彗星实验技术及其应用

彗星实验是瑞典科学家Ostling和Johanson于1984年发明的检测毒物DNA损伤效应的方法。它经历了从最初的微电泳技术、中性彗星实验、碱性彗星实验、酶切彗星实验和双向垂直彗尾彗星实验等不断完善的发展过程。在毒理学、遗传学和环境生态科学等领域有着重要的应用,是经济合作与发展组织(OECD)和欧洲食品安全局等国际组织推荐的测定遗传毒性的方法之一。彗星实验的关键点包括单细胞悬液的制备、细胞裂解液的成分与比例,低熔点琼脂糖凝胶的浓度,电泳条件等。在典型应用领域,如蚯蚓、鱼、两栖动物、鼠和人的彗星实验很难找到标准实验方案。成功的彗星实验还需关注,实验设计时必须包括阳性对照,结果表述时必须有图为证,实验方案可能因物种或细胞而异。     

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.     

人血淋巴细胞检测浊漳河地表水的遗传毒性

为评价浊漳河水体中有机污染物的致突变性,采用单细胞凝胶电泳(SCGE)技术,研究了浊漳河水体3个不同样点的有机提取物对人外周血淋巴细胞DNA损伤效应。结果显示,各水样中的有机提取物均能引起DNA损伤,且随剂量的增高,有机物对DNA的损伤加重;细胞DNA损伤与对照组相比均有显著性差异(p<0.01)。这表明人外周血淋巴细胞对水体有机污染物的毒作用非常敏感。细胞彗星尾部DNA含量(%DNAT)和染毒剂量呈极显著正相关(R2>0.8547,p<0.01)。以上结果表明,浊漳河水体受到一定程度的有机物污染,这些有机污染物可诱导淋巴细胞DNA损伤,具有遗传毒性。SCGE技术作为一种简便、快速和灵敏的检测方法在水环境遗传毒性监测方面具有较大的应用价值。     

铀胁迫对大豆与玉米幼苗细胞DNA损伤的彗星试验研究

以铀浓度为1000 μmol·L-1、800 μmol·L-1、600 μmol·L-1、400 μmol·L-1、200μmol·L-1和100μmol·L-1的6组铀溶液和对照组(0μmol·L-1)培养大豆和玉米幼苗,采用彗星试验研究铀胁迫对大豆和玉米幼苗细胞DNA的损伤情况.试验结果表明,铀浓度为1 000 μ...     

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。     

蚯蚓体腔细胞彗星试验检测阿散酸在泥浆体系中降解前后的遗传毒性变化

配制不同浓度的阿散酸标准液,与某养猪场附近的表层土壤混合形成泥浆系统,放在摇床上连续培养30d.在第0、1、2、3、4周取出适量降解液,分别用分光光度法测定阿散酸的降解率;用彗星试验检测降解液对赤子爱胜蚓体腔细胞DNA的损伤.结果表明,阿散酸低浓度时在泥浆体系中能被较快降解,500mg/L的降解率达到了25%;蚯蚓体腔细胞彗星试验表明,所有降解液均具有遗传毒性,可导致蚯蚓体腔细胞DNA明显损伤,与对照相比具有显著性差异(P<0.05).图1表1参17     

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。     

彗星试验检测区域水源有机污染致突变量(Study on Mutagenic Threshold of Organic Pollutants in Typical Water Area by Comet Assay)

采用彗星试验检测了区域水源有机污染对人血淋巴细胞的致突变性,探讨了水源风险的评价方法.结果表明:Cr(VI)对人外周血淋巴细胞有强的致突变作用,并具有明显的剂量-效应关系;Cr(VI)剂量的对数与人外周血淋巴细胞DNA损伤的程度呈线性相关.可以用Cr(VI)作为阳性参照物量化表征水中有机污染混合物对人血淋巴细胞的致突变性.现行《地表水环境质量标准》、《污水综合排放标准》中Cr(VI)的限值可以用于评价水体中有机污染对人体健康的风险.     

敌百虫致小鼠外周血淋巴细胞DNA-蛋白质交联作用研究

为探讨敌百虫致DNA-蛋白质交联作用,以昆明小鼠为受试动物,敌百虫按0、20、40、60 mg·kg-14个剂量水平,灌胃染毒小鼠2周。第5组以提取的正常小鼠外周血淋巴细胞经50μmol·L-1的H2O2处理为阳性对照组。采用经改进的彗星试验方法来检测染毒后外周血淋巴细胞DNA-蛋白质交联效应。结果表明,与空白组相比,各敌百虫染毒组都能引起DNA损伤作用(P0.01)并引起一定程度的DNA-蛋白质交联效应,在较高浓度(40、60 mg·kg-1)时DNA-蛋白质交联尤为明显,存在一定的潜在突变风险。     

重金属Cr(VI)、Pb及Cu胁迫对双齿围沙蚕体腔细胞的DNA损伤

为探讨重金属Cr(VI)、Pb以及Cu对沙蚕体腔细胞DNA的毒性效应,以双齿围沙蚕为受试动物,重金属按不同剂量水平,Cr(VI):10、100和200 mg·L~(-1),Pb:5、50和100 mg·L~(-1),Cu:1、10和20 mg·L~(-1),分别胁迫沙蚕24 h,以不加任何重金属离子的海水为对照,采用单细胞凝胶电泳技术,检测其体腔细胞DNA损伤程度。结果表明,与空白对照组相比,3种重金属离子的各浓度组都能引起沙蚕体腔细胞DNA损伤,且3种重金属胁迫浓度与细胞DNA损伤程度之间存在显著的剂量-效应关系。双齿围沙蚕可以作为单细胞凝胶电泳的实验材料用于重金属所致环境污染的生物监测指示生物。     

利用不同植物进行DNA损伤彗星实验的方法比较

为了研究彗星实验在植物DNA损伤检测中的应用,以多种植物材料为对象,进行了植物彗星实验的比较研究.分别分离了蚕豆、菠菜、洋葱、菜豆、大蒜、水稻等植物组织的细胞核,并以彗星实验方法研究了H2O2引起的植物细胞核DNA损伤.电泳后发现H2O2处理组植物细胞核出现明显拖尾,而对照组没有出现拖尾或拖尾较小.研究结果表明彗星实验是一种可以在单细胞水平上研究植物DNA损伤程度的手段,具有灵敏、简单、快速的优点.采用合适的细胞核分离方法,能够将彗星实验应用于多种植物,研究其DNA损伤.蚕豆、菠菜、洋葱、菜豆、大蒜等植物的根尖和叶片都可以应用于植物彗星实验,但在本实验条件下利用水稻组织进行彗星试实验并没有获得明显的彗星图像,能否进行彗星实验可能受植物本身性质或实验条件等多种因素的影响.     

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。     

彗星实验检测新农药呋喃虫酰肼对小鼠细胞DNA的损伤(Damaging Effects of Pesticide JS-118 on DNA of Mice Cells Measured by the Single Cell Gel Electrophoresis Assay)

应用彗星实验检测了新农药呋喃虫酰肼(JS-118)对小鼠脾细胞和睾丸细胞的DNA损伤,并比较了这两种细胞对呋喃虫酰肼的敏感性.体外染毒1.5h后,进行单细胞凝胶电泳,然后EB染色并用CASP分析图像.结果表明,呋喃虫酰肼在各个剂量浓度(100、200、500、1000mg·L-1)都会引起睾丸细胞DNA损伤(与对照组均具有显着性差异,p<0.05),且存在明显的剂量-效应关系;而呋喃虫酰肼在较高剂量浓度(200、500、1000mg·L-1)可引起脾细胞DNA损伤(与对照组均具有显着性差异,p<0.05),且存在明显的剂量-效应关系.与脾细胞相比,睾丸细胞对呋喃虫酰肼更为敏感.