Галерея диаграмм связей Медицинская токсикология Глава 8 Мутагенное действие экзогенных химических веществ
Это интеллектуальная карта о мутагенном воздействии экзогенных химических веществ из главы 8 Токсикологии, включая типы мутагенных эффектов экзогенных химических веществ. Мутагенный механизм экзогенных химических веществ, влияние на организм мутагенных эффектов и др.
Отредактировано в 2023-12-17 16:31:29Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
La gestion de projet est le processus qui consiste à appliquer des connaissances, des compétences, des outils et des méthodologies spécialisés aux activités du projet afin que celui-ci puisse atteindre ou dépasser les exigences et les attentes fixées dans le cadre de ressources limitées. Ce diagramme fournit une vue d'ensemble des 8 composantes du processus de gestion de projet et peut être utilisé comme modèle générique.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
La gestion de projet est le processus qui consiste à appliquer des connaissances, des compétences, des outils et des méthodologies spécialisés aux activités du projet afin que celui-ci puisse atteindre ou dépasser les exigences et les attentes fixées dans le cadre de ressources limitées. Ce diagramme fournit une vue d'ensemble des 8 composantes du processus de gestion de projet et peut être utilisé comme modèle générique.
Глава 8. Мутагенное действие экзогенных химических веществ
Обзор
наследственность
Поддерживать основы биологических расовых характеристик
вариация
Источник новых биологических видов
мутация
Изменения самого генетического материала и возникающие в результате мутации
наследственная вариация
тип
спонтанная мутация
Процесс возникновения длительный, а заболеваемость крайне низкая, что связано с эволюцией вида.
индуцированная мутация
Процесс возникновения короткий, а уровень заболеваемости высокий, что имеет свои преимущества и недостатки для человека.
мутагенез
Химические вещества и другие факторы окружающей среды вызывают появление биологических остатков. Способность передавать изменения в материи и процесс изменения может передаваться при делении клеток
Возникновение и процесс мутации
мутагены
прямой мутаген
непрямой мутаген
Типы мутаций, вызванных экзогенными химическими веществами
генная мутация
замена оснований
Мутация, вызванная изменением или потерей эффективности определенной пары оснований (определенное основание заменяется другим основанием)
мутация сдвига рамки
Одна или несколько пар (за исключением пар из 3 или кратных 3) оснований восстанавливаются или добавляются, а последовательность оснований полностью изменяется, начиная с поврежденного места, образуя неправильный код и транслируясь в неправильные аминокислоты.
хромосомная аберрация
аберрация хромосомного типа
Стабильные хромосомные аберрации: расщелины, делеции, инверсии, дупликации и т. д.
Нестабильные хромосомные аберрации: дицентрические хромосомы, ацентрические фрагменты, кольцевые хромосомы и др.
аберрация хроматидного типа
Эуплоидия и анеуплоидия (полилоид и анеуплоидия)
Эуплоидия: увеличение или уменьшение набора хромосом.
Анеуплоидия: добавление или потеря одной или нескольких хромосом.
Механизм мутагенного действия экзогенных химических веществ
Прямой мутагенез, направленный на ДНК
(1) Базовый урон
базовое несоответствие
Плоские макромолекулы, встроенные в нити ДНК
замена базового аналога
Химическая структура основания изменена или разрушена
(2) Повреждение цепи ДНК
Образование пиримидинового димера
Ослабленные водородные связи между нитями ДНК
Локальная деформация структуры ДНК
Влияет на репликацию и транскрипцию ДНК
мутация
Образование аддукта ДНК
Образование поперечных связей ДНК-белок
Непрямой мутагенез, не нацеленный на ДНК.
(1) Блокировка шпинделя
Связывается с димерами тубулина
Связывается с сульфгидрильной группой тубулина.
Разрушить собранные микротрубочки
Движение центриоли заблокировано
Другие функции
(2) Влияние на ферментативные процессы
Ферменты, участвующие в процессе репликации ДНК
Ферменты, участвующие в процессе восстановления ДНК.
мутагенные последствия
мутагены
клетки-мишени
соматические клетки
Воздействие на людей, подвергшихся воздействию мутагенов
Опухоли, старение, атеросклероз и новорожденные Пороки развития, мертворождение, задержка развития, выкидыш и т. д.
стволовые клетки
Эффекты могут быть унаследованы следующему поколению.
Влияние организма на мутагенность
Организм восстанавливает повреждения ДНК
механизм устойчивости к повреждениям
механизм ремонта
восстановление ДНК
прямой ремонт
O6 Ремонт метилгуанина
легкий ремонт
Эксцизионное восстановление
Эксцизионная репарация нуклеотидов
базовая эксцизионная коррекция
несоответствие базы ремонт
Восстановление после копирования
вызов помощи ремонт
Влияние генетических факторов на мутагенез
Генетические полиморфизмы метаболических ферментов
Индивидуальные различия в функции восстановления
Основные методы наблюдения мутагенного действия химических веществ
Тестирование на мутагенность — это способность определять мутагенность химических веществ путем обнаружения генетических конечных точек или обнаружения явлений, сопровождающих процесс повреждения ДНК, приводящий к определенной конечной точке.
Конечная точка наблюдения теста на мутагенность называется генетической конечной точкой.
Полный проект наблюдения
Принципы поддержки комбинаций для испытаний на мутагенность
Включает несколько генетических конечных точек
Организмы-индикаторы теста включают прокариотов и эукариотов.
Включая тесты in vivo и in vitro.
Соматические клетки и половые клетки
Часто используемые тесты на мутагенность
Бактериальный тест на обратную мутацию
Используйте ауксотрофные мутантные штаммы, чтобы проверить, может ли тестируемое вещество Корректировать или компенсировать мутационные изменения, несенные мутантом, и определить его мутагенность
Гистидиновый ауксотроф Salmonella typhimurium
Тест на обратную мутацию Salmonella typhimurium (тест Эймса)
■Микроорганизм-индикатор: мутантный штамм Salmonella typhimurium с дефицитом гистидина.
■Принцип: Мутантный штамм искусственного мутагенеза имеет мутацию в гистидиновом опероне. Мутировавший штамм должен полагаться на экзогенный гистидин для роста и не может выжить на среде без гистидина. Мутаген может заставить свой ген подвергнуться обратной мутации, чтобы он мог расти. среду, не содержащую гистидин, и подсчитывают количество индуцированных ревертантных колоний для определения мутагенности химического вещества.
Триптофан-ауксотрофная кишечная палочка
Анализ мутации гена клеток млекопитающих
Прямое мутационное тестирование относится к мутациям, которые инактивируют ген дикого типа. Эта мутация. Изменения ферментов и функциональных белков, вызванные мутациями
Часто используемые клеточные линии
Линия клеток мышиной лимфомы L5178Y
ICH применяет тест на мутацию гена L5178Y/tk в качестве клетки млекопитающих Тест выбора на клеточные генетические мутации
Клеточная линия легких китайского хомячка (V79)
Часто используемые маркеры мутаций
тимидинкиназа (tk)
моя страна перечисляет тест на мутацию гена tk в качестве оценочного продукта питания и здорового питания Один из безопасных методов испытаний на генотоксичность.
Гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансфераза (hprt)
Микроядерный тест (МНТ)
Формирование микроядер: ацентрические фрагменты хромосом или хроматид или целые хромосомы, потерянные из-за повреждения волокон веретена, остаются в цитоплазме на поздних стадиях клеточного деления и после телофазы образуют одно или несколько регулярных субъядер, в том числе в цитоплазме дочерних клеток.
Микроядерный тест полихроматических эритроцитов костного мозга мышей
Принцип: Когда эритробласты превращаются в эритроциты, главное ядро выбрасывается. Становятся полихроматическими эритроцитами (ПХЭ), клетки остаются базофильными. Примерно через 24 часа они становятся обычно хроматическими эритроцитами (NCE) и выходят во внешний мир. Периферическая кровь. В то время как основное ядро выбрасывается, микроядра могут оставаться в цитоплазме. Подсчет количества ПКЭ с микроядрами в костном мозге позволяет определить окрашивание тестируемого вещества. Хромосомное повреждение
Другие методы микроядерного теста
Микроядерный тест in vitro
Микроядерный тест периферической крови
Микроядерный тест, блокирующий цитокинез
Иммунофлуоресцентное окрашивание и флуоресцентная гибридизация in situ
Проточный цитометр и система анализа изображений, автоматизированная технология обнаружения микроядер
Тест на хромосомные аберрации (CA)
За формой хромосом клеток, находящихся в метафазной фазе деления, наблюдали с помощью оптического микроскопа. Государственная структура и изменения численности
Тест сестринского хроматидного обмена (SCE)
Взаимный обмен продуктами репликации ДНК в гомологичных локусах хромосом. Может быть связано с разрывом ДНК и воссоединением
Доминантный летальный тест (ДЛТ)
Доминантная летальность относится к генетике развития сперматозоидов или яйцеклеток. Повреждения, не влияющие на оплодотворение, но вызывающие оплодотворенную яйцеклетку. или смерть развивающегося эмбриона
Доминантная летальность является преимущественно результатом хромосомных повреждений (структура, количество)
Метод DLT использует раннюю эмбриональную смерть в качестве конечной точки наблюдения для выявления влияния тестируемых веществ на повреждение хромосом в зародышевых клетках животных.
Подвергайте воздействию яда только самцов, спаривайтесь с необработанными самками и наблюдайте за эмбриональной смертью.
Обычно используемые животные: взрослые половозрелые мыши и крысы.
Тест на скрытую летальность, связанную с полом дрозофилы (SLRL)
Используя характеристики перекрестного наследования рецессивных генов при наследовании, сцепленном с полом, в качестве экспериментального животного выбирают Drosophila melanogaster, и тестируемое вещество вводят самцу мухи. Если у самца мухи имеется мутация в Х-хромосоме, оно передается. самке поколения F1, а затем через самку поколения F1 муха передается самцу поколения F2, так что рецессивный ген, расположенный на Х-хромосоме, экспрессируется у гемизиготного самца мухи. появляются, но появляется явно маркированный самец дикого типа.
Тест незапрограммированного синтеза ДНК (UDS)
Принцип: нормальные клетки выполняют репликацию и синтез ДНК только в S-фазе во время митоза. Когда ДНК повреждена, репарация и синтез ДНК могут происходить и на других фазах, помимо нормальной фазы репликации и синтеза.
Синхронная культура блокирует клетки в G-фазе и блокирует полусохраненную репликацию нормальной ДНК. Клетки обрабатывают тестируемым веществом и культивируют в культуральной среде, содержащей H-тимидин. Если тестируемое вещество вызывает повреждение ДНК и активирует механизм репарации повреждений ДНК, то 3H-тимидин в культуральной среде включается в цепь ДНК и измеряется радиоактивность ДН, которая косвенно отражает степень повреждения ДНК.
Одноклеточный гель-электрофорез (SCGE)
Методы обнаружения повреждений ДНК в ядросодержащих клетках на уровне отдельных клеток
Принцип: когда ДНК повреждена, сломанные фрагменты ДНК мигрируют быстрее, чем большие фрагменты ДНК, и после электрофореза появляется кометная форма, которую можно использовать для определения повреждения ДНК. Чем серьезнее повреждение ДНК, тем больше фрагментов образуется, а чем меньше фрагменты, тем большее количество мигрирует ДНК во время электрофореза и тем больше расстояние миграции. Под флуоресцентным микроскопом наблюдается увеличение длины хвоста. увеличивается, а интенсивность флуоресценции хвоста увеличивается. Путем измерения освещенности мигрировавшей части, количественной оценки плотности и длины миграции повреждений ДНК в отдельных клетках.
преимущество:
Высокая чувствительность для обнаружения небольших повреждений ДНК
Меньше требований к количеству ячеек для проб
Высокая адаптируемость, низкая стоимость и простота в эксплуатации.
Для тестов требуется меньше реагентов
Короткое время, необходимое для завершения теста
Тест на аномалии спермы мыши
Созревание и морфологическое развитие спермы регулируются генами. Генные мутации приводят к увеличению степени деформации сперматозоидов. Изучая морфологические изменения, такие как головки и хвосты сперматозоидов, можно обнаружить мутагенные эффекты химических веществ.
Новые разработки в методах наблюдения
Система обнаружения мутагенности трансгенных мышей:
Используя челночные векторы для переноса между прокариотами и эукариотами, трансгенные животные, несущие пригодные для вторичной переработки целевые генные векторы, обеспечивают систему обнаружения генов млекопитающих для измерения скорости спонтанных и индуцированных мутаций и анализа тканевой специфичности и последовательности изменений генов для выяснения причин. молекулярные механизмы репарации ДНК, генотоксичности, мутаций и канцерогенеза
Технология автоматического обнаружения микроядер
флуоресценция, гибридизация in situ
Применение технологий молекулярной биологии для обнаружения мутаций генов
секвенирование ДНК
ПЦР-анализ однонитевого конформационного полиморфизма
ДНК-чип
Тест на мутагенность трансгенных животных
Рекомендованная ICH испытательная комиссия для тестирования фармацевтических продуктов на генотоксичность
Бактериальный тест на обратную мутацию
Тест на аберрацию хромосомы клеток млекопитающих in vitro или tk-тест лимфоцитов мыши in vitro
Тест на повреждение хромосом гемопоэтических клеток грызунов in vivo (тест на хромосомные аберрации клеток костного мозга или микроядерный тест полихроматических эритроцитов периферической крови)
Некоторые проблемы в тестах на мутагенность
Задайте контрольные вопросы
Отрицательный контроль: пустой контроль или контроль с растворителем. За исключением отсутствия факторов обработки, остальные условия должны быть точно такими же, как в экспериментальной группе.
Положительный контроль: использование вещества, вызывающего положительную реакцию, в качестве контроля.
Система активации теста in vitro
S9: Гомогенат печени, приготовленный после обработки индуктором ферментов, 9000 г. К супернатанту, полученному центрифугированием, добавляют соответствующий буфер и вспомогательное вещество. Факторы, преимущественно содержащие оксидазу смешанной функции (МФО)
недостатки
Клетки млекопитающих: используйте интактные клетки, культивированные совместно с тестируемыми бактериями или клетками. Он имеет полную клеточную структуру, различные ферменты и эндогенные кофакторы, а его метаболическая способность лучше, чем у S9.
Очищенные ферменты и генная инженерия
Системы активации in vitro не могут полностью заменить метаболизм млекопитающих.
Некоторые ткани различаются по своей реакции на активирующие или разрушающие химические вещества.
Нормальная флора пищеварительного тракта также участвует в метаболической активации у животных.
Вещества, индуцирующие ферментные системы, и вещества, изменяющие физиологическое состояние, могут изменять метаболизм токсикантов.
Баланс между активацией и детоксикацией in vitro отличается от такового у животных.
Дизайн максимальной дозы
Тестирование in vivo:
Максимальная доза, разрешенная растворимостью испытуемого вещества или путем воздействия количество. Если доза токсична, она не должна вызывать у животных Смерть, рост клеток-мишеней сильно подавляется или морфология клеток-мишеней изменяется. максимально переносимая доза, которая может повлиять на наблюдение
Тестирование in vitro:
(1) Содержание растворимых нетоксичных химикатов составляет 0,5 мг/мл или 0,5 ммоль/л для клеток и 0,5 мг на уровень для бактерий.
(2) Химические вещества, которые легко растворяются и обладают определенной токсичностью, должны быть явно токсичными для бактерий и должны снижать митотический индекс клеток более чем на 50% или плотность культивируемых клеток более чем на 50%.
(3) Небольшое количество осадков допускается для плохо растворимых химических веществ.
Оценка результатов теста
КК
Условия определения положительного результата
(1) Существует зависимость «доза-реакция».
(2) Одна или несколько групп наблюдаемых значений значительно отличаются от группы отрицательного контроля.
Условия оценки отрицательного результата
(1) Соответствие требованиям к расчету максимальной дозы.
(2) Разрыв между дозовыми группами не должен быть слишком большим, чтобы предотвратить обнаружение тестируемых веществ, обладающих мутационной способностью только в очень узком диапазоне.
Связь между тестом на мутагенность и тестом на канцерогенность
Тесты на мутагенность обнаруживают потенциальные канцерогены
Неопределенности в испытаниях на мутагенность