体内致突变试验——Pig-a基因突变试验概况和进展

Pig-a基因突变试验——研究与应用进展

李岩，霍娇，张立实

四川大学华西公共卫生学院，四川省食品安全监测与风险评估重点实验室

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遗传毒性评估是化学品和药品安全性评价的重要组成部分，现有致突变试验虽已很多，但仍不能完全满足毒理学安全性评价和风险评估的要求。近几年来，一项新的体内致突变试验——Pig-a基因突变试验受到广泛关注，该试验的检测终点为基因突变，且能够利用流式细胞术对人体突变细胞频率实现高通量检测。

Pig-a基因位于人类X染色体，编码N-乙酰氨基葡萄糖转移酶复合物，参与糖基磷脂酰肌醇（GPI）连接蛋白的早期合成。当Pig-a基因发生突变时，细胞不能正常合成GPI连接蛋白，致使造血干细胞最终分化的血细胞（包括红细胞等）表型缺失。Hall等学者收集患者外周血，用荧光标记的单抗与细胞GPI连接蛋白反应，使用流式细胞术（FCM)）检测未被荧光标记的突变细胞，根据表型缺失细胞的比例来诊断阵发性睡眠性血红蛋白尿症（PNH）。

鉴于对PNH中Pig-a基因的研究以及FCM对Pig-a基因表型缺失的成功检测，不少学者期望使用Pig-a基因作为体细胞突变实验的报告基因。目前已建立两种方法测定Pig-a基因突变率：流式细胞术或有限稀释法。

流式细胞术方法利用梯度离心液等方式富集目标细胞，利用荧光标记的抗体与目标细胞孵育，标记目标细胞，以及至少标记一种GPI连接蛋白标志物。之后利用散射光区分血小板、白细胞和红细胞，核酸染色还可用于区分正染红细胞和网织红细胞。

另一种检测方法为有限稀释法。淋巴细胞能够将前气单胞菌溶素转变为气单胞菌溶素，气单胞菌溶素能够与正常细胞GPI连接蛋白结合，导致细胞膜完整性受损以致细胞死亡。而Pig-a基因发生突变的细胞GPI连接蛋白缺失，因此得以存活。该方法利用ProAER作为选择物质，使发生突变T淋巴细胞在96孔板内克隆性生长，而未突变的细胞死亡。

Pig-a基因突变试验能够利用少量样本相对迅速地得到较为精确的结果，并节省实验室工作量。有学者将Pig-a基因突变试验、体内微核试验与28天重复剂量染毒试验结合应用，通过收集不同时间点外周血，同时检测同一动物同一靶组织的非整倍体诱变剂、染色体断裂诱变剂和基因突变诱变剂。该整合方法不仅可比较化学物对同一动物造成的不同遗传学终点损伤，还可以研究重复染毒对突变频率的影响，并且大量节省实验动物，实验过程更为简便快捷。

关键词：Pig-a基因，流式细胞术，遗传毒性