(中山毒理课件)致突变试验方法(预防)
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(中山毒理课件)致突变试验方法(预防)
TJMC 6
DNA原始损伤
• • • • • • • 彗星试验 SCE(姐妹染色单体交换试验) UDS(程序外DNA修复试验) 枯草杆菌DNA修复试验 SOS显色试验 原噬菌体诱导试验 酿酒酵母有丝分裂重组试验
TJMC 7
DNA碱基序列改变(基因突变)
• Ames试验 • Tk基因座或hgprt座突变试验 • 转基因动物试验
• 在DNA合成期,所有染色体均进行复制, 复制后形成两条姐妹染色单体。 • 姐妹染色单体交换(sister chromatid exchange,SCE)指染色体复制过程中同一 条染色体中的两条染色单体间发生遗传物 质的互换。可能与DNA的断裂和重接有关, 故可间接反映DNA损伤。
TJMC 31
• 原理:对于分裂的细胞,如将5-溴脱氧尿 嘧啶核苷(BrdU)加入合成的原料中,经 过2个分裂周期,两条染色单体的其中一条 的双股DNA链中的胸腺嘧啶核苷均被BrdU 取代,另一条只有一股被取代。此时,用 染色剂如吉姆萨和光处理,使双股含BrdU 的染色单体着色浅淡,而单股含BrdU的染 色单体着色深浓。在光镜下,可清晰分辨 出发生交换的染色单体。
TJMC 3
生物测试系统
• • • •
微生物 细菌、真菌、酵母菌等 昆虫 果蝇、蟾蜍等 哺乳动物细胞株 ( CHO、V79 、人类淋 巴细胞等) 整体哺乳动物(小鼠,大鼠等) 植物细胞 (紫露草,蚕豆根尖)
TJMC 4
一、致突变试验的基本问题
致突变试验的遗传学终点: DNA原始损伤 DNA碱基序列改变(基因突变)
平板掺入法:用作定量测定
表层培养基+指示菌±S9+受试物
阳 性 培养48小时 阴 性
TJMC 14
(一)Ames试验
卫生毒理学第八章化学致癌作用及其评价II课件
失活有不同程度关联。
6
7
➢ 肿瘤发生是一个多阶段的过程,通常涉及到多个基因。 ➢ 既有肿瘤抑制基因的失活,也有癌基因的活化,而且
活化或失活的基因不只是一种。 ➢ 癌基因异常可增强细胞的生长和增殖,
抑癌基因异常可消除细胞正常的生长抑制与分化。
7
8
癌基因
癌基因(oncogene)是指其编码的产物与细胞的恶 性转化有关的基因。
22
28
第四节 化学致癌作用的影响因素
23
29
PAHs分布极为广泛,空气、土壤、水、植物以及食物 中都发现了PAHs的存在。有许多苯并(a)芘污染源, 如工业废气,香烟烟雾,厨房油烟,烧烤和熏制食品 等。人群和动物研究均证实PAHs是人类肺癌及胃癌等 重要病因之一。然而并不是所有人接触PAHs都会产生 不良的健康效应,即使暴露的环境相同,年龄相近,有 些人患了肿瘤,而有些人却安然无恙。
✓ microRNA突变或异位表达与多种人类肿瘤相关。 ✓ microRNA可以起到肿瘤抑制基因或者癌基因的功能。
17
22
Nature 杂志评论称:由麻省理工学院和哈 佛大学等单位开展的这些研究“改变了癌症 遗传学的前景,开启了理解和诊断癌症的新 篇章,将引来肿瘤诊断的潜在革命”, “是肿瘤遗传学的新的里程碑”。
①基因突变试验:鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验(Ames试验 );
②染色体畸变试验:体外细胞系细胞遗传学分析,小鼠骨髓 微核试验,大鼠骨髓染色体畸变试验;
③原发性DNA损伤:DNA加合物,链断裂,DNA修复诱导 (细菌SOS反应,大鼠肝UDS诱导),SCE试验;
④体外细胞转化:叙利亚地鼠胚胎细胞,Balb/c 3T3细胞。
(二)哺乳动物短期致癌试验:
6
7
➢ 肿瘤发生是一个多阶段的过程,通常涉及到多个基因。 ➢ 既有肿瘤抑制基因的失活,也有癌基因的活化,而且
活化或失活的基因不只是一种。 ➢ 癌基因异常可增强细胞的生长和增殖,
抑癌基因异常可消除细胞正常的生长抑制与分化。
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癌基因
癌基因(oncogene)是指其编码的产物与细胞的恶 性转化有关的基因。
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28
第四节 化学致癌作用的影响因素
23
29
PAHs分布极为广泛,空气、土壤、水、植物以及食物 中都发现了PAHs的存在。有许多苯并(a)芘污染源, 如工业废气,香烟烟雾,厨房油烟,烧烤和熏制食品 等。人群和动物研究均证实PAHs是人类肺癌及胃癌等 重要病因之一。然而并不是所有人接触PAHs都会产生 不良的健康效应,即使暴露的环境相同,年龄相近,有 些人患了肿瘤,而有些人却安然无恙。
✓ microRNA突变或异位表达与多种人类肿瘤相关。 ✓ microRNA可以起到肿瘤抑制基因或者癌基因的功能。
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Nature 杂志评论称:由麻省理工学院和哈 佛大学等单位开展的这些研究“改变了癌症 遗传学的前景,开启了理解和诊断癌症的新 篇章,将引来肿瘤诊断的潜在革命”, “是肿瘤遗传学的新的里程碑”。
①基因突变试验:鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验(Ames试验 );
②染色体畸变试验:体外细胞系细胞遗传学分析,小鼠骨髓 微核试验,大鼠骨髓染色体畸变试验;
③原发性DNA损伤:DNA加合物,链断裂,DNA修复诱导 (细菌SOS反应,大鼠肝UDS诱导),SCE试验;
④体外细胞转化:叙利亚地鼠胚胎细胞,Balb/c 3T3细胞。
(二)哺乳动物短期致癌试验:
毒理学 第七章-致突变
三体记为 2n+1 单体记为 2n-1
单体型——45,x 41
减数分裂中染色体不分离
a 同源染色体不分离;b 姐妹染色单体不分离
42
21三体导致先天愚型(Down氏综合征) Down综合征与母亲年龄 43
2.多倍体 (euploid)
正常是2n 染色体数目以染色体组为单位成倍增加, 如形成三倍体(triploid): 3n为69条染色体 四倍体(tetroploid)等: 4n为92条染色体。
50
2. 平面大分子嵌入DNA链
以非共价结合(静电吸附)形式嵌入DNA 的碱基之间,造成碱基对的缺失或者额外碱基 对的增加,引起移码突变
a:臂内倒位
b:臂间倒位
31
染色体倒位可能会导致自然流产、不 孕不育、畸胎等不良妊娠结局
32
4) 易位(translocation)
一个染色体片段的位置改变了 染色体发生断裂,断裂片段接到非同源染色体上
相互易位
33
慢性粒细胞白血病, 人第22号染色体和第 14号染色体易位
34
缺失 重复 倒位 易位
鸟嘌呤(G)6位氧(O6)上的烷化,不与胞嘧啶(C)配 对,而是与胸腺嘧啶(T)配对。烷化剂引起的DNA碱基 对的改变G:C-A:T
鸟嘌呤脱落,留下无嘌呤或无嘧啶(AP)位点,其他碱 基配上,引起突变
49
碱基脱落
鸟嘌呤甲基化后脱落,留下AP位点
鸟嘌呤N7位烷化作用的后果有( ) A鸟嘌呤脱落 B脱嘌呤 C作用碱基缺失 D移码突变 E以上都是
错义突变:突变后引起氨基酸序列改变 无义突变:突变成终止密码子,使肽链合
成提前终止(UAG,UAA,UGA) 同义突变:突变后不引起氨基酸序列改变
单体型——45,x 41
减数分裂中染色体不分离
a 同源染色体不分离;b 姐妹染色单体不分离
42
21三体导致先天愚型(Down氏综合征) Down综合征与母亲年龄 43
2.多倍体 (euploid)
正常是2n 染色体数目以染色体组为单位成倍增加, 如形成三倍体(triploid): 3n为69条染色体 四倍体(tetroploid)等: 4n为92条染色体。
50
2. 平面大分子嵌入DNA链
以非共价结合(静电吸附)形式嵌入DNA 的碱基之间,造成碱基对的缺失或者额外碱基 对的增加,引起移码突变
a:臂内倒位
b:臂间倒位
31
染色体倒位可能会导致自然流产、不 孕不育、畸胎等不良妊娠结局
32
4) 易位(translocation)
一个染色体片段的位置改变了 染色体发生断裂,断裂片段接到非同源染色体上
相互易位
33
慢性粒细胞白血病, 人第22号染色体和第 14号染色体易位
34
缺失 重复 倒位 易位
鸟嘌呤(G)6位氧(O6)上的烷化,不与胞嘧啶(C)配 对,而是与胸腺嘧啶(T)配对。烷化剂引起的DNA碱基 对的改变G:C-A:T
鸟嘌呤脱落,留下无嘌呤或无嘧啶(AP)位点,其他碱 基配上,引起突变
49
碱基脱落
鸟嘌呤甲基化后脱落,留下AP位点
鸟嘌呤N7位烷化作用的后果有( ) A鸟嘌呤脱落 B脱嘌呤 C作用碱基缺失 D移码突变 E以上都是
错义突变:突变后引起氨基酸序列改变 无义突变:突变成终止密码子,使肽链合
成提前终止(UAG,UAA,UGA) 同义突变:突变后不引起氨基酸序列改变
毒理学食物中化学物质的致突变作用及评价ppt课件
1、生殖细胞突变
致死性突变 显性致死:使卵子不能受精或突变配子与正
常配子结合后,在着床前或着床 后的早期胚胎死亡。 隐性致死:需要纯合子或半合子才能出现死 亡效应。
1、生殖细胞突变
非致死突变 ①产生遗传病。 ②对基因库的遗传负荷产生不良影响。 基因库是指某一物种的生育年龄群体于特
定时期能将遗传信息传至下一代的基因的 总和。 遗传负荷指基因库中携带的一定量的有害 基因。
间接致突变作用,即需要在体内代谢活化后,才具 有致突变作用。 ③化学毒物的致突变性有强,也有弱;有的在某一检 测系统中是强致突变物,而在另一系统中可能是弱 的致突变物。
入选原则: ①选择的遗传毒性试验应包括5种类型的遗传学终点。 ②实验指示生物应包括若干进化阶段的物种,既要包
括原核生物,又要包括真核生物。 ③体内试验与体外试验配合。 ④应包括生殖细胞和体细胞。 通常,对于一种受试物应当先用原核细胞或体细胞 的体外试验按遗传学终点合理配套进行试验,并对 有阳性结果的遗传学终点验证其在体内的真实性, 再行选用生殖细胞致突变试验进行遗传危害的评价。
2. 体外试验的活化系统
前致突变物:本身不具致突变性,经哺乳动物代谢 才转化成致突变物的化学物质。
①哺乳动物细胞介导:使用完整的细胞,特别是大鼠肝原代 细胞,与测试细菌或细胞一起培养。
②S9:经酶诱导剂处理后制备的肝匀浆,再经9000g离心分 离所得上清液,加上适当的缓冲液和辅助因子。
③纯化酶和基因工程。 纯化酶:纯化的细胞色素P450、谷光苷肽转 移酶、过氧化
二、染色体畸变
二、染色体畸变
指染色体的结构发生改变。 染色体型畸变:指两条染色单体都受损。 染色单体型畸变:指组成染色体的两条染
色单体中仅一条受损。 产生何种畸变,取决于损伤发生在DNA复制 前还是复制后。
致突变作用
v 受 试 物 如 不 溶 于 水 , 可 用 二 甲 基 亚 砜 (DMSO)或乙醇作溶剂,DMSO用量每皿不 超过0.5ml,乙醇不超过0.1ml。
36
v 对照组
v 用溶媒作阴性对照,已知致突变原作阳性对照。 v 对需使用间接诱变物作对照时,应注意平行设
加S9与不加S9的对照,以证实其为间接诱变物。
z 本身不引起突变,必须在体内经过代谢活化 后才具有致突变作用的外源化合物,则称为 间接致突变物(indirect mutagen)。
20
突变的不良后果
突变的不良后果
体细胞突变
生殖细胞突变
癌致 变畸
配
自先
衰
子死发天
老
死胎流畸
亡
产形
21
药物致突变作用的检测方法
z 用短期致突变试验来预测化学物质潜在致癌性 的设想,自70年代以来逐步得到证实,并为世 界所公认。据不完全统计,70年代发展和建立 起来的短期致突变方法多达100多种,但均各有 优缺点,需要不同检测方法的互相补充和引证。
23
z 优点: 1.可用来作为诱变指示物的微生物有噬菌体、
细菌和真菌等。 2.微生物具有繁殖快、个体数量多、容易观察
检出等特点,而且方法较为敏感、检出率较高、 试验周期短、费用也较低。
24
缺点:
1.微生物是单细胞生物,与哺乳动物及人类有 较大的差别,例如核结构不同、DNA裸露而且 数量少、分子小、对化学诱变原不能进行代谢 活化或降解以及缺乏免疫系统等。
v 同法滴加四环素溶液,可鉴定PAQ1质粒。
33
⑤ 自发回变数测定:受试菌株在保存或培养 过程中,能产生自发回变。
v 不 同 菌 株 的 自 发 回 变 数 有 一 定 范 围, T A97( 9 0 ~ 1 8 0 ) 、 T A98( 1 5 ~ 6 0 ) 、 TA100(75~200)、TA102 (240~360)。
36
v 对照组
v 用溶媒作阴性对照,已知致突变原作阳性对照。 v 对需使用间接诱变物作对照时,应注意平行设
加S9与不加S9的对照,以证实其为间接诱变物。
z 本身不引起突变,必须在体内经过代谢活化 后才具有致突变作用的外源化合物,则称为 间接致突变物(indirect mutagen)。
20
突变的不良后果
突变的不良后果
体细胞突变
生殖细胞突变
癌致 变畸
配
自先
衰
子死发天
老
死胎流畸
亡
产形
21
药物致突变作用的检测方法
z 用短期致突变试验来预测化学物质潜在致癌性 的设想,自70年代以来逐步得到证实,并为世 界所公认。据不完全统计,70年代发展和建立 起来的短期致突变方法多达100多种,但均各有 优缺点,需要不同检测方法的互相补充和引证。
23
z 优点: 1.可用来作为诱变指示物的微生物有噬菌体、
细菌和真菌等。 2.微生物具有繁殖快、个体数量多、容易观察
检出等特点,而且方法较为敏感、检出率较高、 试验周期短、费用也较低。
24
缺点:
1.微生物是单细胞生物,与哺乳动物及人类有 较大的差别,例如核结构不同、DNA裸露而且 数量少、分子小、对化学诱变原不能进行代谢 活化或降解以及缺乏免疫系统等。
v 同法滴加四环素溶液,可鉴定PAQ1质粒。
33
⑤ 自发回变数测定:受试菌株在保存或培养 过程中,能产生自发回变。
v 不 同 菌 株 的 自 发 回 变 数 有 一 定 范 围, T A97( 9 0 ~ 1 8 0 ) 、 T A98( 1 5 ~ 6 0 ) 、 TA100(75~200)、TA102 (240~360)。
关于化学毒物致突变作用课件
减数分裂(meiosis)指通过两个细胞周期使染色体数目减少一 半的细胞分裂方式。它是一种特殊的有丝分裂。其细胞核分裂两 次,而染色体只复制一次,经过分裂后染色体数目减少一半,变 成单倍体(haploid)。
第二节 化学毒物致突变的类型
有三类遗传学损伤,即基因突变、染色体畸变及染色体数目 改变。这些损伤多因DNA受损所致,也可能因DNA以外的靶组织受 损。通常以光学显微镜的分辨率0.2 µm,来区分基因突变和染色 体畸变。因突变是用光学显微镜观察不到,须通过生长发育、生 化、形态等表型改变来判断,而染色体畸变和数目变化可用光学 显微镜进行观察。
即染色体畸变(chromosome aberration)。简单地说,突变的发 生及其过程即为致突变作用。能够引起突变的物质称为致突变物 (mutagen)。 二、遗传学基础 1.DNA与基因
在真核细胞中,遗传信息储存在核内的DNA链上,DNA是大分 子物质,由脱氧核糖、磷酸及碱基组成,其基本成分为四种核苷 酸,形成双螺旋结构。基因
生殖细胞(germ cell)往往是单倍体,其染色体改变即突变可传给 下一代。突变的生殖细胞根据其在二倍体中的表达,分为显性或 隐性。显性突变无论纯合子,还是杂合子均会出现表型异常;隐 性突变如为纯合子,将出现表型异常,若为杂合子,则为表型正 常的携带者。
4.基因型与表型 基因型系指控制生物性状的基因组成,它是生物体的遗传组
在间期细胞核中,一般没有染色体结构,只有在细胞分裂时, 染色质才螺旋化并折叠成染色体(chromosome),故染色质与染色 体是由相同物质组成的;染色体存在于细胞中,通常只有在细胞 分裂时经过特殊染色才能清楚地看到。
染色体与基因有着平行的关系,表现为:①染色体可以在显 微镜下看到,有一定的形态结构。基因是遗传学的单位,每对基 因在杂交中仍保持它们的完整性和独立性。
毒理07化学毒物致突变作用
鼠伤寒沙门菌野生型(原养型)←→组氨酸营养缺陷型突变株(his+) 回复突变 (his)
如果受试物处理组回变菌落数显著超过阴性对照组;并有剂量反应关系,即可判定受试物为鼠伤寒沙门菌的致突变物。
Ames试验中使用的标准菌株为TA97、TA98、TA 100和TA 102。his-突变外,附加突变:①深粗糙型突变(rfa)、②切除修复基因uvrB缺失(△uvrB)和③抗药因子(R因子即抗氨苄青霉素的PKMl01质粒和抗四环素的PAQ1质粒)。
A.遗传负荷增加
B.衰老
C.肿瘤
D.动脉粥样硬化
E.癌症
[答疑编号111070103:针对该题提问]
『正确答案』A
4.微核试验可用于检测( )
A.DNA加合物
B.引起核碎的遗传毒物
C.断裂剂
D.引起碱基置换的遗传毒物
A1 型题
1.易位是( )
A.当某一染色体发生两次断裂后,其中间节段倒转180°再重接
B.从某个染色体断下的节段接到另一染色体上
C.在同一染色体内染色单体交换
D.在不同染色体间染色单体交换
E.染色体发生一次或多次断裂而不重接
[答疑编号111070101:针对该题提问]
微核是染色体断片或因纺锤体受损伤而迟滞的整个染色体,分裂的后期仍留在子细胞的胞质内。检测断裂剂和有丝分裂毒物。
常用的是啮齿类动物骨髓嗜多染红细胞。在主核排出时微核可留在胞浆中。
3.染色体畸变试验
细胞遗传学检验,即制备中期相染色体标本,在光镜下观察染色体形态结构和数目改变。遗传学终点为染色体畸变。
第七单元 化学毒物致突变作用
答案:隐藏
答案:显示 字体:大 中 小 打印:省纸版>> 清晰版>> 自定义>>
如果受试物处理组回变菌落数显著超过阴性对照组;并有剂量反应关系,即可判定受试物为鼠伤寒沙门菌的致突变物。
Ames试验中使用的标准菌株为TA97、TA98、TA 100和TA 102。his-突变外,附加突变:①深粗糙型突变(rfa)、②切除修复基因uvrB缺失(△uvrB)和③抗药因子(R因子即抗氨苄青霉素的PKMl01质粒和抗四环素的PAQ1质粒)。
A.遗传负荷增加
B.衰老
C.肿瘤
D.动脉粥样硬化
E.癌症
[答疑编号111070103:针对该题提问]
『正确答案』A
4.微核试验可用于检测( )
A.DNA加合物
B.引起核碎的遗传毒物
C.断裂剂
D.引起碱基置换的遗传毒物
A1 型题
1.易位是( )
A.当某一染色体发生两次断裂后,其中间节段倒转180°再重接
B.从某个染色体断下的节段接到另一染色体上
C.在同一染色体内染色单体交换
D.在不同染色体间染色单体交换
E.染色体发生一次或多次断裂而不重接
[答疑编号111070101:针对该题提问]
微核是染色体断片或因纺锤体受损伤而迟滞的整个染色体,分裂的后期仍留在子细胞的胞质内。检测断裂剂和有丝分裂毒物。
常用的是啮齿类动物骨髓嗜多染红细胞。在主核排出时微核可留在胞浆中。
3.染色体畸变试验
细胞遗传学检验,即制备中期相染色体标本,在光镜下观察染色体形态结构和数目改变。遗传学终点为染色体畸变。
第七单元 化学毒物致突变作用
答案:隐藏
答案:显示 字体:大 中 小 打印:省纸版>> 清晰版>> 自定义>>
外源化学物致突变作用PPT课件
第23页/共108页
• ③ 无义突变:碱基取代的结果是使mRNA上的密码子 转变成为终止密码UAA、UAG、UGA时,出现翻译过 程停止,肽链延长提前结束。 • 链终止突变:指无义突变使肽链过早终止。
第24页/共108页
• ④终止密码突变:碱基取代的结果是使mRNA的终止密 码转变成某种氨基酸的密码,则合成的肽链将延长到出 现下一个终止密码才结束。 • 延长突变:指如果终止密码子因突变而为氨基酸编码, 结果产生过长的肽链的现象。
• 转换(transition):指原来的嘌呤被另一个嘌呤所取代 或原来的嘧啶被另一个嘧啶所取代。
• 颠换(transvertion):指原来的嘌呤被另一个嘧啶所取 代或原来的嘧啶被另一个嘌呤所取代。
第21页/共108页
碱基置换的后果
• ① 同义突变:一个氨基酸可有2-6种密码子,当密码 子的一个碱基被另一个碱基所取代时,密码子的意义恰 恰没有改变,即同义突变。
• 染色体畸变 (chromosome aberration):染色体的结构 及数目改变,可用光学显微镜进行观察。 • 染色体结构改变 • 染色体数目改变
第17页/共108页
一、基因突变
• 基因突变:指基因中DNA序列的变化。因为基因突变限 制在一个特定的部位,故称为点突变(point mutation)。
• 突变基因:存在突变的基因 野生型基因:没有发生突变的基因
• 基因突变可分为两种类型: • 碱基置换(base substitution) • 移码突变 (frame shift mutation)
第18页/共108页
一、基因突变
• 1.碱基置换(base substitution)
• 某一碱基配对性能改变或脱落所致的突变。 • 当DNA链上某一碱基由于致突变物作用而脱落或其配
• ③ 无义突变:碱基取代的结果是使mRNA上的密码子 转变成为终止密码UAA、UAG、UGA时,出现翻译过 程停止,肽链延长提前结束。 • 链终止突变:指无义突变使肽链过早终止。
第24页/共108页
• ④终止密码突变:碱基取代的结果是使mRNA的终止密 码转变成某种氨基酸的密码,则合成的肽链将延长到出 现下一个终止密码才结束。 • 延长突变:指如果终止密码子因突变而为氨基酸编码, 结果产生过长的肽链的现象。
• 转换(transition):指原来的嘌呤被另一个嘌呤所取代 或原来的嘧啶被另一个嘧啶所取代。
• 颠换(transvertion):指原来的嘌呤被另一个嘧啶所取 代或原来的嘧啶被另一个嘌呤所取代。
第21页/共108页
碱基置换的后果
• ① 同义突变:一个氨基酸可有2-6种密码子,当密码 子的一个碱基被另一个碱基所取代时,密码子的意义恰 恰没有改变,即同义突变。
• 染色体畸变 (chromosome aberration):染色体的结构 及数目改变,可用光学显微镜进行观察。 • 染色体结构改变 • 染色体数目改变
第17页/共108页
一、基因突变
• 基因突变:指基因中DNA序列的变化。因为基因突变限 制在一个特定的部位,故称为点突变(point mutation)。
• 突变基因:存在突变的基因 野生型基因:没有发生突变的基因
• 基因突变可分为两种类型: • 碱基置换(base substitution) • 移码突变 (frame shift mutation)
第18页/共108页
一、基因突变
• 1.碱基置换(base substitution)
• 某一碱基配对性能改变或脱落所致的突变。 • 当DNA链上某一碱基由于致突变物作用而脱落或其配
最新第17章 致突变作用的研究及其实验方法.讲学课件
秋水仙效应 核内复制 异常纺缍体形成 染色体不浓缩及粘着性染色体 染色体提前凝缩
18
第四节 致突变试验检测方法
(一) 基因突变检测方法 (二) 染色体畸变测试 (三) DNA损伤的测试
19
(一)基因突变检测方法
1 微生物分析 沙门氏菌/组氨酸回复突变分析 大肠杆菌Trp回复突变分析 酵母菌正向/回复突变分析
25
(三) DNA损伤的测试
F. 姐妹染色单体交换
26
第五节 药物的致突变性及检测条件
一、药物的致突变试验的检测条件
与已知的或可疑的诱变剂有关的化合物 动物实验中表现出某些毒性反应的化合物 临床疗程长的药物 在大部分人群中使用的药物 一般用于预防的药物 普遍滥用的药物 以高浓度与精子接触的药物
诱变物
生殖细胞
单个突变
反复性突变
回复突变
遗传负荷
10
三、 突变的后果
(二)体细胞突变的后果
➢ 肿瘤 ➢ 动脉硬化 ➢ 细胞老化 ➢ 细胞发育及分化障碍
(三)生殖细胞突变的后果
➢ 可遗传变化 ➢ 不可遗传变化
11
四、抗突变作用
12
第三节 突变作用的分子机理
➢ 直接作用于DNA ➢ 干扰有丝分裂
13
B. 哺乳动物活体细胞遗传学分析 大鼠、小鼠或中国地鼠的骨髓细胞
2 染色体数目改变的检测 A.非整倍体检测 B. 多倍体检测
23
24
(三) DNA损伤的测试
A. DNA链断裂 B. 体细胞重组效应分析(UDS) C. DNA加合物的检测 D. DNA修复的检测 E. 单细胞凝胶电泳 F. 姐妹染色单体交换
+
++
哺乳动物培养细胞染 色体畸变试验
18
第四节 致突变试验检测方法
(一) 基因突变检测方法 (二) 染色体畸变测试 (三) DNA损伤的测试
19
(一)基因突变检测方法
1 微生物分析 沙门氏菌/组氨酸回复突变分析 大肠杆菌Trp回复突变分析 酵母菌正向/回复突变分析
25
(三) DNA损伤的测试
F. 姐妹染色单体交换
26
第五节 药物的致突变性及检测条件
一、药物的致突变试验的检测条件
与已知的或可疑的诱变剂有关的化合物 动物实验中表现出某些毒性反应的化合物 临床疗程长的药物 在大部分人群中使用的药物 一般用于预防的药物 普遍滥用的药物 以高浓度与精子接触的药物
诱变物
生殖细胞
单个突变
反复性突变
回复突变
遗传负荷
10
三、 突变的后果
(二)体细胞突变的后果
➢ 肿瘤 ➢ 动脉硬化 ➢ 细胞老化 ➢ 细胞发育及分化障碍
(三)生殖细胞突变的后果
➢ 可遗传变化 ➢ 不可遗传变化
11
四、抗突变作用
12
第三节 突变作用的分子机理
➢ 直接作用于DNA ➢ 干扰有丝分裂
13
B. 哺乳动物活体细胞遗传学分析 大鼠、小鼠或中国地鼠的骨髓细胞
2 染色体数目改变的检测 A.非整倍体检测 B. 多倍体检测
23
24
(三) DNA损伤的测试
A. DNA链断裂 B. 体细胞重组效应分析(UDS) C. DNA加合物的检测 D. DNA修复的检测 E. 单细胞凝胶电泳 F. 姐妹染色单体交换
+
++
哺乳动物培养细胞染 色体畸变试验
《动物毒理学》课件:第六章 特殊毒性作用
❖ 1968年,日本上野制药公司合成出AF2 ❖ 高效杀菌的新型硝基类化合物 ❖ 当时称为:划时代食品防腐剂
❖ 通过了大阪大学医学系病理学教研室的急、慢性 毒性试验
❖ 厚生省的批准,商品化,广泛应用了几年 ❖ 1973年的9月,第二次日本环境诱变剂会上,认为
AF2有遗传毒性 ❖ 1974年8月证实了具有致癌性,禁止 ❖ 专家:即使禁止使用10年后,日本人的消化器官
基因突变(1)——碱基置换
❖ 碱基替换:指DNA分子中一个碱基被另 一个不同的碱基所替换。
转换:嘌呤 颠换:嘌呤
嘌呤,嘧啶 嘧啶
嘧啶
1) 同义突变
同义突变 (Synonymous mutation):由于密码子 具有兼并性,单个碱基置换后密码子所编码的是同 一种氨基酸 ,表型不改变。
亮氨酸
❖ 正常 AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG … DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro
事件
作者
发现X射线可以改变生殖细胞的 DeVries 遗传物质
用X射线照射果蝇发现可以引起 Muller 基因突变
发现芥子气可诱发基因和染色体 Averbach &
畸变
Robson
用X射线可诱发小鼠突变
化学物可诱发小鼠突变
Russed
成立国际环境诱变剂学会
Guttanach
例:日本新型食品防腐剂AF2
❖ 同义突变 AGT CAG CAG CAG TTT TTG CGT AAC CCG … DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro
2) 错义突变
错义突变 (Missense mutation):DNA分子中的碱 基置换后,形成新的密码子,从而导致所编码的氨 基酸发生改变,产生活性降低、无活性或无功能的 蛋白质。
❖ 通过了大阪大学医学系病理学教研室的急、慢性 毒性试验
❖ 厚生省的批准,商品化,广泛应用了几年 ❖ 1973年的9月,第二次日本环境诱变剂会上,认为
AF2有遗传毒性 ❖ 1974年8月证实了具有致癌性,禁止 ❖ 专家:即使禁止使用10年后,日本人的消化器官
基因突变(1)——碱基置换
❖ 碱基替换:指DNA分子中一个碱基被另 一个不同的碱基所替换。
转换:嘌呤 颠换:嘌呤
嘌呤,嘧啶 嘧啶
嘧啶
1) 同义突变
同义突变 (Synonymous mutation):由于密码子 具有兼并性,单个碱基置换后密码子所编码的是同 一种氨基酸 ,表型不改变。
亮氨酸
❖ 正常 AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG … DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro
事件
作者
发现X射线可以改变生殖细胞的 DeVries 遗传物质
用X射线照射果蝇发现可以引起 Muller 基因突变
发现芥子气可诱发基因和染色体 Averbach &
畸变
Robson
用X射线可诱发小鼠突变
化学物可诱发小鼠突变
Russed
成立国际环境诱变剂学会
Guttanach
例:日本新型食品防腐剂AF2
❖ 同义突变 AGT CAG CAG CAG TTT TTG CGT AAC CCG … DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro
2) 错义突变
错义突变 (Missense mutation):DNA分子中的碱 基置换后,形成新的密码子,从而导致所编码的氨 基酸发生改变,产生活性降低、无活性或无功能的 蛋白质。
化学毒物的致突变作用精品课件
亚硝酸、丝裂霉素C等使形成DNA—DNA交联使复制时不 能解链,DNA复制和转录完全停止,细胞死亡。
烷化剂、苯并芘、砷化物、醛类化合物、一些重金属等与 DNA的核蛋白交联形成DNA—蛋白质交联物对DNA构象与 功能造成严重影响。
DNA加合物的形成可活化癌基因,影响调节基因和抑癌基 因的表达。
(二)不以DNA为靶的间接诱变
(1)什么是细菌回复突变试验? 以营养缺陷型的突变体菌株为指示生
易位(转座):染色体的某一片段移 接到另一非同源染色体上
缺失:染色体中某 一片段的缺失
重复:染色体中增加了 某一片段
X染色体某一区段的重复,会 导致果蝇由正常的卵圆眼变 为棒状眼的变异,或眼睛更 窄小的“超棒眼”。
卵圆眼
棒状眼
超棒眼
染色体数目异常
§3 பைடு நூலகம்突变的机理
一、DNA的损伤
• 以DNA为靶的直接诱 变
转换 颠换 插入
丢失
突
倒位
变
易位
染色体畸变
缺失
染色体数 目异常
重复
碱基置换
移码
大段损伤
• 大片段损伤是指DNA链大段缺失或插入。 这种损伤有时可跨越两个或数个基因,但 所缺失的片段仍远小于光镜下所能观察到 的染色体变化,故又可称为小缺失。
倒位(逆位): 染色体在某一片 段的位置颠倒了 180°
§5 化学毒物致突变作用的研究方法
• 基因突变和染色体畸变的检测可直接反映化学毒 物的致突变性,是评价化学毒物致突变性唯一可 靠的方法。还有许多试验所观察到的现象并不反 映基因突变、染色体畸变和染色体分离异常,而 仅反映致突变过程中发生的其他事件。因此将试 验观察到的现象所反映的各种事件称为遗传学终 点。
烷化剂、苯并芘、砷化物、醛类化合物、一些重金属等与 DNA的核蛋白交联形成DNA—蛋白质交联物对DNA构象与 功能造成严重影响。
DNA加合物的形成可活化癌基因,影响调节基因和抑癌基 因的表达。
(二)不以DNA为靶的间接诱变
(1)什么是细菌回复突变试验? 以营养缺陷型的突变体菌株为指示生
易位(转座):染色体的某一片段移 接到另一非同源染色体上
缺失:染色体中某 一片段的缺失
重复:染色体中增加了 某一片段
X染色体某一区段的重复,会 导致果蝇由正常的卵圆眼变 为棒状眼的变异,或眼睛更 窄小的“超棒眼”。
卵圆眼
棒状眼
超棒眼
染色体数目异常
§3 பைடு நூலகம்突变的机理
一、DNA的损伤
• 以DNA为靶的直接诱 变
转换 颠换 插入
丢失
突
倒位
变
易位
染色体畸变
缺失
染色体数 目异常
重复
碱基置换
移码
大段损伤
• 大片段损伤是指DNA链大段缺失或插入。 这种损伤有时可跨越两个或数个基因,但 所缺失的片段仍远小于光镜下所能观察到 的染色体变化,故又可称为小缺失。
倒位(逆位): 染色体在某一片 段的位置颠倒了 180°
§5 化学毒物致突变作用的研究方法
• 基因突变和染色体畸变的检测可直接反映化学毒 物的致突变性,是评价化学毒物致突变性唯一可 靠的方法。还有许多试验所观察到的现象并不反 映基因突变、染色体畸变和染色体分离异常,而 仅反映致突变过程中发生的其他事件。因此将试 验观察到的现象所反映的各种事件称为遗传学终 点。
第八章外源化学物致突变作用ppt课件
二、致突变试验中的一些问题
1. 阴性和阳性对照的设立 2. 体外试验的活化系统 S9 3. 致突变试验与致癌试验的关系
4.试验结果在毒理学安全性评价中的 作用。
质量控制 a)阴性对照组和阳性对照组的设立 b)盲法观察; c)资料处理; d)实验结果重现性。 阴性结果判定条件 阳性结果判定条件
三、常用的致突变试 验方法
受试组回变菌落数≥阴性对照组回变菌落 数的2倍,并有剂量反应关系或至少某一测试 点有可重复的并有统计学意义的阳性反应.
▲ 点试法: 如受试物点样纸片周围长出较多密集的回
变菌落,与阴性对照组相比有明显区别.
结果报告(平板掺入法) 阳性结果至少重复试验共3次,阴性结果
至少重复试验共2次,才能作出判断.
2.多倍体 ——细胞染色体数目成倍增加。 (三倍体,四倍体等)
第三节 化学毒物致突变作用的
机制及后果
一、机制
(一)引起DNA突变
1.碱基损伤 1)碱基错配 2)碱基类似物的取代 3)碱基的结构改变或破坏 4)平面大分子嵌入DNA链
2。DNA链受损 1)二聚体的形成 2)DNA加合物形成 3)DNA-蛋白质交联物形成
毒理学基础
第八章 外源化学物的致突变作用
第一节 概述
一、基本概念
1. 变异(variation)-----由于遗传物质在自我复 制过程 中的偶而失误,或由于个体发育与 生存受到变化的内外环境条件的影响,一 种物种在个体或历代间的性状出现不同 程度的差异.
2. 突 变 ( mutation ) ——因遗传结构本 身的改变及其引起的变异(可遗传的 变异)。
本试验使用的TK座位杂合子(TK+/-)细胞, 它单步正相突变就会形成TK+/-表型,失去 TK活性,获得TFT抗性,即能像杂合子一 样利用从头合成途径在普通培养基中生长, 又能在TFT选择性培养基中存活,此时存 活的即为自发或致突变的TK+/-集落.
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TJMC 11
三、重要的致突变试验
(一)Ames试验 (鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验)
1. 原理: 是利用鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸营养缺陷型菌株 发生回复突变的性能来检测物质致突变性的方法。常用的组 氨酸缺陷型沙门氏菌,均各含有控制组氨酸合成的基因,当 培养基中不含有组氨酸时它们不能生长。但在受到某些致突 变物作用时,菌体内DNA 特定部位发生基因突变而回复为野 生型菌,此时,培养基中不含组氨酸该菌也能够生长。 2. 常用菌株:目前推荐使用
五、突变的后果
TJMC 2
第二节 致突变试验方法
一、致突变试验的基本问题
定义:确定化合物是否具有致突变作用的试验。 目的:检测化合物是否具有致突变作用 用以推测是否具有致癌、致畸等的可能性 为化合物的可使用性研究和卫生标准制定提供依据 基本原理:将化合物与生物测试系统接触,然后观察该生物 系统是否发生致突变性检测指标的改变,以判定其是否具有 致突变性。凡能使生物测试系统发生突变的化合物,即可认 为具有致突变作用。
第七章 外源化学物致突变作用
公共卫生学院卫生毒理学系
toxicology@
TJMC 1
第一节 致突变作用
一、基本概念 二、致突变的因素 三、突变的类型 四、致突变作用机制
第二节 致突变试验方法
一、致突变试验的基本问题 二、致突变试验的分类
三、重要的致突变试验
四、致突变试验方法的选择 利用
由于形成的园形或杏形结构较正常核小(小于正常间期 核的1/3~1/5,红细胞直径的1/20~1/5),故称为微核。
2. 方法
3. 结果分析 每个剂量组至少观察5000个细胞 细胞微核率(‰)
TJMC 20
微核嗜Leabharlann 染细胞TJMC 21(四)显性致死突变试验
1. 原理 显性致死是指在发育中的生殖细胞(精子)在
染色体完整性改变(染色体畸变)
染色体组畸变(非整倍体)
TJMC 5
• 遗传学终点(genetic endpoint): 指致突变试验的观察终点,因为不少致突 变试验的观察终点并不反映基因突变、染 色体畸变或染色体组畸变类型,而是反映 致突变过程中发生的其他事件。如微核是 检测断裂剂和部分非整倍体致突变剂。
TJMC 6
DNA原始损伤
• • • • • • • 彗星试验 SCE(姐妹染色单体交换试验) UDS(程序外DNA修复试验) 枯草杆菌DNA修复试验 SOS显色试验 原噬菌体诱导试验 酿酒酵母有丝分裂重组试验
TJMC 7
DNA碱基序列改变(基因突变)
• Ames试验 • Tk基因座或hgprt座突变试验 • 转基因动物试验
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染色体完整性改变(染色体畸变)
• 微核试验 • 染色体畸变分析
TJMC 9
染色体组畸变(非整倍体)
• 染色体畸变分析 • 显性致死试验 • 微核试验
TJMC 10
二、致突变试验的分类
根据检出的突变类型分类
根据生物测试系统分类
根据试验时间长短分类 根据试验进行的方式分类 根据发生突变的细胞分类 根据检测终点分类
1. 原理:将受试物与检测系统(动物或细胞)接触,然后直接 观察生物体的细胞染色体发生的结构或数目的改变。
可在体细胞(骨髓细胞、外周血细胞)或生殖细胞(精原细 胞)进行。可为体外试验,也可为体内试验。 2. 具体方法 3. 结果分析 每个剂量组至少观察500个中期分裂相细胞 细胞畸变率(%) 染色体畸变率(%)
致突变物的作用下发生了染色体损伤,从而使受精卵在发
育过程中死亡。由于发生在子 1 代,故称为显性致死。因 此,可以利用这一原理来检测化学物质的致突变性。 该试验是间接观察生殖细胞染色体损伤的方法。
TJMC 22
(四)显性致死突变试验 2. 方法 选择雄性成年动物(小鼠或大鼠)
并接触受试物(6天或3个月)
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断片
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染色体图像分析系统
染色体被自动排序
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(三)微核试验
1. 原理:细胞染色体在致突变物的作用下出现断裂,部分碎 片在有丝分裂末期不参入细胞核,而存留在间期细胞质内, 形成一个或几个园形或杏形结构,并保留一段时间。因此, 可以通过微核的检测推断受试物的致突变性。
与雌性动物(每周交换一批)同笼交配6~8周 同笼第17~19天处死雌鼠并取出子宫进行检查 (受孕情况,活胎数,早期死亡和晚期死亡胚胎数)
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(四)显性致死突变试验 3. 结果分析 最主要的观察指标是早期胚胎死亡数,它可以反映化合 物致突变作用的强弱。 受孕率(%)=(受孕鼠/交配雌鼠数)×100 总着床数=活胎数+早期胚胎死亡数+晚期胚胎死亡数
平板掺入法:用作定量测定
表层培养基+指示菌±S9+受试物
阳 性 培养48小时 阴 性
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(一)Ames试验
3. 化合物的测试及结果评价:
阳性结果判定: ①平均每皿回变菌落数为对照(自发回变菌落数)的2倍及以上 ②可重复性,用一个相应菌株重复 (阴性全套菌株重复); ③有剂量-反应关系。 试验中注意设立阳性和阴性对照组。
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(一)Ames试验 4. 试验的优缺点:
检出率较高、重现性好、简便、快速、经济;
使用S9,具有与体内相似的代谢特点; 固体、液体、气体样品均可检测; 微生物遗传密码甚少;远不及哺乳动物; 受试物需命中限定数目的靶基因,才能显示致突变活性。
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(二)染色体畸变分析
TJMC 3
生物测试系统
• • • •
微生物 细菌、真菌、酵母菌等 昆虫 果蝇、蟾蜍等 哺乳动物细胞株 ( CHO、V79 、人类淋 巴细胞等) 整体哺乳动物(小鼠,大鼠等) 植物细胞 (紫露草,蚕豆根尖)
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一、致突变试验的基本问题
致突变试验的遗传学终点: DNA原始损伤 DNA碱基序列改变(基因突变)
TA100 TA102 TA1535 TA97 TA98
(测试碱基置换) (测试移码突变)
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(一)Ames试验
3. 化合物的测试及结果评价:
点试法:用作定性试验,适用于短期大量筛选
表层培养基+指示菌±S9 受试物10μl
阳性
培养48小时 阴性
TJMC 13
(一)Ames试验
3. 化合物的测试及结果评价: