基于L5178Y细胞体外Pig-a基因突变试验方法的建立与初步探索

利用小鼠淋巴瘤细胞L5178Y tk+/--3.7.2C和阴性化合物Glc、NaCl及阳性化合物EMS、ENU、4-NQO、B(a)P建立并验证基于哺乳动物细胞的体外Pig-a基因突变检测方法。计算细胞相对倍增速率评价细胞毒性,抗体标记突变型细胞确定流式检测模板,L5178Y细胞经EMS处理后第4、8、12、16、20天检测Pig-a基因突变频率,确定最大突变频率发生时间点,免疫荧光技术检测CD90蛋白在细胞中的定位情况,采用PCR方法进行突变位点分析。结果表明(:1)Glc、NaCl、EMS、ENU、B(a)P、4-NQO所设浓度组RPD均大于50%。(2)Pig-a基因突变频率在给药后第8天出现峰值。Glc和NaCl致Pig-a基因突变频率均小于200×10-6,各浓度组与溶剂对照组间不存在显著性差异(P>0.05),EMS、ENU、B(a)P、4-NQO均可引起Pig-a基因突变频率增加,且与溶剂对照组相比存在显著性差异。(3)免疫荧光成像显示突变型细胞表面无CD90蛋白,野生型细胞正常表达CD45,CD90蛋白。(4)基因突变位点检测显示存在G→C、A→C、C→T三种突变类型。基于小鼠淋巴瘤L5178Y细胞分别在有无S9代谢活化条件下成功建立体外Pig-a基因突变的遗传毒性检测方法,旨为化合物体外遗传毒性评价或药物研发早期遗传毒性筛选提供新方法。

基于体外Pig-a基因突变试验的大黄素型蒽醌致突变风险评价

目的对相同母核结构的8种大黄素型蒽醌类化合物开展体外Pig-a基因突变试验,分析不同大黄素型蒽醌结构与致突变性的关联。方法L1578Y细胞分别与系列浓度的大黄素、芦荟大黄素、大黄素甲醚、大黄酚、大黄酸、羟基大黄素、大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷和芦荟大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷作用4 h(有S9)或24 h(无S9),给药24 h后应用细胞计数板进行计数,计算细胞相对倍增速率(RPD)评价受试物细胞毒性;细胞表达8 d后经APC-anti-CD45和PE-anti-CD90.2标定后,使用流式细胞仪检测突变细胞(CD45+CD90-)发生率。结果所有受试物在有或无S9代谢活化条件下所设浓度组RPD均大于50%,未见明显细胞毒性作用,可排除试验中假阳性结果。在非S9代谢活化条件下芦荟大黄素25μg·mL^(−1)组Pig-a基因突变率与溶媒对照组比较显著升高(P<0.001);S9代谢活化条件下,与溶剂对照组比较,大黄素50μg·mL^(−1)组,羟基大黄素6.25、12.5、25μg·mL^(−1)组,大黄酚25、50、100μg·mL^(−1)组和大黄酸12.5、25、50μg·mL^(−1)组Pig-a基因突变率显著升高(P<0.05、0.01、0.001)。结论羟基取代基的多寡及所在位点是蒽醌类化合物致突变性强弱的决定性因素,其体内致突变性及致癌性作用仍需进行大量体内研究证实。

Pig-a基因突变试验研究进展

Pig-a基因突变试验是利用流式细胞术或有限稀释克隆法检测细胞表面糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚链蛋白的缺失情况,并以Pig-a基因突变率的变化来评价受试物的遗传毒性。该试验能够跨物种跨组织检测体内多种类型的突变作用,并能有效整合至其他体内重复给药毒性试验实现多终点联合检测,在药物临床前安全性评价中具有非常广阔的应用前景,有望成为体内遗传毒性试验的新选择,从而弥补现有遗传毒性试验组合的不足。本文对Pig-a基因突变试验的研究进展等进行综述。

大黄素型单蒽酮基因突变风险评价

目的为评价大黄素型单蒽酮潜在遗传毒性致基因突变,分别开展miniAmes试验和体外Pig-a基因突变试验进行研究。方法 miniAmes试验:分别设置对照组(DMSO),单蒽酮(0.6、1.1、2.3、4.5、9μg/皿),阳性剂组,使用鼠伤寒沙门氏菌TA 97、TA 98、TA 100、TA 102、TA 1535、TA 1537和大肠杆菌WP2 uvrA分别在-S9和S9两种代谢状态下开展基于6孔板培养的细菌回复突变试验,48 h后计数突变菌落数。体外Pig-a基因突变试验:以L5178Y细胞为体系,非S9代谢条件:分别设对照组(1%DMSO),阳性剂(EMS 500μg/mL),单蒽酮(0.2μg/mL,0.39μg/mL,0.78μg/mL,1.56μg/mL),受试物处理4 h后计数,去除受试物更换培养,24 h后计数,表达8 d,表达期维持细胞密度在1×106~2×106个/mL,表达结束后进行抗体孵育流式检测。S9代谢条件:分别设对照组(1%DMSO),阳性剂(B(a)P 5μg/mL),单蒽酮(0.2μg/mL,0.39μg/mL,0.78μg/mL,1.56μg/mL),受试物处理4 h后,去除受试物更换培养,24 h后计数,表达8 d,表达期维持细胞密度在1×106~2×106个/mL,表达结束后进行抗体孵育流式检测。结果 Ames试验结果:非S9代谢活化条件下,单蒽酮可诱导TA97、TA1537回复突变菌落数与阴性对照组相比有所增加;S9代谢活化条件下,可诱导TA1537回复突变菌落数与阴性对照组相比有所增加。增加倍数超过阴性对照组的2~3倍,且上述结果均存在一定剂量相关变化趋势。体外Pig-a基因突变结果:非S9代谢活化条件下,单蒽酮浓度大于0.78μg/mL,Pig-a基因突变频率与溶媒对照组相比存在显著性差异(P <0.01),且存在剂量相关性。结论本研究条件下,大黄素型单蒽酮存在基因突变风险。

茜素型蒽醌化合物体外Pig-a基因突变性试验研究

目的对具有相同母核结构的7种茜素型蒽醌化合物开展体外Pig-a基因突变试验,分析不同茜素型蒽醌化合物取代基结构与其致突变性的关联。方法小鼠淋巴瘤细胞L5178Y(tk+/--3.7.2.C)分别与系列浓度的茜草素、异茜草素、甲基异茜草素、羟基茜草素、甲基异茜草素-1-甲醚、茜草素-1-甲醚和光泽汀作用4 h(有S9)或24 h(无S9),给药24 h后应用细胞计数仪进行计数,计算细胞相对倍增速率(RPD)评价受试物细胞毒性;细胞培养8 d后经APC-anti-CD45和PE-anti-CD90.2抗体孵育后,使用流式细胞仪检测细胞突变(CD45+CD90.2−)率。结果所有受试物在有或无代谢活化条件下所设浓度组RPD均大于50%,未见明显细胞毒性作用,可排除试验中假阳性结果。在无S9代谢活化条件下,光泽汀(16μg·mL^(−1))组、羟基茜草素(10μg·mL^(−1))组、甲基异茜草素-1-甲醚(31.25μg·mL^(−1))组Pig-a基因突变率与溶媒对照组比较显著升高(P<0.05、0.01、0.001);在有S9代谢活化条件下,光泽汀(4、8μg·mL^(−1))、羟基茜草素(10μg·mL^(−1))、茜草素-1-甲醚(3.75、15.00μg·mL^(−1))、甲基异茜草素(12.5、25.0、50.0、100.0μg·mL^(−1))、甲基异茜草素-1-甲醚(15、30、60μg·mL^(−1))、异茜草素(2.50、5.00μg·mL^(−1))组Pig-a基因突变率与溶媒对照组比较显著升高(P<0.05、0.01、0.001)。结论羟基取代基所在位点是茜素型蒽醌化合物致突变性强弱的决定性因素,其体内致突变性有待进一步确证。

大黄素和大黄酸的体外遗传毒性评价

目的:评价大黄素和大黄酸的体外遗传毒性。方法:使用不同浓度的大黄素和大黄酸(均分别为20、40、80、120μg/ml)处理人的类淋巴母细胞WTK1后,进行彗星实验、体外微核试验和TK基因突变试验。并设溶剂对照组和甲基甲烷磺酸(mthylmethane sulfonate,MMS)阳性对照组。结果:大黄素80和120μg/ml剂量组TK基因突变频率、细胞拖尾率及平均尾长均增高(P<0.05);大黄酸120μg/ml剂量组TK位点总突变频率增高(P<0.05)。结论:在本实验条件下,大黄素和大黄酸均表现出弱致突变作用。

体外微核试验与基因突变试验比较

目的通过2种方法检测3种市售染发剂,评价染发剂的遗传毒性并对最终结果进行比较。方法选用小鼠淋巴瘤细胞(L5178Y)为细胞系进行体外微核(MNvit)试验和TK基因突变试验(MLA),MNvit试验经过细胞制片、染色、显微镜观察计数进行结果分析,TK MLA通过计算突变频率(MF)分析受试物是否具有遗传毒性。结果 MNvit试验结果显示,3种染发剂的实验组微核率与阴性对照组比较均有显著性差异(P <0.05),确定MNvit试验为阳性。TK MLA结果显示3种染发剂与对照组比较差异具有显著性(P <0.05)。样品3的MNvit试验结果虽最终判定为阳性,但在活化系统存在时却没有出现阳性结果。结论通过对3种染发剂的检测,无论MNvit试验还是TK MLA,试验判定结果具有高度一致性。TK MLA耗时长,成本高,操作麻烦,可以考虑将MNvit试验作为遗传毒性另一种方法。但3种样品的体内微核试验结果却均为阴性,体外或体内微核试验用于检测染发剂的遗传毒性出现不同结果,有必要进一步探讨遗传毒性的测试组合。

基于L5178Y细胞的Pig-a基因突变试验方法学研究

目的:采用不同作用机制化合物研究基于L5178Y细胞体外Pig-a基因突变试验方法。方法:使用不同浓度范围的马兜铃酸I(aristolochic acid I,AAI)、N-亚硝基二乙胺(N-nitrosodiethylamine,NDEA)、甲磺酸甲酯(methyl methanesulfonate,MMS)、环磷酰胺(cyclophosphamide,CP)、秋水仙素(colchicine,COL)、丝裂霉素C(mitomycin C,MMC)、糖精、乙烯利、苯并芘[benzoa pyrene,B(a)P]和4-硝基喹啉-N-氧化物(4-nitroquinoline N-oxide,4-NQO)共10种化合物,分别与L5178Y细胞作用一段时间后表达8 d,细胞经APC抗CD45与PE抗CD90.2抗体孵育后使用流式细胞术收集100万个细胞并识别表型为CD90-/CD45^(+)突变细胞,并计算突变率。结果:致突变剂AAI、NDEA、MMS、MMC、B(a)P、4-NQO分别在无或有代谢活化条件下导致L5178Y细胞Pig-a基因突变率显著性升高,而需代谢活化的致突变剂CP、整倍体诱变剂COL、非遗传毒性致癌物乙烯利和糖精的试验结果为阴性。结论:基于L5178Y细胞的体外Pig-a基因突变检测方法可在无及有代谢活化条件下有效检出致突变剂,特异性和可靠性较高,在药物基因突变风险评价及机制研究领域具有不可或缺的价值。

多遗传学终点的遗传毒性试验组合的建立

目的:建立Ames波动试验、中国仓鼠肺成纤维(CHL)细胞体外微核试验和小鼠淋巴瘤细胞基因突变试验(MLA)方法,探讨其作为一套新的遗传毒性试验组合检测化合物诱变性的可能性。方法:在Ames波动试验中,用TA100沙门氏菌进行96孔板的Ames波动试验,非活化条件下以叠氮钠(SA)、活化条件下以环磷酰胺(CP)染毒处理,计数阳性孔数并进行卡方检验。在CHL细胞体外微核试验中,非活化条件下用丝裂霉素C(MMC)分别染毒处理4和24 h,活化条件下用CP染毒4 h,计数2 000个细胞中含微核的细胞数,并进行卡方检验。在MLA中,小鼠淋巴瘤细胞经清除自发突变后,非活化条件下用MMC、活化条件下用CP分别染毒处理3 h,计算相对存活率(RS)、相对悬浮增长率(RSG)、相对总增长率(RTG)、平板效率PE0、PE2、突变率(MF)、小集落比例(SC)。2结果:Ames波动试验中SA和CP在各自试验条件下阳性孔数均较对照组显著增加(χ>6.63,<0.01),量效关系明显。CHL细胞体2外微核试验中,MMC和CP在各自试验条件下均引起微核率显著升高(χ>6.63,P<0.01),量效关系明显。MLA中MMC和CP在各自+/-试验条件下均引起L5178Y 3.7.2C-tk细胞的PE、RS、RSG和RTG呈剂量依赖性下降,MF呈剂量依赖性升高,高出溶剂对照的2倍以上。结论:此3种短期遗传毒性试验方法可互为补充、相互验证,其组合应用可提高检出化合物遗传毒性的准确性,有望得到进一步推广应用。

遗传性非腺瘤病性结直肠癌结肠腺瘤病基因突变研究

目的 分析遗传性非腺瘤病性结直肠癌 ( hereditary non- polyposis colorectal cancers ,HN-PCC)结肠腺瘤病 ( adenomatous polyposis coli,APC)基因突变的特点及错配修复缺陷对其影响。方法采用体外蛋白合成试验和序列分析确定 19例 HNPCC病例 APC体细胞突变。结果 19例病例中有 11例( 13个突变点 )发生 APC突变 ,发生率为 5 8% ( 11/ 19) ,其中移码突变 9个 ,无义突变 4个 ,移码突变占多数( 6 9% )。所有移码突变表现为 1～ 2个碱基的缺失或插入 ,大多 ( 7/ 9)发生在简单核苷酸重复序列 ,特别是单腺苷酸重复序列 ( A) n( 5 / 9)。检出的由单个碱基替换而导致的无义突变都发生在 Cp G岛 ,表现为 C向 T的转换。结论 多于半数的 HNPCC发生 APC突变 ,其突变多发生在编码区单核苷酸重复序列 (移码突变 )或 Cp G岛 (点突变 )上 ,提示 APC基因失活在 HNPCC为常见的分子事件 ;错配修复缺陷所致的微卫星DNA不稳定性等内源性机理可能对

血液灌流器体外细胞毒性和遗传毒性试验方法研究

目的:研究一种适合于评价血液灌流器的细胞毒性和遗传毒性试验的方法。方法:选择含血清培养基作为浸提介质,采用灌注的方式分别在37℃振荡浸提24h和48h制备浸提液,然后用新鲜含血清培养基进行稀释,得到100%(未稀释)、50%、25%和12.5%浓度的浸提液,采用MTT法对其进行细胞毒性试验,分别采用体外哺乳动物细胞染色体畸变试验和体外哺乳动物细胞基因突变试验检测样品浸提液的遗传毒性。结果:细胞毒性试验:(1)采用灌注方式制备浸提液可行;(2)浸提原液(100%浓度)因其营养成分被吸附,会造成细胞毒性假阳性结果;(3)浓度为25%和12.5%的浸提液因其稀释倍数过大,浸提液中的毒性成分被稀释,会出现细胞毒性假阴性结果;(4)浓度为50%的浸提液适合细胞毒性评价,其既补充了营养成分,又不至于过度稀释,并且此浓度下的生理盐水对照的细胞存活率>80%,阳性对照的细胞存活率<30%,符合试验体系的要求。遗传毒性试验:(1)体外哺乳动物细胞基因突变试验中各个梯度相对存活率在60%~120%;(2)体外哺乳动物细胞染色体畸变试验中各个梯度染色体畸变率与阴性对照组相比在统计学上均无显著差异性。结论:该试验方法可用于灌流器的细胞毒性试验和遗传毒性试验。

亚硒酸钠对人和哺乳动物细胞、细菌的诱交作用研究及其致癌性的初步评估(摘要)

大量文献报道亚硒酸钠具有抗突变及致突变的双重生物效应,但各作者的实验结果有不一致现象。病因流行病学显示微量元素硒与人类肿瘤发生率呈负相关。为进一步探索硒的使用安全性,本研究利用体外培养人外周血淋巴细胞及活体小鼠、微生物三种系统,并从基因突变,染色体畸变(包括体细胞及生殖细胞),微核效应(包括经胎盘微核试验)。

天然药物成分致突变性风险预测与评价方法研究进展

天然药物成分复杂,无法逐一完成系统的致癌性风险评价及体内遗传毒性试验。鉴于计算机毒理学结合体外致突变风险评价方法在遗传毒性杂质致突变性评价方面的快速发展,也可考虑将此评价模式应用于天然药物成分的致突变性筛选与机制研究。从计算机毒理学和体外致突变性评价两方面出发,综述天然药物致突变性的研究方法,为其遗传毒性试验评价及监管提供借鉴。

ICH遗传毒性结果评价和追加试验策略指导原则介绍——ICHS2(R1)人用药物遗传毒性试验和结果分析指导原则介绍(二)

遗传毒性试验能检出DNA损伤及其损伤的固定。以基因突变、较大范围染色体损伤、重组和染色体数目改变形式出现的DNA损伤的固定,一般被认为是可遗传效应的基础。