遗传毒性监测方法及其评价

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1、P402二章遗传毒性检测方法及其评价第一节遗传毒理学测试的常规分类过去的二十多年里，对各种环境因子遗传毒性效应的生物检测在毒理学研究中已占有十分重要的地位，它们在环境污染监测及环境保护中发挥了积极的作用。大量的遗传学分析方法被用于识别生殖细胞诱变剂、体细胞诱变剂、潜在的致癌剂，以及与人类健康相关的各种各样的遗传改变，所涉及的方法已经超过200种。根据遗传毒性效应检测方法所涉及的终端指标范围，可以把它们划分为三大类。第一类检测基因突变；第二类检测染色体畸变，包括染色体结构和／或数目的异常改变；第三类测定DNA损伤的标志、如DNA损伤修复的激发、DNA加合物的形成、姐妹染色单体交换、

2、体细胞重组及DNA链断裂等。表12-1列举了检测这三类遗传毒性效应的主要方法。表12-1检测遗传毒性效应的主要方法所检测的遗传终端指标分析系统I．基因突变分析A．微生物营养缺陷突变的回复沙门氏杆菌一哺乳动物微粒体酶分析（Ames试验）大肠杆菌WP2色氨酸回复突变分析构巢曲霉或酵母的营养缺陷突变的回复正向突变和小片段缺失分析构巢曲霉或酵母腺嘌呤突变子分析B．哺乳动物细胞分析正向突变分析小鼠淋巴瘤或人类细胞TK突变分析中国仓鼠或人类细胞HGPRT突变分析C．果蝇生殖细胞基因突变和小片性连锁隐性致死突变(SLRL)段缺失分析D．哺乳动物分析生殖细胞基因突变和缺失分析小鼠可见标记的特异基

3、因座试验小鼠生化特异基因座试验引起小鼠骨骼或晶体缺陷的显性突变体细胞基因突变小鼠斑点测试（体细胞特异基因座试验）啮齿类淋巴细胞HGPRT突变检测转基因小鼠中细菌靶基因突变小鼠、大鼠中lacl突变小鼠lacZ突变E．植物分析花、花粉、种子突变牙趾草雄蕊毛颜色、玉米waxy基因座和不同植物的叶绿体基因突变分析P403续表12-1所检测的遗传终端指标分析系统染色体畸变分析哺乳动物细胞分析染色体结构畸变中国仓鼠或人类淋巴细胞中期相分析人类淋巴细胞染色体断裂细胞质裂阻断微核分析异常细胞分裂’着丝粒和染色体分别染色分析有丝分裂器异常有丝分裂非整倍体染色体计数检测超倍体在具有完整细胞质的细胞中

4、计数染色体得与失着丝粒丢失B果蝇分析染色体结构畸变遗传易位分析性染色体非整倍体性染色体丢失试验C．哺乳动物分析体细胞染色体损伤分析啮齿类骨髓或淋巴细胞中期相分析嗜多染红细胞微核分析生殖细胞染色体损伤卵母细胞、精原细胞、精母细胞细胞遗传学分析生殖细胞染色体损伤间接证据小鼠或大鼠显性致死分析小鼠精细胞微核生殖细胞可遗传的染色体畸变小鼠遗传易位试验有丝分裂非整倍体骨髓细胞超倍体利用动粒标记或FISH检测小鼠骨髓微核着丝粒生殖细胞染色体不分离染色体计数检测超倍体D．真菌分析有丝分裂非整倍体酵母染色体得失的遗传学检测减数分裂染色体不分离酵母或构巢曲霉双体子囊孢子分析E．植物分析染色体畸变和

5、微核分析有丝分裂细胞和减数分裂细胞的细胞遗传学分析非整倍体单倍体小麦分析Ⅲ．遗传损伤的其他标志检测A．微生物分析DNA损伤修复枯草芽孢杆菌修复缺陷与野生型差别杀死分析SOS诱发大肠杆菌DNA损伤诱发的SOS效应重组事件酵母有丝分裂交换和基因转换分析B．哺乳动物细胞分析DNA损伤修复大鼠肝细胞非程序性DNA合成(UDS)DNA链断裂碱洗脱、单细胞电泳（Comet试验）、脉冲场电泳SCE诱发人类或中国仓鼠细胞SCEDNA加合物人类或啮齿类细胞DNA加合物检测C．果蝇分析重组事件眼或翅基因重组生殖细胞DNA损伤根据DNA加合物进行的分子剂量分析P404续表12-1所检测的遗传终端指标分

6、析系统D．哺乳动物分析SCE诱发啮齿类骨髓细胞SCEDNA损伤修复啮齿类肝细胞UDS生殖细胞DNA损伤根据DNA加合物进行的分子剂量分析啮齿类生殖细胞UDS啮齿类睾丸碱洗脱分析DNA链断裂Ⅳ．检测DNA序列改变的分子生物学技术PCR-单链构象多态性分析变性梯度凝胶电泳双链构象多态分析法变性一高压液相色谱分析特异性等位基因扩增化学裂解错配碱基法酶错配切割法切割酶片段长度多态性分析限制性酶切位点突变分析连接酶链式反应微卫星DNA分析单核苷酸多态性分析DNA直接测序法单细胞凝胶电泳DNA芯片本章将讨论上述四类测试方法的基本内容和主要的一些测试方法的利弊。第二节基因突变测试概述基因突变的

7、检测主要有正向和反向二类。正向突变改变野生型基因，使得有关基因失活而表现出可检测的表型变异。相反，回复突变是通过突变使原突变子中失活的基因功能恢复，从而表现野生型表型。一、微生物突变分析由于微生物分析具有突变检测速度快、费用低、突变检出相对容易等方面的优势，相关方法在遗传毒性物质的初步筛查中占有很重要的地位。1．沙门氏菌一组氨酸回复突变分析(Salmonella-histidinereversionmutation)用微生物检测突变的常用方法是在具有特定营养缺陷的菌株中选择回复个