心智圖資源庫 醫學毒理學第八章外源化學物致突變作用
這是一個關於毒理學第八章外源化學物致突變作用的思維導圖,包含外源化學物致突變類型、 外源性化學物質致突變作用機制、機體對致突變作用影響等。
編輯於2023-12-17 16:31:29Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
第八章外源化學物質致突變作用
概述
遺傳(heredity )
保持生物種族特性的根本
變異(variation)
生物物種推陳出新的來源
突變(mutation)
遺傳物質本身的變化及造成的變異
可遺傳的變異
類型
自發突變
發生過程長、發生率極低,與物種演化有關
誘發突變
發生過程短、發生率高,對人類有利有弊
致突變作用( mutagenesis)
化學物質和其他環境因素引起生物體遺 傳物質發生改變的能力,且該改變過程 可隨細胞分裂過程傳遞
突變的發生及其過程
致突變物
直接致突變物
間接致突變物
外源化學物致突變類型
基因突變( gene mutation)
鹼基置換
某一鹼基配對性能改變或脫落所致突變(某一種鹼基被另一種鹼基所取代)
移碼突變
發生一對或兒對(3或3的倍數對除外)鹼基減少或增加,從受損點開始鹼基序列完全改變,形成錯誤密碼,並轉譯為不正確的氨基酸
染色體畸變( chromosome aberration )
染色體型畸變( chromosome-type aberration )
穩定型染色體畸變:裂隙、 缺失、倒位、重複等.
非穩定型染色體畸變:雙著絲點染色體、無著絲點斷片、環狀染色體等
染色單體型畸變( chromatid-type aberration)
整倍體和非整倍體(polyloid and aneuploidy)
整倍體:以染色體組為單位的增減
非整倍體:增加或減少一條或幾條染色體
外源化學物質致突變作用機制
以DNA為靶的直接誘變
(一)鹼基損傷
鹼基錯配
平面大分子嵌入DNA鏈
鹼基類似物取代
鹼基化學結構改變或破壞
(二) DNA鏈受損
嘧啶二聚體形成
DNA鏈間氫鍵減弱
DNA結構局部變形
影響DNA複製和轉錄
突變
DNA加合物形成
DNA-蛋白質交聯物形成
不以DNA為目標的間接誘變
(一)紡錘體抑制
與微管蛋白二聚體結合
與微管蛋白巰基結合
破壞已組裝完成的微管
中心粒移動受阻
其他作用
(二)對酵素過程的作用
作用於DNA複製過程的酶
作用於DNA修復過程的酵素.
致突變後果
致突變物
目標細胞
體細胞
影響接觸致突變物的個體
腫瘤、老化、動脈粥狀硬化以及新生兒 畸形、死胎、發育遲緩、流產等
生殖細胞
影響可遺傳到下一代
機體對致突變作用影響
機體修復DNA損傷
損傷耐受機制
修復機制
DNA修復
直接修復
O6甲基 鳥嘌呤修復
光修復
切除修復
核苷酸切除修復
鹼基切除修復
錯配鹼基修復
複製後修復
呼救性修復
遺傳因素對致突變作用影響
代謝酶遺傳多態性
修復功能個體差異
觀察化學物質致突變作用基本方法
致突變試驗是透過檢測遺傳學終點或檢測導致某終點的DNA損傷過程伴隨的現象,以確定化學物質致突變性的能力
致突變試驗的觀察終點稱為遺傳學終點(genetic endpoint)
成套觀察項目
致突變試驗配套組合原則
包括多個遺傳學終點
試驗指示生物包括原核生物和真核生物
包括體內試驗和體外試驗
體細胞和生殖細胞
常用的致突變試驗
細菌回復突變試驗
利用營養缺陷型突變株,觀察受試物能否 修正或補償突變體所攜帶的突變改變,判斷其 致突變性
組胺酸營養缺陷型鼠傷寒沙門氏菌
鼠傷寒沙門菌回復突變試驗(Ames試驗)
■指示微生物:鼠傷寒沙門氏菌組胺酸缺陷型突變株
■原理:人工誘變的突變株在組胺酸操縱子中有一個突變,突變的菌株必需依賴外源性組胺酸才能生長,在無組胺酸的培養基上不能存活,致突變物可使其基因發生回復突變,使它在缺乏組胺酸的培養基上也能生長,計數誘發的回復菌落數判斷化學物質致突變性
色氨酸營養缺陷型大腸桿菌
哺乳動物細胞基因突變試驗
正向突變試驗指野生型基因失活的突變,這種突 變引起酵素和功能蛋白的改變
常用細胞系
小鼠淋巴瘤L5178Y細胞系
ICH將L5178Y/tk基因突變試驗作為哺乳動物細 胞基因突變首選試驗
中國倉鼠肺(V79) 細胞株
常用測定突變標誌
胸苷激酶(tk)
我國將tk基因突變試驗列為評估食品與保健食品 安全性的遺傳毒性試驗方法之一
次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖基轉移酶(hprt)
微核試驗(MNT)
微核形成:染色體或染色單體的無著絲點斷片或紡錘絲受損傷而丟失的整條染色體,在細胞分裂後期遺留在細胞質中,末期之後單獨形成一個或幾個規則的次核,包含在子細胞的胞質內
小鼠骨髓嗜多染紅血球微核試驗
原理:成紅血球發展為紅血球時,主核排出, 成為嗜多染紅血球(PCE),細胞保持嗜鹼性 約24小時,成為正染紅血球(NCE)進入外 週血。當主核被排出時,微核可留在胞漿中, 計數骨髓中有微核的PCE數可判斷受試物的染 色體損傷作用
其他微核試驗方法
體外微核試驗
週邊血微核試驗
細胞質分裂阻斷法微核試驗
免疫螢光染色法及螢光原位雜交法
流式細胞儀和影像分析系統自動化微核檢測技術
染色體畸變試驗(CA)
光學顯微鏡觀察停留在分裂中期相細胞染色體形. 態結構和數目改變
姐妹染色單體交換試驗(SCE)
染色體同源座位上DNA複製產物的相互交換, 可能與DNA斷裂和重接有關
顯性致死試驗(DLT)
顯性致死指發育中的精子或卵子發生遺傳學 損傷,此種損傷不影響受精,但導致受精卵 或發育中的胚胎死亡
顯性致死主要是染色體損傷的結果(結構、數量)
DLT以胚胎早期死亡為觀察終點,檢測受試物對動物生殖細胞染色體損傷作用
僅對雄性動物染毒,與未處理的雌性動物交配,觀察胚胎死亡狀況
常用動物:成年性成熟小鼠、大鼠
果蠅伴隨性隱性致死試驗(SLRL)
利用隱性基因在伴性遺傳上具有交叉遺傳特徵,選擇黑腹果蠅為試驗動物,給予雄蠅受試物,如雄蠅X染色體有突變,傳給F1代雌蠅,再通過F1代雌蠅傳給F2代雄蠅,使位於X染色體上的隱性基因在半合型雄蠅表現出來,致死突變不出現,但有明顯標記的野生型雄蠅出現
程序外DNA合成試驗(UDS)
原理:正常細胞在有絲分裂過程中僅在S期進行DNA複製合成,當DNA受損後,DNA修復合成可發生在正常複製合成期以外的其他時期
同步培養將細胞阻斷於G;期,並將正常DNA半保留複製阻斷。受試物處理細胞,並在加有H-胸腺嘧啶核苷的培養液中進行培養。如果受試物造成DNA損傷,並啟動DNA損傷修復機制,培養液中3H-胸腺嘧啶核苷就會摻入DNA鏈中,測定DN放射活性,間接反映DNA損傷程度
單細胞凝膠電泳試驗(SCGE)
單細胞層次檢測有核細胞DNA損傷的方法
原理: DNA損傷時,斷裂的DNA片段比大片斷DNA遷移快,電泳後出現彗星狀,既可判斷DNA損傷。 DNA受損越嚴重,產生斷片越多,片段越小,電泳時遷移DNA量就越大,遷移距離就越長,螢光顯微鏡下觀察到尾長增加、尾部螢光密度強度增強,透過測定遷移部分光密度和遷移長度定量測定單一細胞DNA損傷程度
優點:
檢測低程度DNA損傷的敏感度高
對樣品細胞數要求少
適應性高、費用低、操作簡便
試驗需要試劑少
完成試驗所需時間短
小鼠精子畸形試驗
精子成熟和形態發育受基因調控,基因突變導致精子畸形率增高,透過檢查精子頭、尾部等形態學改變,檢測化學物質致突變作用
觀察方法新進展
基因轉殖小鼠致突變檢測系統:
利用穿梭載體於原核和真核間往返轉移,攜帶可回收靶基因載體的轉基因動物提供哺乳動物體內基因的檢測系統,用以測定自發和誘發突變率,分析.基因突變的組織專一性和順序變化,以闡明DNA修復、基因毒性、突變和癌症分子機制
微核自動化檢測技術
螢光原位雜交技術
分子生物學技術在基因突變檢測的應用
DNA定序
PCR-單股構像多態性分析
DNA晶片
基因改造動物致突變試驗
ICH建議的藥品遺傳毒性檢測試驗組合
細菌回復突變試驗
體外哺乳動物細胞染色體畸變試驗或體外小鼠淋巴細胞tk試驗
體內囓齒類造血細胞染色體損傷試驗(骨髓細胞染色體畸變試驗或週邊血液多染紅血球微核試驗)
致突變試驗中一些問題
設立對照問題
陰性對照:空白對照或溶劑對照,除了無處理因素外,其他條件應與實驗組完全相同
陽性對照:以某種己知能產生陽性反應的物質作為對照
體外試驗活化系統
S9:經酵素誘導劑處理後製備的肝勻漿,經9000g 離心分離所得上清夜,加上適當緩衝液及輔助 因子,主要含有混合功能氧化酶(MFO)
不足之處
哺乳動物細胞:使用完整細胞與測試細菌或細胞共培養 具有完整的細胞結構及各種酵素及內源性輔助因子,代謝能力優於S9
純化酶和基因工程
體外活化系統不能完全取代哺乳動物代謝
有些組織在活化或降解化學物反應性方面有差異
消化道的正常菌叢在動物體內也參與代謝活化
誘導酵素系統的物質及可改變生理狀態的物質可改變毒物代謝
體外活化與解毒間的平衡與動物體內不同
最高劑量設計
體內試驗:
受試物溶解度許可或染毒途徑許可的最大劑 量。如該劑量有一定毒性,應為不引起動物 死亡、標靶細胞生長嚴重受抑或標靶細胞形態改 改變而影響觀察的最大耐受劑量
體外試驗:
(1)易溶無毒化學物質對細胞為0.5mg/ml或0.5mmol/L,對細菌為每平0.5mg
(2)易溶有一定毒性化學物對細菌應有明顯毒性,對細胞應降低有絲分裂指數50%以上或培養的細胞密度降低50%以上
(3)難溶化學物允許有少量沉澱
試驗結果判定
品質管制
陽性結果判定條件
(1)存在劑量-反應關係
(2)一組或多組觀察值與陰性對照組差異有顯著性
陰性結果判定條件
(1)滿足最高劑量設計要求
(2)劑量組間差距不應太大,以防漏檢僅在非常狹窄範圍內有突變能力的受試物
致突變試驗與致癌試驗關係
致突變試驗可檢測潛在致癌物
致突變試驗存在不確定性