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
TJMC 8
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)
TJMC 17
断片
TJMC 18
染色体图像分析系统
染色体被自动排序
TJMC 19
(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)
TJMC 23
TJMC 24
(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
TJMC 14
(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。
TJMC 15
(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。
TJMC 16
(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）
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）
TA100 TA102 TA1535 TA97 TA98
（测试碱基置换） （测试移码突变）
TJMC 12
(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：