)合成的終止密碼子 導(dǎo)致多肽鏈在成熟之前終止合成的改變 Tyrosine Tyr 酪氨酸Serine Ser 絲氨酸 無義密碼子 UAA UAG UGA 移碼突變 frameshiftmutation 指發(fā)生一對或幾對不等于3的倍數(shù)的堿基減少或增加 以致從受損點(diǎn)開始堿基序列完全改變 形成錯誤的密碼 并轉(zhuǎn)譯為不正常的氨基酸 因?yàn)閴A基序列所形成的一系列三聯(lián)體密碼子相互間無標(biāo)點(diǎn)符號 于是從受損位點(diǎn)開始密碼子的閱讀框完全改變 移碼突變的結(jié)果 從原始損傷的密碼子開始一直到信息末端的氨基酸序列完全改變使讀碼框架改變其中某一點(diǎn)形成無義密碼 于是產(chǎn)生一個無功能的肽鏈片段移碼較易成為致死性突變?nèi)绻麥p少或增加堿基對剛好是3對 則產(chǎn)物的肽鏈中僅減少或增加1個氨基酸 其后果與堿基置換相似 與移碼突變不一樣 不包括在移碼突變范疇 30 基因突變的案例 白化病 一組由黑素合成相關(guān)的基因突變導(dǎo)致眼或眼 皮膚 毛發(fā)黑色素缺乏引起的遺傳性疾病酪氨酸酶缺乏或功能減退發(fā)病率 2 1000常染色體隱性遺傳 31 基因突變的案例 多毛癥 23歲的墨西哥男子丹尼 出生后就患有一種罕見的多毛癥 全身都被濃厚的黑色毛發(fā)覆蓋 看起來就像傳說中的恐怖 狼人 據(jù)悉 丹尼一家五代人都患有這種 狼人綜合征 他和26歲的哥哥拉里從小便被當(dāng)成 怪物 被關(guān)進(jìn)籠子中四處展出 祖母攜帶這種變異基因 將它傳給了后代 哥哥拉里 堂姐妹莉莉和卡拉 親妹妹賈米 6歲侄女丹尼拉等 32 多毛癥基因曾是人類身上的一種 失傳基因 當(dāng)遠(yuǎn)古時代的人類還是長滿毛發(fā)的靈長類動物時 身上就存在著這種基因 但當(dāng)人類漸漸進(jìn)化后 這種基因變得不再需要 就開始發(fā)生突變而 關(guān)閉 然而丹尼的家族不知何故 他們體內(nèi)被 關(guān)閉 的多毛癥基因現(xiàn)在又被 打開來了 狼人綜合征 非常罕見 患病概率只有100億分之一 且沒有根治辦法 2 染色體畸變 染色體結(jié)構(gòu)異常 structualchromosomeaberration 指由于染色體或染色單體斷裂 造成染色體或染色單體缺失或引起各種重排 從而出現(xiàn)染色體結(jié)構(gòu)異常 染色體畸變類型 在下一次細(xì)胞分裂時斷片因無著絲點(diǎn) 故不能進(jìn)入分裂的核中而滯留在細(xì)胞質(zhì)中 稱為 微核 1 裂隙和斷裂 指染色體上狹窄的非染色帶 過去以寬度超過染色單體寬度為斷裂 反之為裂隙 2 無著絲點(diǎn)斷片和缺失 染色體畸變類型 后果 穩(wěn)定的畸變 如倒位 易位 染色體重排 可在機(jī)體或細(xì)胞群傳遞不穩(wěn)定畸變 無著絲粒斷片 環(huán)狀染色體 因喪失重要遺傳物質(zhì)或有絲分裂障礙致細(xì)胞死亡 3 環(huán)狀染色體 4 倒位 5 插位和重復(fù) 6 易位 3 染色體數(shù)目異常 動物正常體細(xì)胞染色體數(shù)目2n為標(biāo)準(zhǔn)異常 整倍性畸變 單倍體 三倍體 四倍體非整倍性畸變 比二倍體多或少一條或多條染色體 發(fā)病率 1 800 1 25 以13億人口計(jì)1 25 x13億 162 5萬 體征 智力發(fā)育不全 發(fā)育遲緩 面容呆滯 眼距寬 眼裂小 外眼角上斜 鼻根扁平 張口伸舌 流涎水缺乏抽象的思維能力 只會發(fā)單音節(jié) 常伴有四肢 五官 內(nèi)臟 皮膚等方面的異常 50 患者伴有先天性心臟病 是死亡的主要原因 白血病的發(fā)病率高于常人20倍 Down綜合征 為21 三體syndrome Down 唐氏 綜合征患者 第三節(jié)外源化學(xué)物致突變作用的機(jī)制及后果 機(jī)理以DNA為靶的損傷 基因突變?nèi)旧w畸變不以DNA為靶的損傷染色體數(shù)目改變 非整倍體 多倍體 突變的DNA變化 堿基錯配 平面大分子嵌入DNA鏈 堿基類似物取代 堿基的化學(xué)結(jié)構(gòu)改變或破壞 1 二聚體形成DNA加合物形成DNA蛋白交聯(lián)物形成 DNA鏈?zhǔn)軗p 堿基損傷 2 突變細(xì)胞分裂過程改變 其它 3 如甲基黃酸乙脂 EMS 氮芥 NM 甲基黃酸甲脂 MMS 亞硝基胍 NG 等 它們的作用是使堿基烷基化 EMS使G的第6位烷化 使T的第4位上烷化 結(jié)果產(chǎn)生的O 6 E G和O 4 E T分別和T G配對 導(dǎo)致G C對轉(zhuǎn)換成A T對 T A對轉(zhuǎn)換成C G 烷化劑與DNA共價結(jié)合 1 堿基錯配烷化劑 alkylatingagent 指對DNA和蛋白質(zhì)具有強(qiáng)烈烷化作用的物質(zhì)一般情況下甲基化 乙基化 高碳烷基化 引起移嗎突變 2 平面大分子嵌入DNA鏈 嵌入劑 intercalatingagent 指能以靜電吸附形式嵌入DNA單鏈的堿基之間或DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的相鄰多核苷酸鏈之間的物質(zhì)如吖啶類染料分子多數(shù)是多環(huán)的平面結(jié)構(gòu) 特別是三環(huán)結(jié)構(gòu) 其長度為6 8 102nm 恰好是DNA單鏈相鄰堿基距離的兩倍 5 溴尿嘧啶和T很相似 僅在第5個碳元子上由Br取代了甲基 5 BU有酮式 烯醇式兩種異構(gòu)體 可分別與A及G配對結(jié)合 3 堿基類似物取代 指與堿基結(jié)構(gòu)類似的化學(xué)物堿基類似物能在S期中與天然堿基競爭 并取代其位置 4 堿基的化學(xué)結(jié)構(gòu)改變或破壞 化學(xué)物可對堿基產(chǎn)生氧化作用 從而破壞或改變堿基的結(jié)構(gòu) 甚至引起鏈斷裂 如甲醛 安吉甲酸乙酯 乙氧咖啡堿等在體內(nèi)可形成有機(jī)過氧化物或自由基 可間接使嘌呤的化學(xué)結(jié)構(gòu)破壞 出現(xiàn)DNA鏈斷裂 DNA鏈?zhǔn)軗p 紫外線誘發(fā)胸苷二聚體 阻斷DNA復(fù)制 DNA 環(huán)丁烷嘧啶二聚體和4 6光產(chǎn)物 阻止DNA復(fù)制 引起細(xì)胞死亡 1 二聚體形成 紫外線 加合物形成可活化癌基因 影響調(diào)節(jié)基因和抑癌基因表達(dá) 2 DNA加合物形成 活性化學(xué)物質(zhì)與細(xì)胞大分子之間通過共價鍵形成的穩(wěn)定復(fù)合物如生物毒素 多環(huán)芳烴和芳香族類致癌物可使DNA形成大加合物 使DNA的立體構(gòu)象發(fā)生明顯變化 阻斷受損部位的半保留復(fù)制和轉(zhuǎn)錄 DNA加合物 adduct 的形成被普遍認(rèn)為是誘變作用的重要事件 3 DNA 蛋白交聯(lián)物 DNA proteincrosslinks DPC 穩(wěn)定的共價結(jié)合物對DNA構(gòu)象與功能產(chǎn)生嚴(yán)重影響許多外源化學(xué)物均可引起DPC的形成 烷化劑 醛類 重金屬等 4 DNA DNA交聯(lián) DNA DNAcrosslinks DDC DNA分子上一條鏈的堿基與互補(bǔ)鏈上的相應(yīng)堿基形成共價連接 不以DNA為靶的間接誘變 1 對DNA高保真復(fù)制和修復(fù)有關(guān)的酶系統(tǒng)作用 一些氨基酸類似物可使與DNA合成有關(guān)的酶系統(tǒng)遭受破壞而誘發(fā)突變 脫氧核糖核苷三磷酸在DNA合成時的不平衡也可誘發(fā)突變鈹和錳除可直接與DNA相互作用外 還可與酶促放錯修復(fù)系統(tǒng)相作用而產(chǎn)生突變 不以DNA為靶的間接誘變 2 對紡垂體作用 染色體分離異常 與微管蛋白二聚體結(jié)合 與微管上的巰基結(jié)合 破壞已組裝的微管 妨礙中心粒移動 其他作用 52 突變的后果 突變的后果取決于化學(xué)毒物所作用的靶細(xì)胞體細(xì)胞 其影響僅能在直接接觸該物質(zhì)的個體身體上表現(xiàn)出來 不可能遺傳到下一代 腫瘤 生殖細(xì)胞 其影響有可能遺傳到下一代 遺傳性疾病 其它 致畸衰老心腦血管疾病 體細(xì)胞突變 腫瘤 癌基因的活化與抑癌基因失活 生殖細(xì)胞突變 顯性致死 使卵子不能受精或突變配子與正常配子結(jié)合后 在著床前或著床后的早期胚胎死亡 隱性致死 需要純合子或半合子才能出現(xiàn)死亡效應(yīng) 非致死突變 產(chǎn)生遺傳病 對基因庫的遺傳負(fù)荷產(chǎn)生不良影響 基因庫是指某一物種的生育年齡群體于特定時期能將遺傳信息傳至下一代的基因的總和 遺傳負(fù)荷 geneticload 指人群中每個個體所攜帶有害基因或致死基因的平均水平 致死性突變將導(dǎo)致死胎 它影響后代的數(shù)量而非質(zhì)量 非致死性突變主要影響后代的質(zhì)量 對我國人群的影響 我國大約有1600萬新生兒 70 80 涉及遺傳因素 50 由染色體畸變引起 已存活的兒童 住院就診的約有1 4 1 3患與遺傳有關(guān)的疾病 精子從產(chǎn)生到成熟需要3個月 人群中 約3 5 患某種單基因病約15 20 患某種多基因病約1 患染色體病 體細(xì)胞遺傳病中的惡性腫瘤構(gòu)成我國不同地區(qū)人群死亡原因的第一或第二位 我國人群中智力低下的發(fā)生率約為2 2 其中1 3以上有多基因 單基因或染色體改變的基礎(chǔ) 遺傳病對我國人群的影響 第四節(jié)機(jī)體對致突變作用的影響 1 損傷耐受機(jī)制 DNA遺傳可繞過那些阻止DNA復(fù)制 細(xì)菌重組修復(fù) 2 修復(fù)機(jī)制 直接修復(fù) 切除修復(fù) 損傷修復(fù) DNA執(zhí)行高保真復(fù)制 修復(fù)DNA損傷 遺傳信息代代相傳 并且高度保真 指引起DNA損傷的反應(yīng)是可逆性的 負(fù)責(zé)較大范圍的損傷修復(fù) 將損傷或不正確的甲基去除和替換 重組修復(fù) 即雙鏈DNA中的一條鏈發(fā)生損傷 在DNA進(jìn)行復(fù)制時 由于該損傷部位不能成為模板 不能合成互補(bǔ)的DNA鏈 所以產(chǎn)生缺口 而從原來DNA的對應(yīng)部位切出相應(yīng)的部分將缺口填滿 從而產(chǎn)生完整無損的子代DNA的這種修復(fù)現(xiàn)象 60 DNA損傷的修復(fù) 直接修復(fù) 1 光復(fù)活 photoreactivation 修復(fù)紫外線損傷產(chǎn)生的胸腺嘧啶二聚體 廣泛存在原核和真核生物體內(nèi) 光裂合酶 2 適應(yīng)性 反應(yīng) 主要是O6 甲基鳥嘌呤 DNA甲基轉(zhuǎn)移酶 MGMT 修復(fù)鳥嘌呤O6位的烷基化損傷 3 切除修復(fù) 在E coli中的切除修復(fù)系統(tǒng) 損傷 突變的堿基錯配或改變DNA結(jié)構(gòu) 剪切 內(nèi)切酶在損傷堿基位點(diǎn)兩側(cè)剪切 切除 外切酶除去切口間的DNA 合成 DNApol合成取代DNA 連接酶封閉缺口 DNA損傷修復(fù)的一般特點(diǎn) 遺傳多態(tài)性 代謝酶多態(tài)性修復(fù)酶多態(tài)性 1 DNA損傷不僅有外源因素所致 也可以是內(nèi)源因素所致2 不同類型DNA損傷通過不同DNA修復(fù)途徑修復(fù)3 不同DNA損傷修復(fù)速度不同4 DNA損傷修復(fù)機(jī)制有些是基本的 有些可誘導(dǎo)5 修復(fù)功能存在物種和個體差異 人的修復(fù)能力約比小鼠強(qiáng)10倍 CYP17基因多態(tài)性與乳腺癌關(guān)系的單因素Logistc回歸分析 CYP17基因編碼的細(xì)胞色素P45017 羥化酶 參與雌激素代謝 A2 A2基因型的婦女與A1 A1基因型者相比 雌激素水平顯著增高 可能影響許多雌激素相關(guān)疾病的發(fā)生與發(fā)展 突變 外源物質(zhì) 終致突變物質(zhì) DNA 解毒 68 突變模式 DNA損傷 修復(fù) 突變 任何DNA損傷 只要修復(fù)無誤 突變就不會發(fā)生 如果修復(fù)錯誤或未經(jīng)修復(fù) 損傷就固定下來 于是發(fā)生突變 DNA損傷修復(fù)的一般特點(diǎn) 遺傳多態(tài)性 代謝酶多態(tài)性修復(fù)酶多態(tài)性 1 DNA損傷不僅有外源因素所致 也可以是內(nèi)源因素所致2 不同類型DNA損傷通過不同DNA修復(fù)途徑修復(fù)3 不同DNA損傷修復(fù)速度不同4 DNA損傷修復(fù)機(jī)制有些是基本的 有些可誘導(dǎo)5 修復(fù)功能存在物種和個體差異 遺傳因素既是化學(xué)毒物作用的靶部位 也是決定化學(xué)毒物毒作用性質(zhì)和強(qiáng)度的重要因素 第五節(jié)觀察化學(xué)毒物致突變作用的基本方法 致突變試驗(yàn)的目的 檢測外源化學(xué)物的致突變性 鑒定生殖細(xì)胞致突變物和體細(xì)胞致突變物預(yù)測潛在致癌物用于環(huán)境遺傳毒物污染的監(jiān)測及評價 觀察項(xiàng)目的選擇 1983年國際環(huán)境致突變物防護(hù)委員會 ICPEMC 提出的致突變試驗(yàn)遺傳學(xué)終點(diǎn) 遺傳學(xué)終點(diǎn) 指試驗(yàn)所觀察到的基因突變 染色體畸變以及反映致突變過程中發(fā)生的其他事件基因突變?nèi)旧w畸變?nèi)旧w組畸變DNA原始損傷 DNA完整性的改變DNA重排或交換 試驗(yàn)組合原則 一組可靠的試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)包括每一類型的遺傳學(xué)終點(diǎn) 一般認(rèn)為配套實(shí)驗(yàn)應(yīng)包括多種進(jìn)化程度不同的物種 如原核細(xì)胞 低等和高等真核細(xì)胞 這樣觀察外源化學(xué)物在不同系統(tǒng)發(fā)育的多種生物體的致突變性 更具有說服力 體內(nèi)試驗(yàn)與體外試驗(yàn)配合 體內(nèi)試驗(yàn)接近實(shí)際情況 但由于毒性動力學(xué)或其他原因 有時會漏檢致突變物 且在時間 經(jīng)費(fèi) 人力及物力均比體外試驗(yàn)花費(fèi)大 而體外試驗(yàn)簡便易行 通常檢出率大大優(yōu)于體內(nèi)試驗(yàn) 它的明顯不足在于生物轉(zhuǎn)化及解毒等方面與體內(nèi)不同 基因突變試驗(yàn) 鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變試驗(yàn) Ames試驗(yàn) 哺乳動物細(xì)胞基因突變試驗(yàn)染色體畸變試驗(yàn) 染色體分析 微核試驗(yàn)DNA損傷試驗(yàn) 姐妹染色單體交換 SCE 試驗(yàn) 程序外DNA合成試驗(yàn) 化學(xué)致突變物的檢測 常用致突變實(shí)驗(yàn) Ames試驗(yàn) 1979年AmesBN建立 檢測受試物誘發(fā)鼠傷寒沙門氏菌組氨酸營養(yǎng)缺陷型突變株 his 回復(fù)突變成野生型 his 的能力 試驗(yàn)菌株都在組氨酸操縱子中有一突變 his 不能自行合成組氨酸 在不含組氨酸的最低營養(yǎng)平皿上不能生長 回復(fù)突變成野生型后能自行合成組氨酸 可在最低營養(yǎng)平皿上生長成可見菌落 計(jì)數(shù)最低營養(yǎng)平皿上的回變菌落數(shù)來判定受試物是否有致突變性標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)菌株有四種 TA97和TA98檢測移碼突變 TA100檢測鹼基置換突變 TA102對醛 過氧化物及DNA交聯(lián)劑較敏感 用Ames法檢測誘變劑 結(jié)果判斷 只要一種試驗(yàn)株得到陽性結(jié)果 即認(rèn)為受試物是致突變物只要四種試驗(yàn)菌株均得到陰性結(jié)果 才能認(rèn)為受試物可能是非致突變物不加S9混合液得到陽性結(jié)果 直接致突變物加S9混合液得到陽性結(jié)果 間接致突變物 野生型細(xì)菌 原養(yǎng)型 突變型細(xì)菌 組氨酸缺陷型 正向突變 回復(fù)突變 鼠傷寒沙門氏菌 哺乳動物細(xì)胞 微核試驗(yàn) 經(jīng)致突變物作用后 染色體無著絲點(diǎn)斷片或因紡錘體受損傷而丟失的整個染色體在細(xì)胞分裂的后期仍留在子細(xì)胞的胞質(zhì)內(nèi) 成為一個或幾個規(guī)則的次核 稱為微核 常用嚙齒類動物骨髓嗜多染紅細(xì)胞 PCE 微核試驗(yàn) PCE是紅細(xì)胞成熟的一個階段 此時紅細(xì)胞的主核已排出 微核容易辯認(rèn) 主要檢測DNA斷裂劑和非整倍體誘變劑 微核實(shí)驗(yàn)進(jìn)展 體外微核 CHL CHO V79外周血微核實(shí)驗(yàn)雙核細(xì)胞法免疫熒光染色法 熒光原位雜交 單細(xì)胞凝膠電泳實(shí)驗(yàn) SCGE 原理 DNA帶負(fù)電 在電泳槽中 DNA斷片在電場的作用下 由細(xì)胞核中移出 并向陽極泳動 經(jīng)熒光染色后見到細(xì)胞核和移出的DNA斷片 形成有如彗星一樣的彗星頭和彗星尾 故稱為彗星實(shí)驗(yàn) comettest 84 一條染色體的兩條單體在同一位置發(fā)生同源片段的變換 稱為姐妹染色單體交換 由于交換是對等的 所以染色體的形成沒有改變 但用特殊的培養(yǎng)液和處理方法可以顯示出來 姐妹染色單體交換Sister chromatidexchange SCE 85 86 SCE的遺傳學(xué)意義還不完全清楚 是否存在自發(fā)的SCE也還有爭議 交換的機(jī)理尚未完全闡明 但它顯然與DNA損傷和修復(fù)過程有關(guān) 作為一種簡便和敏感的遺傳學(xué)指標(biāo) 它在誘變和腫瘤研究等領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛 例如 目前已知許多環(huán)境誘變劑 職業(yè)有害因素 抗腫瘤藥物 病毒等都可以引起SCE率增加 Bloom綜合征患者和某些腫瘤患者的SCE率也明顯上升 87 顯性致死試驗(yàn)Dominantlethaltest 顯性致死突變指哺乳動物生殖細(xì)胞染色體發(fā)生結(jié)構(gòu)和數(shù)目變化 出現(xiàn)的受精卵在著床前死亡和胚胎早期死亡 它是評價化學(xué)毒物對雄性動物的生殖細(xì)胞遺傳毒性較好的方法之一 88 染色體畸變分析chromosomeaberrationassay 觀察染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目改變 又稱細(xì)胞遺傳學(xué)試驗(yàn) 將觀察細(xì)胞停留在細(xì)胞分裂中期相 用顯微鏡檢查染色體畸變和染色體分離異常 三 試驗(yàn)結(jié)果的評定 1 在評定陽性或陰性結(jié)果之前 應(yīng)首先檢查實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量控制情況 通過 盲法觀察 陰性對照和陽性對照的設(shè)立 資料的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性 2 陰性結(jié)果的判定條件 最高劑量應(yīng)包括受試物溶解度許可或灌胃量許可的最大劑量 比較 各劑量的組間差距不應(yīng)過大 以防漏檢僅在非常狹窄范圍內(nèi)才有突變能力的某些外來化合物 3 陽性結(jié)果的判定條件 應(yīng)當(dāng)具有劑量反應(yīng)關(guān)系 在一個或多個劑量組的觀察值與陰性對照組有顯著性差異 如果低劑量組或低 中兩劑量組與對照組之間的差異有顯著性 而高劑量組差異無顯著性 則陽性結(jié)果不可信或無意義 4 無論陽性