利用彗星试验研究菲对蚕豆DNA的损伤

以蚕豆(Vicia faba)为对象、以菲为多环芳烃(PAHs)代表物开展彗星试验,用Komet Version 6.0软件进行彗星图像分析,并选择评价参数研究PAHs污染的DNA损伤效应。以Olive尾动量(OTM)作为DNA损伤的评价参数,细胞彗星试验中蚕豆根尖DNA的损伤程度随菲质量浓度(0~0.6 mg·L-1)升高而显著增大。最高浓度组(0.6 mg·L-1)OTM值比阴性对照增加132.63%,存在剂量依赖性,表明菲能诱导蚕豆根尖DNA损伤。在培养液中菲质量浓度为0.1 mg·L-1条件下培养蚕豆,0~12 h时DNA损伤程度随时间延长而增大,12 h时OTM值为38.82±4.48;12~24 h时DNA损伤程度则随时间延长而趋小。为确定菲污染导致DNA损伤的途径,进行非细胞彗星试验,结果表明,0.05 mg·L-1菲即可造成显著DNA损伤(OTM值为22.27±0.42),且DNA损伤程度随菲浓度提高而增大。菲对蚕豆根尖细胞可能存在直接的DNA损伤效应。     

不同粒径塑料微颗粒在斑马鱼腮组织中的积累及其对蒽毒性的影响

水环境微塑料颗粒污染非常严重,为了解其对水生动物的毒害效应和生态风险,应用荧光标记聚苯乙烯微球和激光扫描共聚焦荧光显微镜,研究不同粒径(10 nm-1μm)的聚苯乙烯塑料颗粒在斑马鱼(Danio rerio)腮部的积累差异,以及微塑料颗粒存在时对多环芳烃蒽的腮细胞毒性的影响.结果表明,20和50 nm的聚苯乙烯塑料易积累在鱼鳃上,而更大粒径(200,500,1 000 nm)的微塑料颗粒不会滞留在腮部.将染毒后的斑马鱼进行清水实验,鱼鳃上积累的微塑料颗粒也会被清除掉.单独暴露于各种粒径的聚苯乙烯颗粒48 h可导致腮细胞DNA轻微损伤,导致彗星拖尾长度、拖尾DNA比例等轻微增加,单独暴露于200μg/L蒽48 h可严重损伤腮细胞的DNA,彗星拖尾长度、尾DNA比例及尾矩分别从单独塑料颗粒处理的7.1、2.4%和0.65增加到了43.6、44.2%和12.9.当斑马鱼同时暴露于500 nm聚苯乙烯颗粒和蒽时,聚苯乙烯颗粒可以显著降低蒽对DNA的损伤.上述结果表明斑马鱼积累微塑料与粒径相关,但微塑料颗粒对有毒有机污染物毒性的影响较复杂,值得进一步深入研究.     

植物彗星实验及其在生态毒理监测中的应用

植物彗星实验(Comet assay)是近几年发展起来的一项检测DNA损伤的新技术,具有快速、简便、灵敏性高和可靠性强等特点.本文总结了近年来国内外植物彗星实验的研究成果,详细介绍了植物彗星实验方法及其在生态毒理学中的应用.     

基于彗星实验的洛克沙胂对秀丽隐杆线虫胚胎细胞DNA损伤的研究

为评价洛克沙胂的遗传毒性,采用单细胞凝胶电泳(彗星实验),研究了不同浓度的洛克沙胂对秀丽隐杆线虫胚胎细胞脱氧核醣核酸(DNA)的损伤作用。提取秀丽隐杆线虫的胚胎细胞,分别暴露于0(空白对照)、50、250、500μg·L~(-1)含洛克沙胂的溶液染毒1 h。用彗尾DNA百分比含量(TDNA%)、彗星尾长(TL)和Olive尾矩(OTM)作为DNA损伤的指标。实验结果表明,与空白对照组比较,处理组中彗尾DNA百分比含量、彗星尾长以及Olive尾矩显著增加(P0.01)。随着洛克沙胂浓度的增加,彗尾DNA百分比含量、彗星尾长以及Olive尾矩逐渐增加,其相关系数r0.99,说明在实验浓度范围内,存在极显著的浓度-效应关系。洛克沙胂对秀丽隐杆线虫胚胎细胞DNA具有损伤作用,彗星实验操作简便、快速、灵敏度高,能够反映出洛克沙胂的遗传毒性。因此,通过彗星实验建立实验室检测洛克沙胂遗传毒性的方法具有可行性。     

检测细胞DNA断裂损伤效应的彗星实验法的改良

为了解决彗星实验过程中常出现的脱胶、细胞核分离操作繁琐、重复性低等问题,对彗星实验方法进行了改良,初步建立了彗星实验的快速操作流程。结果显示,通过对载玻片进行预处理,可确保凝胶悬挂均匀;采用改良机械法分离的细胞核浓度适中;以0.5%(w/v)涂层琼脂糖作为基层、以1.5%(w/v)低熔点包埋琼脂糖作为叠加层的"双层凝胶法",辅以"推片法"铺胶,操作便捷且不发生脱胶现象;细胞核膜经裂解处理后再进行电泳和荧光观察,彗星图像清晰,杂质少。应用改良后的彗星实验方法,操作简便,耗时更短,实验效果良好,可快速检测出细胞DNA损伤效应。     

悬沙胁迫下三疣梭子蟹仔蟹的RNA/DNA比率和DNA损伤

为探讨悬沙对仔蟹的影响,以三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)仔蟹为受试生物,研究不同悬沙浓度(0、50、100、500、1 000和5 000 mg L-1)下I期仔蟹的成活率、RNA/DNA比率和DNA损伤情况.结果表明,低浓度悬沙(≤500 mg L-1)对仔蟹无明显影响,高浓度悬沙(≥1000 mg L-1)对仔蟹的成活率几乎无影响,但会延迟仔蟹蜕壳变态的时间,降低RNA/DNA比率,导致彗星细胞的拖尾率、尾长和尾矩显著上升.可见,RNA/DNA比率和DNA损伤指标能够有效评估悬沙对仔蟹的影响.     

茶多酚对三丁基锡诱导的小鼠氧化损伤的保护作用

为研究茶多酚对三丁基锡诱导的小鼠氧化损伤是否具有保护作用,采用灌胃方法,对雄性小鼠进行TBT染毒, 然后分别用不同剂量的茶多酚进行保护．结果表明,茶多酚保护组小鼠肝组织活性氧(ROS)活性和丙二醛(MDA)含量均明显低于TBT对照组;彗星实验发现茶多酚保护组小鼠淋巴细胞尾长较正常,而尾相与TBT对照组相比没有显著改变．电镜观察结果表明茶多酚保护组胸腺细胞核和线粒体损伤明显减轻．因此茶多酚对TBT诱导的氧化损伤具有一定的预防作用,并且对细胞核损伤也有一定的保护作用．茶多酚对TBT所引起的细胞核损伤的保护作用机制可能是抑制脂质过氧化反应,防止细胞氧化损伤,从而保护DNA．     

盐酸小檗碱对小鼠脾细胞的DNA损伤和氧化性损伤

为了探讨盐酸小檗碱对小鼠的DNA损伤和氧化性损伤.随机选取30只小鼠分成对照组以及7.5,15,30,60与120mg· kg-1实验组,处理后,应用小鼠脾细胞进行彗星实验与抗氧化酶实验.测定DNA损伤情况以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性以及丙二醛(MDA)含量变化.对盐酸小檗碱的DNA损伤与氧化性损伤作用进行比较研究.研究结果表明:彗星实验中,随着盐酸小檗碱浓度的增加,尾部DNA含量、尾长与尾矩均增加,与阴性对照组相比差异有统计学意义(p ＜0.05或p＜0.01),且呈剂量-效应关系;超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶(CAT)活性随盐酸小檗碱剂量增加逐渐降低,丙二醛(MDA)含量明显上升,过氧化物酶(POD)活性在7.5 mg·kg-1时上升,而后逐渐下降.在60 mg·kg-1和120 mg· kg-1时,有极显著性差异(p＜0.01)产生.由此可见,盐酸小檗碱对小鼠脾细胞有一定的损伤作用,能够引起小鼠脾细胞的DNA损伤和氧化性损伤.     

Size-Dependent Toxicity of Dioxide Manganese Particles on DNA Damage in Hela Cells

为了观察二氧化锰颗粒物所致的尺度依赖性DNA损伤作用,将纳米尺度二氧化锰颗粒物（Nano-MnO2）和常规尺度二氧化锰颗粒物（Nor-MnO2）所致的DNA损伤进行了对比研究. 将Hela细胞分别暴露于不同浓度（0、100、200、400μg·mL-1）的Nano-MnO2和Nor-MnO2中,染毒24h,采用彗星实验检测Hela细胞的DNA损伤水平. 结果表明：与对照组相比,Nano-MnO2和Nor-MnO2均可使彗尾DNA百分比（Tail DNA%）和尾矩（Tail Moment）显著增加（p<0.01）;而在同一浓度水平上,Nano-MnO2所致的DNA损伤则比Nor-MnO2所致的DNA损伤更为严重（p<0.01）. 结果提示：二氧化锰颗粒对Hela细胞DNA损伤具有尺度依赖性毒作用,纳米尺度比常规尺度二氧化锰颗粒毒作用更强烈.     

纳米MnO2与常规MnO2粉末对Hela细胞DNA损伤的对比研究

为探讨纳米MnO2与常规MnO2粉末对细胞DNA损伤作用的差别,采用不同浓度的纳米MnO2与常规MnO2粉末(0、100、200、400μg·mL-1)对Hela细胞进行染毒,应用单细胞凝胶电泳(彗星实验)检测Hela细胞的损伤效应.结果表明,与对照组相比,纳米MnO2和常规MnO2各染毒组细胞尾部DNA百分率(TailDNA%)和尾矩(TailMoment)均显著增加(p<0.01);同一浓度下,纳米MnO2组细胞尾部DNA百分率和尾矩显著高于常规MnO2组(p<0.01).以上结果表明,纳米MnO2和常规MnO2粉末均能导致Hela细胞DNA损伤,且纳米MnO2的损伤作用强于常规MnO2.     

涕灭威及其有毒代谢产物对DNA潜在损伤研究

采用生物遗传监测系统,研究了涕灭威及其两个有毒代谢产物(涕灭威亚砜,涕灭威砜)对蚕豆及大蒜根尖细胞微核率的影响,以及对小牛胸腺DNA的加合作用．结果表明,两种植物根尖细胞微核试验测得的高浓度剂量诱导的微核率与对照组相比有显著性差异(p<0．05),说明涕灭威、涕灭威亚砜及涕灭威砜可能对蚕豆及大蒜根尖细胞有致突变性．并且配对资料差异的显著性检验表明,蚕豆根尖微核试验的敏感性明显高于大蒜根尖微核试验的敏感性．涕灭威及其两个有毒代谢产物与小牛胸腺DNA结合引起吸收光谱波峰的移位,而且存在着剂量关系,说明涕灭威、涕灭威亚砜及涕灭威砜可能对小牛胸腺DNA造成加合作用．     

农药氰戊菊酯和三氟氯氰菊酯对蚕豆根尖细胞的遗传损伤

采用蚕豆根尖微核技术研究了农药氰戊菊酯、三氟氯氰菊酯对蚕豆根尖细胞的遗传损伤.测定了不同浓度氰戊菊酯、三氟氯氰菊酯(5×10-10～5×10-2g·L-1)诱导下的蚕豆根尖细胞微核率、有丝分裂指数和染色体畸变率.结果表明,氰戊菊酯、三氟氯氰菊酯均能诱发较高的微核率,在一定浓度范围内,微核率随两种农药处理浓度的升高而增加,但随着处理浓度的进一步升高微核率反而呈下降趋势;两种农药均可使蚕豆根尖细胞有丝分裂指数增大;并能诱导蚕豆根尖细胞产生较高频率、多种类型的染色体畸变.氰戊菊酯和三氟氯氰菊酯对蚕豆根尖细胞具有明显的遗传毒性.     

Determination of nephrotoxicity and genotoxic potential of silver nanoparticles in Swiss albino mice

Silver nanoparticles (AgNPs) possess properties that are important for industrial and medical applications. This study is aimed to investigate intra-peritoneal toxicity of AgNPs at 26, 52 or 78 mg/kg/day for 5 days in mice Swiss albino mice. The effects on oxidative stress markers activities of serum superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), levels of serum glutathione (GSH), apoptosis (TUNEL assay), DNA strand breaks (comet assay) in lymphocytes, as well as histopathological of kidney tissue were determined. AgNPs significantly increased SOD and CAT activities reduced GSH levels. In kidney apoptosis (TUNEL assay) while DNA strand breaks (comet assay) in lymphocytes revealed that AgNPs at concentration 78 mg/kg produced significant apoptosis and DNA damage. AgNPs also produced associated histological renal tissue damage. Evidence suggests that AgNPs-mediated alterations may be attributed to oxidative stress.     

Biochemical speciation in chromium genotoxicity

The biochemical speciation of chromium compounds in mammalian cells is discussed with respect to uptake, metabolism, DNA binding and damaging. Whereas soluble hexavalent chromium is taken up rapidly and accumulated intracellularly after its reduction, compounds of trivalent chromium penetrate biomembranes about three orders of magnitude slower. Cr(VI) after its uptake is metabolised by electron donating compounds via Cr(V) to Cr(III) compounds. Chromium from various Cr(III) compounds, but not chromate, binds to chromatin in isolated cell nuclei. The DNA‐protein crosslinks and DNA strand breaks observed in rat liver and kidney after chromate administration are also found in vitro, when Cr(III) compounds (but not chromate) interacts with isolated nuclei. In the Chinese Hamster cell HGPRT mutation assay, three out of four tested Cr(III) complexes were found to be mutagenic. In a direct DNA strand break assay with supercoiled bacteriophage PM 2 DNA, neither chromate nor the four Cr(III) compounds tested caused nicks. However, the combined action of chromate plus glutathione as well as the isolated complex of pentavalent chromium, Na₄Cr(glutathione)₄, did cause DNA breaks. Reactive oxygen species are inferred to be the ultimate DNA nicking agents in this assay. In conclusion there appear to be two mechanisms of chromate genotoxicity; one with direct DNA damage caused by Cr(V) species and one via DNA‐protein crosslinks formed with Cr(III), the final reduction state of chromate.     

DNA damage in mouse organs and in human sperm cells by bisphenol A

Abstract

The in vivo genotoxic potential of bisphenol A using the comet assay in mice and in human sperm cells in vitro without metabolizing enzymes was studied. Male mice were exposed by oral gavage to the following doses of bisphenol A (0 125, 250 and 500?mg/kg body weight). DNA damage was investigated in liver, kidney, testes, urinary bladder, colon and lungs cells. In testicular cells, a significant increase in DNA strand breaks was observed in the lowest, but not in the medium or highest dose groups. Histopathological investigation of the testicular samples did not show any treatment dose-related effects. No DNA strand breaks were observed in any of the other investigated tissues. In human sperm cells in vitro, bisphenol A did not induce DNA strand breaks.     

稀土矿城市不同季节大气可吸入颗粒物中稀土含量特征及颗粒物细胞毒性

为探讨典型稀土矿城市不同季节大气可吸入颗粒物(inhalable particulate matter,PM10)中稀土元素污染特征及其细胞毒性响应,将前期采集于包头市的PM10颗粒物进行提取,检测PM10中的稀土元素(rare earth elements,REEs)含量,并将人肺上皮细胞(A549)暴露于不同浓度水平(25,50,100μg·m L-1)的PM10样品和标准颗粒物1649b(standard reference material,SRM1649b)暴露液,用WST-1法测定暴露24 h后的细胞活性,用2’7’二氯荧光素二醋酸盐(2’7’-dichlorofluorescein diacetate,DCFH-DA)荧光探针法和彗星实验分别测定暴露3 h后的细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生水平和DNA双链损伤程度。结果表明,包头春、夏季大气PM10和SRM1649b均引起A549细胞活性下降,并诱导细胞内ROS生成量增加,造成显著的细胞内DNA损伤,含REEs的大气颗粒物毒性显著高于标准颗粒物。与春季相比,包头夏季PM10对细胞活性的抑制程度更高,造成更多的DNA双链损伤,从而表现出更强的细胞毒性和遗传毒性。包头PM10呈现明显的轻稀土元素(light rare earth elements,LREEs)富集,铈(Ce)、钷(Pm)、镧(La)和钕(Nd)含量占稀土总量的50%以上。LREEs均与细胞活性和细胞内ROS产生水平呈负相关性,包头春季和夏季PM10中稀土元素含量的差异是导致包头PM10细胞毒性效应不同于标准颗粒物且具有季节性差异的原因之一。     

硝基甲苯对小鼠睾丸生殖细胞DNA的损伤作用

为提供硝基甲苯的环境遗传毒理学依据和建立鱼类生殖细胞的培养方法,采用昆明小鼠睾丸支持细胞/生殖细胞共培养法以及彗星实验,研究了2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)、2,6-二硝基甲苯(2,6-DNT)、对硝基甲苯(4-NT)对小鼠睾丸生殖细胞DNA的损伤作用.结果表明,3种受试硝基甲苯化合物均能够诱导小鼠睾丸生殖细胞DNA单链断裂,而且其受损率与剂量对数具有明显的剂量-效应关系.2,4-DNT、2,6-DNT以及4-NT的各个剂量浓度引起细胞DNA损伤的程度,与对照组相比,均具有显着性差异(p<0.01,p<0.05).受试化合物的毒性顺序为2,6-DNT>2,4-DNT>4-NT,DNA的损伤作用二硝基甲苯大于单硝基甲苯.提示在体外条件下,2,4-DNT、2,6-DNT和4-NT具有生殖毒性,可以引起小鼠睾丸生殖细胞DNA损伤.     

彗星试验检测地下水有机污染物的遗传毒性效应

应用人外周血淋巴细胞和小鼠淋巴细胞彗星试验,对长治市5个样点的地下水有机浓集物进行了遗传毒性研究。结果表明,各水样中有机浓集物在3个染毒剂量50,200,800 m L·管-1条件下均可对人外周血淋巴细胞和小鼠淋巴细胞DNA产生不同程度的遗传损伤,并且随着浓度的升高,DNA损伤程度明显增加,各实验组与溶剂对照组相比有P<0.05或P<0.01显著差异。研究表明,上述2种淋巴细胞彗星试验可有效地检测地下水体有机污染物的遗传毒性。     

利用微核试验和彗星电泳试验评价黄河兰州段水质致遗传毒性作用

利用微核和彗星电泳试验对黄河兰州段鲤鱼(Cyprinuscarpio)红细胞大小及其DNA损伤(微核、核异常、单链断裂和遇碱不稳定点、双链断裂)进行了研究,并以刘家峡水库为对照.结果显示,黄河兰州段采得的鲤鱼其红细胞微核率显著增加(P<0.05),DNA单链断裂和遇碱不稳定点损伤比例和程度加重,但两样点差异不显著(P>0.05),这表明兰州段黄河水质有明显的致遗传毒性作用.同时两种检测结果显示,不同的遗传毒性检测手段具有不同的检测终点和机制,建议在监测环境污染致遗传毒性作用时考虑检测方法的统一和标准化,从而得到更可靠、全面的结果.图4表3参15