1、第七章7外源化學物致突變作用(chemical mutagenesis)第七章7外源化學物致突變作用(chemical mutage【目的要求】掌握突變、致突變作用、致突變物的基本概念；熟悉突變的類型（基因突變、染色體畸變與數(shù)目改變） 以及生殖細胞、體細胞突變的主要后果;熟悉致突變試驗的方法分類及其配套原則;了解常見的致突變試驗的方法的原理與意義。*2【目的要求】掌握突變、致突變作用、致突變物的基本概念；熟【主要內(nèi)容】概述化學毒物致突變的類型化學毒物致突變作用的機制與后果機體對致突變作用的影響觀察化學毒物致突變作用的基本方法*3【主要內(nèi)容】概述*3第一節(jié) 概 述*4外源化學物致突變作用第一節(jié)

2、*4外源化學物致突變作用突變（mutation）是指遺傳結(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。這種變化起源于基因和染色體，是可遺傳的變異。 一、基本概念 變異（variation）由于普遍存在的內(nèi)外環(huán)境因素的影響，在種族世代繁衍的過程中，親代與子代或子代之間出現(xiàn)不同程度上的生物學性狀的差異。1901年De Vries 首次提出突變這一術(shù)語1909年摩爾根發(fā)現(xiàn)在紅眼果蠅中有白眼果蠅 *5外源化學物致突變作用突變（mutation）一、基本概念 變異（variat遺傳毒理學（genetic toxicology）致突變作用（mutagenesis）致突變

3、物（mutagen）遺傳毒物（genetic agent）*6外源化學物致突變作用研究化學性和放射性物質(zhì)的致突變作用以及人類接觸致突變物可能引起的健康效應的科學。是指外來因素特別是化學因子引起細胞核中的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的能力，而且此種改變可隨同細胞分裂過程而傳遞。凡能引起生物體遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的化學物質(zhì)或任何環(huán)境因子，又稱誘變劑。由于致突變物能損傷遺傳物質(zhì)，因此致突變物又稱為遺傳毒物。遺傳毒理學（genetic toxicology）致突變二、突變的主要類型1.自發(fā)突變（spontaneous mutation） 在普遍存在的未知因素的作用下，生物體在自然條件下發(fā)生的突變。2.誘發(fā)突變（ind

4、uced mutation） 人為的用已知的某種化學、物理和生物因素所引起的突變。*7外源化學物致突變作用特點：發(fā)生過程長、頻率很低，與物種進化有關(guān)。 通常只發(fā)生在某一個基因位點上，而且通常是隱性的。 特點：發(fā)生過程短、頻率高，可被人類利用（篩選或轉(zhuǎn)基因技術(shù)等），也可能對人類產(chǎn)生危害（遺傳毒性）。二、突變的主要類型1.自發(fā)突變（spontaneous mu第二節(jié) 化學毒物致突變的類型*8外源化學物致突變作用第二節(jié) *8外源化學物致突變作用基因突變?nèi)旧w畸變堿基置換移碼突變結(jié)構(gòu)異常數(shù)目改變突變整碼突變片段突變*9外源化學物致突變作用基因突變?nèi)旧w畸變堿基置換移碼突變結(jié)構(gòu)異常數(shù)目改變突變整碼突一、

5、基因突變（genetic mutation）是指基因中DNA序列的變化，即DNA堿基組成和排列順序的改變。由于基因突變限制在某一特定的部位又稱點突變（point mutation）?？煞譃閴A基置換和移碼突變兩種類型1.堿基置換（base subsititution）：類型:轉(zhuǎn)換（transition）：即嘌呤到嘌呤或嘧啶到嘧啶的變化。顛換（transversion）：即嘌呤到嘧啶或嘧啶到嘌呤的變化。*10外源化學物致突變作用某一堿基配對性能改變或脫落所致的突變。即DNA分子內(nèi)一個堿基被另一個堿基所替代。一、基因突變（genetic mutation）是指基因中D*11外源化學物致突變作用組成堿

6、基對的堿基包括腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)*11外源化學物致突變作用組成堿基對的堿基包括腺嘌呤(A)、同義突變(missense mutation)：指沒有改變基因產(chǎn)物氨基酸序列的改變堿基置換的后果錯義突變(synonymous mutation)：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(nonsense mutation)：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，導致多肽鏈在成熟之前終止合成的改變*12外源化學物致突變作用同義突變(missense mutation)：指沒有改變遺傳密碼子*13外源化學物致突變

7、作用苯丙氨酸-Phe；亮氨酸-Leu；異亮氨酸-Ile；蛋氨酸-Met；纈氨酸-Val；絲氨酸-Ser；脯氨酸-pro；蘇氨酸-Thr；丙氨酸-Ala；酪氨酸-Tyr；組氨酸-His；谷氨酰胺-Gln；天冬酰胺-Asn；賴氨酸-Lys；天冬氨酸-Asp；谷氨酸-Glu；半胱氨酸-Cys；色氨酸-Trp；精氨酸-Arg；甘氨酸-Gly遺傳密碼子*13外源化學物致突變作用苯丙氨酸-Phe；亮氨酸321*14外源化學物致突變作用321*14外源化學物致突變作用2.移碼突變（frameshift mutation）：*15外源化學物致突變作用指發(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

8、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。2.移碼突變（frameshift mutation）：*移碼突變結(jié)果：是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*16外源化學物致突變作用移碼突變結(jié)果：是從原始損傷的密碼子開始一直到信息末端的氨基二、染色體畸變 定義：指染色體的結(jié)構(gòu)改變。通常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)的異常。根據(jù)畸變涉及的范圍分為染色單體型畸變與染色體型畸變。*17外源化學物致突變作用染色體結(jié)構(gòu)改變

9、的基礎(chǔ)是DNA鏈的斷裂，表明遺傳物質(zhì)嚴重的損傷，可在光學顯微鏡下觀察到某些損傷的類型。二、染色體畸變 定義：指染色體的結(jié)構(gòu)改變。通常由于染色體或(1) 缺失(deletion)：染色體上丟失了片段。 末端缺失:ABCDEABCD 中間缺失:ABCDEABCE(2) 重復(duplication)：染色體連續(xù)出現(xiàn)兩段或兩段以上完全相同的片段。 ABCDEABCDEde(3) 倒位(inversion):染色體片段在染色體內(nèi)作180的顛倒。 根據(jù)倒位的染色體有無著絲點分為臂間倒位與臂內(nèi)倒位。 ABCDEFGABCEDFG (4) 易位(translocation):非同源染色體間相互交換了染色體片

10、段。 ABCDEABCIJ FGHIJFGHDE染色體的結(jié)構(gòu)異常的類型 1.穩(wěn)定性畸變： 可通過細胞分裂而傳遞下去的畸變類型。*18外源化學物致突變作用(1) 缺失(deletion)：染色體上丟失了片段。染色體染色體結(jié)構(gòu)異常示意圖*19外源化學物致突變作用染色體結(jié)構(gòu)異常示意圖*19外源化學物致突變作用2.不穩(wěn)定性畸變：這種類型的畸變常由于喪失重要的遺傳物質(zhì)或有絲分裂的機械障礙導致細胞死亡。*20外源化學物致突變作用無中心粒片段、雙中心粒染色體、環(huán)狀染色體及各種其他不對稱重排等。2.不穩(wěn)定性畸變：這種類型的畸變常由于喪失重要的遺傳物質(zhì)或有染色體畸變裂隙(gap) 斷裂(break) 斷片(fr

11、agment)和缺失(deletion) 微小體(minute body) 無著絲點環(huán)環(huán)狀染色體 雙著絲點染色體 倒位(inversion) 易位(translocation) 插入(insertion)和重復(duplication) 輻射體 *21外源化學物致突變作用染色體畸變裂隙(gap) 斷裂(break) 斷片(frag染色體畸變的后果涉及的基因數(shù)量非常大，可對整個基因組造成嚴重影響；*22外源化學物致突變作用雙著絲粒、環(huán)、無著絲粒斷片等不穩(wěn)定的畸變，在細胞分裂過程中容易丟失導致細胞死亡；缺失、倒位、重復及易位等穩(wěn)定的畸變，在細胞分裂過程中細胞的復制不受影響，故畸變可通過細胞分裂傳給

12、子代，并可能導致遺傳性疾病。染色體畸變的后果涉及的基因數(shù)量非常大，可對整個基因組造成嚴重三、染色體數(shù)目改變正常體細胞染色體數(shù)目為2n，染色體數(shù)目異常可能表現(xiàn)為單條或多條或成倍性染色體數(shù)目的增減。*23外源化學物致突變作用非整倍體：指細胞丟失或增加一條或幾條染色體。 如：缺體(2n-2)、單體(2n-1)、三體(2n+1)、四體(2n+2)多倍體：指染色體數(shù)目以染色體組為單位成倍的增加。 如：三倍體(3n)、四倍體(4n) 。影響：將導致基因平衡的失調(diào)，能影響細胞的生存或造成形態(tài)及功能上的異常，對生殖細胞有時可能致死性的。如：21-三體綜合征(Down氏綜合征、先天愚型）；在腫瘤細胞及人類自然流

13、產(chǎn)的胎兒細胞中常見三倍體細胞的存在。三、染色體數(shù)目改變正常體細胞染色體數(shù)目為2n，染色體數(shù)目異常染色體數(shù)目異常的基本類型注：A、B、C、D代表非同源染色體 *24外源化學物致突變作用染色體數(shù)目異常的基本類型注：A、B、C、D代表非同源染色體 Take a break*25外源化學物致突變作用Take a break*25外源化學物致突變作用第三節(jié) 化學毒物致突變作用的機制及后果*26外源化學物致突變作用第三節(jié) *26外源化學物致突變作用一、引起突變的DNA變化烷化劑(alkylating agent)：是指對DNA和蛋白質(zhì)具有強烈烷化作用的物質(zhì)。（一）堿基損傷1.堿基錯配致突物攻擊DNA鏈上的

14、堿基（共價結(jié)合）堿基錯誤配對基因突變或染色體畸變主要致突變物：烷化劑*27外源化學物致突變作用一、引起突變的DNA變化烷化劑(alkylating age目前認為最常受到烷化的位點是: 鳥嘌呤的N-7位，其次是O-6位 腺嘌呤的N-1、N-3和N-7也易烷化AP位點(apurinic or apyrimidinic site)：是指丟失堿基的DNA留下了一個無嘌呤或無嘧啶的位點。一般情況下甲基化乙基化高碳烷基化烷化作用：指烷化劑提供甲基或乙基等烷基與DNA共價結(jié)合的過程。*28外源化學物致突變作用目前認為最常受到烷化的位點是: AP位點(apurinic 2.平面大分子嵌入DNA鏈嵌入劑(in

15、tercalating agent)：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)。如丫啶類染料分子多數(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6.8102nm，恰好是DNA單鏈相鄰堿基距離的兩倍。通常引起移碼突變*29外源化學物致突變作用2.平面大分子嵌入DNA鏈嵌入劑(intercalatin3.堿基類似物取代：4.破壞或改變堿基的化學結(jié)構(gòu)：*30外源化學物致突變作用致突物的結(jié)構(gòu)與堿基相似即堿基類似物細胞DNA合成期（S期）取代正常的堿基錯配堿基置換。常見的致突變物： Brdu胸腺嘧啶 2-氨基嘌呤鳥嘌呤致突物對堿基產(chǎn)生氧化作用破壞或改變堿基結(jié)構(gòu)

16、堿基置換、染色體畸變 如：亞硝酸鹽、甲醛、氨基甲酸乙酯等3.堿基類似物取代：4.破壞或改變堿基的化學結(jié)構(gòu)：*30外源1.二聚體的形成： 紫外線照射DNA鏈環(huán)丁烷嘧啶二聚體和（4-6）光產(chǎn)物大損傷染色體畸變。 這類大損傷可阻止DNA復制并引起細胞死亡2.DNA加合物形成： 致突物與細胞大分子之間通過共價鍵形成的穩(wěn)定復合物突變（堿 基置換、移碼突變） DNA加合物形成可活化癌基因 如：烷化劑、芳香胺、多環(huán)芳烴、黃曲霉毒素以及一些植物毒素等3.DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)物（DPC）形成： 致突物細胞內(nèi)DNA與蛋白質(zhì)穩(wěn)定的共價結(jié)合物（DPC）影響DNA構(gòu)象與功能染色體畸變 如：烷化劑、B(a)P、砷化合物、醛

17、類化合物及重金屬等。 （二）DNA鏈受損 *31外源化學物致突變作用1.二聚體的形成：2.DNA加合物形成： 3.DNA-蛋白質(zhì)二、引起突變的細胞分裂過程改變致突物紡錘體、中心粒和其他核細胞器干擾細胞有絲分裂染色體分離異常產(chǎn)生非整倍體和多整倍體。如：秋水仙堿、常春新堿、灰黃霉素等秋水仙堿是典型的引起細胞分裂完全抑制的物質(zhì)，因此這種效應又稱秋水仙堿效應或細胞有絲分裂有些干擾劑僅使細胞群體的有絲分裂數(shù)減少，被稱之為抗有絲分裂劑*32外源化學物致突變作用二、引起突變的細胞分裂過程改變致突物紡錘體、中心粒和其他核三、其他間接誘變機制1.致突物DNA合成酶和修復酶類酶活性下降或喪失DNA復制高保真性改變

18、、DNA修復障礙突變2.致突物組蛋白和非組蛋白遺傳結(jié)構(gòu)的完整性和基因表達調(diào)控改變突變*33外源化學物致突變作用三、其他間接誘變機制1.致突物DNA合成酶和修復酶類酶活四、突變的后果 突變的后果取決于化學毒物所作用的靶細胞體細胞：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。生殖細胞：其影響有可能遺傳到下一代。*34外源化學物致突變作用四、突變的后果 突變的后果取決于化學毒物所作用的靶細胞體細DNA損傷修復的效率體 細 胞 突 變生 殖 細 胞 突 變良性腫瘤惡性轉(zhuǎn)化細胞衰老分化的胚胎細胞受損未分化胚胎細胞受損顯性致死隱性致死存活突變動脈硬化未知病變癌變老化出生缺陷（流產(chǎn)/

19、死胎）癌變出生缺陷（功能或結(jié)構(gòu)畸的形）流產(chǎn)死產(chǎn)出生缺陷基因負荷增加先天性疾病突變后果示意圖*35外源化學物致突變作用DNA損傷體 細 胞 突 變生 殖 細 胞 突 變良性腫瘤惡1.生殖細胞突變的后果顯性致死：突變配子與正常配子結(jié)合后，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需要純合子或半合子才能出現(xiàn)死亡效應 （1）致死性突變：先天畸形等遺傳性疾病 遺傳易感性改變（2）非致死性突變（可遺傳的改變）:*36外源化學物致突變作用1.生殖細胞突變的后果顯性致死：突變配子與正常配子結(jié)合后，生物個體生殖細胞發(fā)生突變或染色體畸

20、變后，有些可能會在世代傳遞、選擇過程中在人群中固定下來，增加人類下一代基因庫的遺傳負荷。遺傳負荷（genetic load）：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?；驇欤╣ene pool）：指某一物種在特定時期中能將遺傳信息傳至下一代的處于生育年齡的群體所含有的基因總和。*37外源化學物致突變作用生物個體生殖細胞發(fā)生突變或染色體畸變后，有些可能會在世代傳遞2.體細胞突變的后果（1）癌變：體細胞突變是細胞癌變的重要基礎(chǔ)，在許多腫瘤中，都可觀察到癌基因的活化和抑癌基因的失活，并存在 缺失、易位、倒位等染色體畸變。（2）致畸胎：致突變物可透過胎盤作用于胚胎體細胞引起畸胎，所以致畸作

21、用不完全是親代生殖細胞突變的后果。（3）其他不良后果：動脈粥樣硬化、衰老。*38外源化學物致突變作用2.體細胞突變的后果（1）癌變：體細胞突變是細胞癌變的重要基第四節(jié) 機體對致突變作用的影響*39外源化學物致突變作用第四節(jié) *39外源化學物致突變作用一、DNA損傷的修復 機體修復DNA損傷的機制分為兩大類：（二）DNA修復機制（一）損傷耐受機制損傷耐受：指DNA遺傳可繞過那些阻止DNA復制的DNA損傷。如：細菌的重組修復。1.直接修復 2.切除修復*40外源化學物致突變作用一、DNA損傷的修復 機體修復DNA損傷的機制分為兩大類：（DNA修復直接修復切除修復“適應性”反應光復活核苷酸切除修復堿

22、基切除修復誤配修復復制后修復呼救性修復*41外源化學物致突變作用DNA修復直接修復切除修復“適應性”反應光復活核苷酸切除修復指引起DNA損傷的反應為可逆性的。依賴某種酶的作用，為一步完成的修復機制。1.直接修復：（1）光復活（photoreactivation）：修復紫外線損傷產(chǎn)生的胸腺嘧啶二聚體，廣泛存在原核和真核生物體內(nèi)。所依賴的酶為“光裂合酶”（photolyase）（2）“適應性”反應：主要是O6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（MGMT）修復鳥嘌呤 O6 位的烷基化損傷。*42外源化學物致突變作用指引起DNA損傷的反應為可逆性的。依賴某種酶的作用，為一步完（5）呼救性修復：SOS修復（

23、易錯修復）指將損傷或不正確的甲基去除和替換。是多步驟修復過程，需多種酶的參與。2.切除修復有下列五類修復方式：（1）核苷酸切除修復：最常見的修復機制（2）堿基切除修復（4）復制后修復：損傷耐受過程（3）誤配修復：細菌誤配修復：DNA糖基酶作用、“AP位點”*43外源化學物致突變作用（5）呼救性修復：SOS修復（易錯修復）指將損傷或不正確的甲任何DNA損傷，只要修復無誤，突變就不會發(fā)生；如果修復錯誤或未經(jīng)修復，損傷就得以固定下來，于是發(fā)生突變。因此，誘發(fā)突變是一個受控制的過程，失控才真正發(fā)生突變?；瘜W致突變作用模式：損傷-修復-突變*44外源化學物致突變作用任何DNA損傷，只要修復無誤，突變就不

24、會發(fā)生；如果修復錯誤或遺傳毒物 終致突變物+DNA 加合物 DNA損傷DNA復制 損傷正在復制的DNA 突變 修復 無錯細胞 存活易錯修復復制后修復細胞 存活加合的堿 基錯配 解毒 細胞死亡、 靜止狀態(tài) 的細胞*45外源化學物致突變作用遺傳毒物 終致突變物+DNA 加合物 DNA復制 損傷正在復二、遺傳因素對致突變作用的影響先天性：即遺傳因素，指遺傳多態(tài)性，起決定作用。個體因素對致突變作用的影響：后天性：主要指不同生活方式，如吸煙、飲酒、營養(yǎng) 缺乏、年齡等。*46外源化學物致突變作用二、遺傳因素對致突變作用的影響先天性：即遺傳因素，指遺傳多(一)代謝酶遺傳多態(tài)性：如細胞色素P-450、GST等

25、具有多態(tài)性。*47外源化學物致突變作用遺傳多態(tài)性（genetic polymorphysm）：即群體中多態(tài)基因的比例?；蚨鄳B(tài)性（genetic polymorphysm）：當一個基因座位的最常見的等位基因頻率不超過0.95時，這個基因座位即是多態(tài)性。代謝酶多態(tài)性：由于遺傳背景的差異和環(huán)境因素的作用，使不同個體的代謝酶活力及毒物代謝能力存在個體差異，因而對化學物及致癌物的易感性不同。(一)代謝酶遺傳多態(tài)性：如細胞色素P-450、GST等具有多（二）修復酶遺傳多態(tài)性*48外源化學物致突變作用修復酶存在多態(tài)性明顯的個體差異修復能力差異機體對損傷的反應不同。修復損傷保持高保真復制修復不力或易錯修復基

26、因突變、腫瘤發(fā)生如：O6 -甲基鳥嘌呤-DNA-甲基轉(zhuǎn)移酶（MGMT） 聚（二磷酸腺苷-核糖）多聚酶（PARP）（二）修復酶遺傳多態(tài)性*48外源化學物致突變作用修復酶存在多Take a break*49外源化學物致突變作用Take a break*49外源化學物致突變作用第五節(jié) 觀察化學毒物致突變作用的基本方法*50外源化學物致突變作用第五節(jié) *50外源化學物致突變作用致突變試驗的目的檢測外源化學物對哺乳動物生殖細胞的遺傳毒性，預測 其對人類的遺傳危險性 檢測外源化學物的致突變性，預測其對哺乳動物和人的 致癌性*51外源化學物致突變作用致突變試驗的目的檢測外源化學物對哺乳動物生殖細胞的遺傳毒性

27、一、觀察項目的選擇 遺傳學終點(genetic end point)：在致突變試驗中觀察到的現(xiàn)象所反映的各種事件統(tǒng)稱為遺傳學終點。（1）DNA完整性改變（形成加合物/斷裂/交聯(lián)）1.觀察效應終點的類型：（5）染色體分離改變（非整倍體和多倍體）（4）染色體完整性改變（染色體畸變）（3）DNA堿基序列改變（基因突變）（2）DNA重排或交換（ DNA修復合成、重組）*52外源化學物致突變作用一、觀察項目的選擇 遺傳學終點(genetic end po常見致突變試驗遺傳學終點分類*53外源化學物致突變作用常見致突變試驗遺傳學終點分類*53外源化學物致突變作用2.試驗組合的原則試驗組應包括每一類型的遺傳

28、學終點， 如細胞回復突變試驗、微核試驗、細菌 DNA修復試驗和體外姐妹染色單體交換試驗（SCE)。（遺傳學終點的齊全）試驗組中的指示生物應包括幾個進化階段，至少要包括原核細胞與真核細胞兩個系統(tǒng)（包括有原核生物和真核生物 ）試驗組應包括體內(nèi)試驗與體外試驗（體內(nèi)試驗與體外試驗相配合），體外試驗（+S9和-S9)和體內(nèi)試驗細胞突變試驗為陽性者有必要進行生殖細胞突變試驗。（包括生殖細胞和體細胞）*54外源化學物致突變作用2.試驗組合的原則試驗組應包括每一類型的遺傳學終點， 如細二、常用的致突變試驗 Ames試驗 微核試驗 染色體畸變分析 姐妹染色單體交換試驗（SCE） 果蠅伴性隱性致死試驗 顯性致死試

29、驗 程序外DNA合成試驗 彗星試驗 *55外源化學物致突變作用二、常用的致突變試驗 Ames試驗*55外源化學物致突變1.鼠傷寒沙門氏菌回復突變試驗（Ames試驗） 正向突變鼠傷寒沙門氏菌原養(yǎng)型(his+) 鼠傷寒沙門氏菌突變型(his-)回復突變 代謝活化系統(tǒng)(S9) 受試物Ames 試驗原理示意圖組氨酸突變菌(his-)在不含組氨酸的最低營養(yǎng)平皿上不能生長，如回復突變成野生型（his+）后則可以生長。用組氨酸突變菌（his-）作為指示菌觀察化學物的誘變性.*56外源化學物致突變作用1.鼠傷寒沙門氏菌回復突變試驗（Ames試驗） 鼠傷寒沙門氏菌野生型（his） 鼠傷寒沙門氏菌 突變型（his

30、） 正向突變回復突變受試物試驗菌種(his-)S9試驗菌種(his-)S9Ames試驗原理*57外源化學物致突變作用鼠傷寒沙門氏菌鼠傷寒沙門氏菌正向突變回復突變受試物試驗菌種A組氨酸突變菌(his-) :在不含組氨酸的最低營養(yǎng)平皿上不能生長；回復突變成野生型(his+):可在不含組氨酸的最低營養(yǎng)平皿上生長；標準試驗菌株有四種: TA97 和TA98 檢測移碼突變、TA100 檢測堿 基置換突變、TA102 對醛、過氧化物及DNA交聯(lián)劑較敏感；這四個試驗菌株除了含有his-突變，還有一些附加突變，以提高敏 感性。*58外源化學物致突變作用組氨酸突變菌(his-) :在不含組氨酸的最低營養(yǎng)平皿上不

31、結(jié)果判斷只要在一種試驗菌株得到陽性結(jié)果，即認為受試物是致突變物僅當四種試驗菌株均得到陰性結(jié)果，才認為受試物是非致突變物 不加S9混合液得到陽性結(jié)果，說明受試物是直接致突變物。加S9混合液才得到陽性結(jié)果，說明該受試物是間接致突變物。*59外源化學物致突變作用結(jié)果判斷只要在一種試驗菌株得到陽性結(jié)果，即認為受試物是致微核（micronucleus）：是指染色體無著絲點斷片或因紡錘體受損傷而丟失的整個染色體在細胞分裂的后期仍留在子細胞的胞質(zhì)內(nèi)，成為一個或幾個規(guī)則的次核，因比主核小，故稱微核。2.微核試驗（micronucleus test，MNT) 常用嚙齒類動物骨髓嗜多染紅細胞 （PCE）做微核試驗

32、。PCE是紅細胞成熟的一個階段，此時紅細胞的主核已排出，微核容易辯認， PCE胞質(zhì)含RNA染色與成熟紅細胞易于區(qū)別，故為骨髓微核試驗的首選細胞群。主要是檢出DNA斷裂劑（染色體完整性改變）和非整倍體誘變劑（染色體分離改變）。*60外源化學物致突變作用微核（micronucleus）：是指染色體無著絲點斷片或微核試驗簡單操作程序大鼠或小鼠每天染毒一次，連續(xù)四天第五天處死動物，取出骨髓，涂片，固定，染色計數(shù)PCE的微核細胞率*61外源化學物致突變作用微核試驗簡單操作程序大鼠或小鼠每天染毒一次，連續(xù)四天第五天處MNNCEPCEPCE：嗜多染紅細胞MN：微核NCE：正染紅細胞*62外源化學物致突變作用MNNCEPCEPCE：嗜多染紅細胞MN：微核NCE：正染紅原理：在電泳槽中，DNA斷片在電場的作用下，由細胞核中移出，并向陽極泳動，經(jīng)熒光染色后見到細胞核和移出的DNA斷片，形成有如彗星一樣的彗星頭和彗星尾，故又稱彗星試驗（comet test）。