替代毒理學(xué)細(xì)胞試驗(yàn)

替代毒理學(xué)----細(xì)胞學(xué)s王秀會(huì)2014-4-4s目錄體外細(xì)胞模型的特點(diǎn)體外細(xì)胞模型的應(yīng)用總結(jié)s1.原代培養(yǎng)的細(xì)胞和細(xì)胞系與機(jī)體其他部位不存在任何

關(guān)聯(lián)，且相對(duì)較為敏感。2.細(xì)胞工程為毒理學(xué)研究提供了新工具，將永生細(xì)胞系

擴(kuò)大到特殊功能的細(xì)胞系，可以更好的研究作用機(jī)制。3.通過(guò)早期細(xì)胞反應(yīng)研究預(yù)測(cè)體內(nèi)毒性反應(yīng)，如氧化應(yīng)激，谷胱甘肽穩(wěn)態(tài)、細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)、酶活性變化和細(xì)

胞因子反應(yīng)等。細(xì)胞模型的特點(diǎn)s局部毒性評(píng)價(jià)（皮膚體外試驗(yàn)、眼毒性評(píng)價(jià)）肝臟毒性評(píng)價(jià)腎臟毒性評(píng)價(jià)心臟毒性評(píng)價(jià)神經(jīng)毒性評(píng)價(jià)免疫毒性評(píng)價(jià)內(nèi)分泌干擾物毒性評(píng)價(jià)生殖發(fā)育毒性評(píng)價(jià)遺傳毒性和致癌性評(píng)價(jià)細(xì)胞模型的應(yīng)用s皮膚腐蝕性體外模型：人重組皮膚模型EPISKINTM和EpiDermTM

-人角質(zhì)細(xì)胞和人表皮角質(zhì)細(xì)胞皮膚刺激性體外模型：人重組皮膚模型EPISKINTM和EpiDermTM

-人角質(zhì)細(xì)胞和人表皮角質(zhì)細(xì)胞皮膚光毒性體外模型：光毒性篩選試驗(yàn)：3T3成纖維細(xì)胞、成纖維細(xì)胞層、

人角質(zhì)形成細(xì)胞、肝細(xì)胞皮膚過(guò)敏性體外模型：樹突狀細(xì)胞、角質(zhì)形成細(xì)胞（KC）皮膚毒性評(píng)價(jià)s眼毒性評(píng)價(jià)細(xì)胞種類角質(zhì)形成細(xì)胞成纖維細(xì)胞角膜上皮細(xì)胞應(yīng)用通過(guò)檢測(cè)受試物對(duì)離體細(xì)胞功能的影響及毒性作用預(yù)測(cè)眼刺激。s肝臟毒性評(píng)價(jià)細(xì)胞種類原代肝細(xì)胞肝細(xì)胞系亞細(xì)胞應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)1.在缺乏肝外因素的情況下評(píng)價(jià)肝損傷的可能性，排除了吸收、分布、化學(xué)物的肝外代謝、體液因素以及其他部位產(chǎn)生的毒性效應(yīng)的影響。2.利用人肝細(xì)胞進(jìn)行試驗(yàn)，解決了物種差異問(wèn)題s腎臟毒性評(píng)價(jià)細(xì)胞種類腎細(xì)胞培養(yǎng)（原代腎近曲小管細(xì)胞、永生化的腎細(xì)胞）細(xì)胞系培養(yǎng)（OK細(xì)胞系、LLC-PK1細(xì)胞系、HK-2細(xì)胞系、HKC細(xì)胞系、其他細(xì)胞系）應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)1.實(shí)現(xiàn)可控制條件下研究毒物對(duì)某一類型細(xì)胞的毒性作用。2.原代腎近曲小管細(xì)胞：具有豐富的代謝轉(zhuǎn)化和生物轉(zhuǎn)化功能，保持體內(nèi)前體細(xì)胞分化狀態(tài)，對(duì)外源性的損傷特別敏感，也是腎臟損傷的常見部位。3.OK細(xì)胞系能表達(dá)大量的受體，成為研究腎小管細(xì)胞功能的一個(gè)模型。4.HK-2細(xì)胞系和HKC細(xì)胞系：永生化細(xì)胞系，也各具特點(diǎn)。s心臟毒性評(píng)價(jià)細(xì)胞種類心肌細(xì)胞（成熟心肌細(xì)胞和胚胎心肌細(xì)胞）應(yīng)用1.心肌細(xì)胞具有終未分化的特征，增殖分化能力及其有限；2.可以傳代并具有心臟的表型但很難構(gòu)成細(xì)胞系；3.保存時(shí)間短；4.細(xì)胞結(jié)構(gòu)有別于在體內(nèi)心肌細(xì)胞而收到諸多限制。s神經(jīng)毒性評(píng)價(jià)應(yīng)用用來(lái)評(píng)價(jià)靶細(xì)胞對(duì)神經(jīng)毒性物質(zhì)的毒性效應(yīng)在細(xì)胞和分子水平應(yīng)答的良好模型。表征上表現(xiàn)為細(xì)胞形態(tài)、能量代謝、受體相互作用以及神經(jīng)遞質(zhì)代謝等方面產(chǎn)生影響。反映機(jī)體發(fā)育的不同階段模擬和評(píng)價(jià)與神經(jīng)發(fā)育相關(guān)的改變細(xì)胞種類（原代培養(yǎng)）大腦皮質(zhì)神經(jīng)元星形膠質(zhì)細(xì)胞少突膠質(zhì)細(xì)胞小膠質(zhì)細(xì)胞中腦細(xì)胞s神經(jīng)毒性評(píng)價(jià)應(yīng)用和特點(diǎn)來(lái)源：自發(fā)性或化學(xué)致癌劑誘發(fā)的腫瘤細(xì)胞，保持集體中的生理特性，可無(wú)限傳代，并表現(xiàn)出相當(dāng)穩(wěn)定的表型。試驗(yàn)成本低、效率高、符合3R原則細(xì)胞系特異性強(qiáng)，能排除原代神經(jīng)細(xì)胞中雜細(xì)胞的干擾，檢測(cè)特異性的指標(biāo)，從而找到受試物的特殊神經(jīng)毒性作用。細(xì)胞種類（細(xì)胞系）成神經(jīng)瘤細(xì)胞系人:SK-N-SH/SH-SY5Y小鼠:N2a膠質(zhì)瘤細(xì)胞（人腦神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞H4大鼠神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞C6）嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞(PC12)s特殊神經(jīng)病的體外細(xì)胞模型：1.PD細(xì)胞模型

多巴胺能神經(jīng)元6-OHDA損傷模型多巴胺能神經(jīng)元MPTP損傷模型2.AD細(xì)胞模型3.OPIDA細(xì)胞模型

體外預(yù)測(cè)有機(jī)磷是否引起遲發(fā)性神經(jīng)毒性的有效模型。神經(jīng)毒性評(píng)價(jià)s免疫毒性評(píng)價(jià)應(yīng)用NK細(xì)胞殺傷活性檢測(cè)T淋巴細(xì)胞增殖試驗(yàn)B淋巴細(xì)胞增殖試驗(yàn)巨噬細(xì)胞吞噬活性測(cè)定細(xì)胞種類效應(yīng)細(xì)胞（NK細(xì)胞）、靶細(xì)胞（K562或YAC-1細(xì)胞）T淋巴細(xì)胞B淋巴細(xì)胞巨噬細(xì)胞s內(nèi)分泌干擾物毒性評(píng)價(jià)應(yīng)用MCF-7細(xì)胞的競(jìng)爭(zhēng)性雌激素受體結(jié)合試驗(yàn)在外源化學(xué)物存在情況下，觀察雌二醇與MCF-7細(xì)胞表達(dá)的雌激素受體的總結(jié)合能力變化，從而確定外源性化學(xué)物是否可以競(jìng)爭(zhēng)性的與雌激素受體結(jié)合猴腎細(xì)胞（COS）結(jié)合試驗(yàn)：通過(guò)轉(zhuǎn)染使COS細(xì)胞表達(dá)雄激素受體，能夠與標(biāo)記配體結(jié)合細(xì)胞種類MCF-7細(xì)胞猴腎細(xì)胞（COS）睪丸間質(zhì)細(xì)胞（Leydig）卵巢顆粒層細(xì)胞（gtanulosa）s生殖毒性評(píng)價(jià)應(yīng)用可以針對(duì)生殖發(fā)育周期中的某個(gè)或某幾個(gè)特定環(huán)節(jié)進(jìn)行單獨(dú)研究。這些試驗(yàn)有很好的應(yīng)用前景，但尚需要進(jìn)行廣泛的有效性驗(yàn)證。細(xì)胞種類睪丸組織細(xì)胞（精原細(xì)胞、精母細(xì)胞、精子細(xì)胞、支持細(xì)胞、睪丸間質(zhì)細(xì)胞、原始生殖細(xì)胞培養(yǎng)）卵巢體細(xì)胞（顆粒細(xì)胞、卵泡膜細(xì)胞、黃體細(xì)胞）s發(fā)育毒性評(píng)價(jià)應(yīng)用微團(tuán)培養(yǎng)用于發(fā)育毒性評(píng)價(jià)的有效性已經(jīng)得到廣泛的驗(yàn)證，并收到國(guó)際權(quán)威組織如OECD、美國(guó)EPA的認(rèn)可。中腦細(xì)胞培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)周期短、費(fèi)用低、重現(xiàn)性好，便于不同實(shí)驗(yàn)室間比較，實(shí)用的短期體外試驗(yàn)系統(tǒng)。細(xì)胞種類胚胎肢芽細(xì)胞微團(tuán)培養(yǎng)神經(jīng)嵴細(xì)胞分離培養(yǎng)中腦細(xì)胞培養(yǎng)視網(wǎng)膜細(xì)胞培養(yǎng)胚胎心肌細(xì)胞培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)s優(yōu)越性：1.與體內(nèi)實(shí)驗(yàn)相比不用考慮對(duì)人及動(dòng)物的副作用，可以區(qū)分受試物的效應(yīng)細(xì)胞為生殖細(xì)胞還是體細(xì)胞；還可以獲得源源不斷的細(xì)胞用于研究。2.ES細(xì)胞對(duì)受試物敏感性高于成體組織，并且研究受試物胚胎毒性更簡(jiǎn)單。3.ES細(xì)胞具有多能性，可在不同誘導(dǎo)條件下向不同的組織器官細(xì)胞分化。4.檢測(cè)受試物對(duì)ES細(xì)胞的發(fā)育全過(guò)程，提高了檢測(cè)胚胎毒性的準(zhǔn)確度。缺點(diǎn)：1.ES細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件不可能與體內(nèi)胚胎中多能細(xì)胞的生長(zhǎng)條件完全一致，從體外結(jié)論向體內(nèi)的推斷，降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。2.誘變劑本身具有毒性，分化細(xì)胞特異性與檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性的平衡仍需要進(jìn)一步的研究。3.誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)后含有很多其他形式和特性的細(xì)胞，因此受試物的作用結(jié)果可靠性也受到了質(zhì)疑。胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)的應(yīng)用s遺傳毒性評(píng)價(jià)應(yīng)用細(xì)菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)種類組氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型鼠傷寒沙門菌色氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型大腸埃希菌s遺傳毒性評(píng)價(jià)應(yīng)用微核試驗(yàn)（細(xì)胞胞質(zhì)阻斷法微核試驗(yàn)）細(xì)胞種類中國(guó)倉(cāng)鼠肺細(xì)胞株（CHL）卵巢細(xì)胞株（CHO）人或其他哺乳動(dòng)物外周血淋巴細(xì)胞s遺傳毒性評(píng)價(jià)應(yīng)用染色體畸變實(shí)驗(yàn)細(xì)胞種類中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢（CHO）細(xì)胞中國(guó)倉(cāng)鼠肺（CHL/V79）細(xì)胞外周血淋巴細(xì)胞s遺傳毒性評(píng)價(jià)應(yīng)用小鼠淋巴瘤細(xì)胞tk基因突變?cè)囼?yàn)（正向突變?cè)囼?yàn)）小鼠淋巴瘤（L5178Y）細(xì)胞胸苷激酶位點(diǎn)突變檢測(cè)。CHO細(xì)胞及中國(guó)倉(cāng)鼠肺V79細(xì)胞次黃嘌呤鳥嘌呤轉(zhuǎn)磷酸核糖基酶位點(diǎn)突變檢測(cè)。細(xì)胞種類小鼠淋巴瘤（L5178Y）細(xì)胞中國(guó)倉(cāng)鼠肺V79細(xì)胞CHO細(xì)胞s遺傳毒性評(píng)價(jià)應(yīng)用程序外DNA合成試驗(yàn)細(xì)胞種類大鼠原代培養(yǎng)肝細(xì)胞人成纖維細(xì)胞周血淋巴細(xì)胞單核細(xì)胞Hela細(xì)胞羊膜細(xì)胞FLs致癌性評(píng)價(jià)應(yīng)用哺乳動(dòng)物細(xì)胞體外惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)細(xì)胞種類原代細(xì)胞：①敘利亞倉(cāng)鼠胚胎細(xì)胞（SHE細(xì)胞）②人纖維細(xì)胞細(xì)胞系：①BALB/c-3T3②C3H/10T1/2③BHK-21s1.隨著細(xì)胞分子生物學(xué)理論和方法在毒理學(xué)研究中的應(yīng)用，對(duì)外源化學(xué)物的毒性評(píng)價(jià)已經(jīng)發(fā)展到將體內(nèi)試驗(yàn)與體外細(xì)胞分子水平相結(jié)合的毒性測(cè)試新模型。2.細(xì)胞體外試驗(yàn)作為某些體內(nèi)試驗(yàn)的補(bǔ)充和替代總結(jié)謝謝敬請(qǐng)各位老師同