单细胞凝胶电泳技术在环境生物监测中的应用

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1、·20·国外医学卫生学分册　2002年　第29卷　第1期006　单细胞凝胶电泳技术在环境生物监测中的应用邱志群(第三军医大学环境卫生学教研室,重庆400038)摘要:　单细胞凝胶电泳技术是一种快速、灵敏的检测细胞DNA损伤与修复的方法。本文简述其原理与发展,并总结其在环境生物监测中的应用现状。关键词:　单细胞凝胶电泳;DNA损伤;环境监测中图分类号:X83512文献标识码:A文章编号:100121226(2002)0120020204　　使用不同的生物标志物对暴露于潜在致基础,所以对DNA损伤的检测就显得尤为重[3]癌致突变物的人群进行生物监测

2、,可以作为要。Rojas等用SCGE检测墨西哥城居民脱[1,2]遗传毒物暴露及有关肿瘤的预警系统。落的泪管上皮细胞DNA,发现由于空气中的最近几年,单细胞凝胶电泳(SCGE)作为一个臭氧与碳氢化合物超标,泪管上皮细胞DNA人群生物监测技术已发展起来。SCGE是一受到损伤,且北部居民(空气中的臭氧浓度偏种在单细胞水平上检测DNA链损伤的方法,高)高于南部居民(主要污染物为碳氢化合其基本原理是:包埋在琼脂糖凝胶中的细胞物)。城市空气中的飘尘是一种复杂的混合在中性或碱性条件下经裂解与解旋后,带负性污染物,只有短期的致突变实验加上理化电荷的DNA游离断

3、片在电场的作用下向阳成分分析才能够较好地评价空气质量和颗粒极迁移。在荧光显微镜下观察,受损DNA形物的遗传毒性。Poli等[4]发现SCGE可灵敏成的影像形似夜空中的彗星,故又叫彗星实地检测出空气颗粒物对细胞DNA损伤,人的验(cometassay)。环境中的遗传毒物浓度一[5]淋巴细胞比植物细胞敏感。Sram等在波般很低,用经典的细胞学方法,如染色体畸变希米亚不同城市采集了542对母子的外周血实验(CA)、微核实验(MN)和姊妹染色体交有核细胞做SCGE实验,以检测空气污染物换实验(SCE)进行生物监测有时很难得到明对孕妇与胎儿(婴儿)的影响

4、,暴露组与对照确的阳性结果。而彗星实验检测低浓度遗传组结果相差不显著,而染色体畸变实验与毒物具有高度灵敏性,所以近年来彗星实验DNA加合物检测均有显著的差异,提示如果广泛应用于环境监测。本文就SCGE实验在用SCGE检测环境污染对人DNA的损伤,不环境监测方面的应用作一综述。宜选用白细胞。除了人群监测以外,也可用SCGE对动1　一般环境监测物及植物进行监测分析。早在1991年SCGE随着工业生产、能源、交通的发展,各种就曾用于分析在受到四氯化碳、氯仿、杀虫剂废气排放量明显增加,大气中的各种有害物和实验室溶液污染的3个地点捕捉的金黄地质的浓度急剧

5、增高。各种环境污染物对人体鼠各种组织的DNA损伤情况,通过与对照种的危害,特别是致癌致突变性危害成为研究群比较来评价这些地点污染物的遗传毒性;的热点,而DNA的损伤被认为是致癌的先导分析不同水域的大头鱼红细胞的DNA损伤状况,可作为湖底沉积物污染的指标;也可用审校者:舒为群SCGE分析采集于不同的土壤样本中的蚯蚓收稿日期:2001209203;修回日期:2001211212体腔细胞DNA损伤情况,作为监测土壤污染国外医学卫生学分册　2002年　第29卷　第1期·21·[6]的指标。1996年Koppen等首次将彗星实伤细胞DNA的化学、物理和生

6、物因素,如杀验应用于植物细胞,他们将蚕豆根尖细胞浸虫剂、苯、麻醉气体、射线、乙烯和苯乙烯均可泡于不同的化合物溶液中测定其DNA损伤造成DNA损伤。有些化学物质本身对人并情况,发现重铬酸钾、甲磺酸甲酯、甲磺酸乙没有明显的毒副作用,但进入人体后经过代酯、丝裂霉素C、氯化镉、氯化铬均能诱导根谢活化成为有毒性的物质后可引起DNA的尖细胞DNA损伤。彗星实验用于植物DNA损伤。对工作在含有这些有害因素环境中的损伤的检测,为环境质量监测提供了一条新人员进行DNA损伤监测是职业防护的一项的途径。重要研究内容。在我国,大多数水华都是铜绿微囊藻2.1　化学性物质

7、(MCE),它能产生一种微囊藻毒素。Ding利用彗星实验已对多种化学物质对[7]等用SCGE检测水中MCE的遗传毒性,发DNA的损伤进行过检测,如铅、铬、苯等。金现MCE可使大鼠原代肝细胞DNA损伤增属离子在细胞内可与生物大分子形成螯合加,揭示了MCE具有肝毒性,这与一些流行物,导致碱基错误配对或链断裂;能促进自由病学研究证实它与我国启东地区的肝癌高发基链式反应,引起氧化性损伤。用传统的[8]有关相一致。钟远等用根尖微核技术和彗Ames实验对金属离子进行检测时假阴性率星实验对不同水体的遗传毒物污染状况进行很高,SCGE则可弥补这方面的不足。五氧

8、化调查,结果表明水体的污染程度与蚕豆根尖钒广泛应用于现代工业,职业性暴露于高浓[10]微核率及彗星细胞拖尾阳性率的趋势一致。度五氧化钒的状况非常普遍。