亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        彗星試驗(yàn)技術(shù)在水生與土壤環(huán)境中的毒理學(xué)應(yīng)用

        2015-03-07 07:12:15卞方杰邢美燕楊健孫文潘賽
        生態(tài)毒理學(xué)報(bào) 2015年3期
        關(guān)鍵詞:環(huán)境檢測(cè)研究

        卞方杰,邢美燕,楊健,孫文,潘賽

        污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)江水環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,同濟(jì)大學(xué),上海 200092

        ?

        彗星試驗(yàn)技術(shù)在水生與土壤環(huán)境中的毒理學(xué)應(yīng)用

        卞方杰,邢美燕*,楊健,孫文,潘賽

        污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)江水環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,同濟(jì)大學(xué),上海 200092

        彗星試驗(yàn)是一種檢測(cè)真核細(xì)胞脫氧核糖核酸(DNA)損傷的技術(shù),快速、低成本、適用于幾乎所有真核細(xì)胞,因此常應(yīng)用于遺傳毒理學(xué)、輻射生物學(xué)、腫瘤細(xì)胞學(xué)、毒性檢測(cè)等方面。尤其以靈敏度高、檢測(cè)聯(lián)合毒性的特點(diǎn)大量運(yùn)用于環(huán)境研究中。主要介紹彗星試驗(yàn)方法學(xué)發(fā)展歷程,彗星試驗(yàn)的原理及其在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用,并指出應(yīng)用中的受限因素以及未來的發(fā)展前景,為今后進(jìn)一步推廣該試驗(yàn)技術(shù)提供理論上的指導(dǎo)與參考。

        彗星試驗(yàn);遺傳毒性;DNA損傷;污染評(píng)價(jià);生物檢測(cè)

        近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,我國(guó)的生態(tài)環(huán)境也承受著前所未有的風(fēng)險(xiǎn)。大量的污染事件頻繁暴發(fā),昭示著環(huán)境的脆弱。同時(shí)各類新興污染物不斷曝光,逐漸引起學(xué)者與公眾的關(guān)注,如環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(EDCs),持久性有機(jī)污染物(POPs),有機(jī)磷阻燃劑(OPFRs),溴代阻燃劑(BFRs)等。而在對(duì)這些污染物的深入研究中,人們?cè)絹碓蕉嗟匕涯抗饩奂蕉纠矸矫?,并致力于定性定量評(píng)估這些物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境,對(duì)生物體造成的毒性效應(yīng)。

        在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域,細(xì)胞和分子水平的診斷技術(shù),如DNA損傷檢測(cè)技術(shù),由于其特異性和實(shí)用性等優(yōu)點(diǎn),在污染評(píng)價(jià)與生物檢測(cè)方面異軍突起。外界環(huán)境中的理化因素對(duì)細(xì)胞脫氧核糖核酸(DNA)的損傷是引起基因突變和癌變的主要原因,因此判斷細(xì)胞DNA是否損傷是環(huán)境監(jiān)測(cè)中重要的一環(huán)。彗星試驗(yàn)(comet assay)又稱單細(xì)胞凝膠電泳試驗(yàn)(single cell gel electrophoresis,SCGE或SCG),是一種檢測(cè)真核細(xì)胞DNA損傷的常用方法。該方法可以對(duì)遺傳毒性物質(zhì)產(chǎn)生的多種DNA損傷(單鏈斷裂、雙鏈斷裂等)進(jìn)行定性和半定量的檢測(cè)。同時(shí)該技術(shù)具有檢測(cè)敏感性高,樣品所需細(xì)胞數(shù)量少,靈活低成本,試驗(yàn)周期短等特點(diǎn)。近些年來,該方法廣泛應(yīng)用于遺傳毒理、環(huán)境監(jiān)測(cè)和細(xì)胞凋亡等研究,其中在健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用已成為目前研究的焦點(diǎn)。關(guān)于彗星試驗(yàn)的文章多立足于技術(shù)上的應(yīng)用,鮮有關(guān)于彗星試驗(yàn)方法學(xué)發(fā)展歷程的概述,也未有從大環(huán)境的宏觀角度進(jìn)行綜述,所以本文從彗星試驗(yàn)方法學(xué)發(fā)展展開,介紹試驗(yàn)原理及其在水生環(huán)境、土壤環(huán)境中的應(yīng)用,也指出該方法一定的局限性與發(fā)展空間,旨在為進(jìn)一步推廣該技術(shù)提供參考與指導(dǎo)。

        1 彗星試驗(yàn)方法學(xué)發(fā)展歷程(Methodologicaldevelopment of comet assay)

        1.1 國(guó)際研究者對(duì)彗星試驗(yàn)方法學(xué)的探究

        1984年Ostling和Johanson[1]首次提出電泳pH9.5情況下的彗星試驗(yàn)版本,當(dāng)時(shí)認(rèn)為彗尾是DNA超螺旋的釋放,現(xiàn)在的研究表明其實(shí)是一些緊密的DNA環(huán)在電泳下形成的光圈。

        1988年,Singh等[2]對(duì)試驗(yàn)過程進(jìn)行改良,主要是將電泳過程中的pH提高至13,在此版本下可以檢測(cè)到DNA單鏈損傷(SSB)、ALS(堿性易變位點(diǎn))、DNA-DNA交聯(lián)、DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)和與SSB相關(guān)的修復(fù)。該版本得到很多國(guó)際組織的認(rèn)可,成為經(jīng)典版本。

        1995年,ICAW(The International Comet Assay Workshop)在第二屆ICEM研討會(huì)(International Conference on Environmental Mutagens)上成立,每?jī)赡暌粚?,至今已舉辦10次(10thICAW,Porto,Portugal,16-17Sep 2013),是彗星試驗(yàn)領(lǐng)域最全面,最專業(yè)的研討會(huì),每屆會(huì)議上都會(huì)討論關(guān)于彗星試驗(yàn)理論、實(shí)踐方面的研究進(jìn)展和這項(xiàng)技術(shù)的最新應(yīng)用。

        1999年,IWGT(國(guó)際基因毒性檢測(cè)課題組)專家達(dá)成共識(shí),認(rèn)為1988年Singh的堿性檢測(cè)版本是最佳版本,并概括了其成本低,試驗(yàn)周期短,靈活敏感的特點(diǎn),同時(shí)討論了試驗(yàn)中操作步驟對(duì)應(yīng)的機(jī)理,如何在載玻片上鋪膠,以及細(xì)胞毒性在結(jié)果中難以顯示清楚等問題[3]。

        2005年,第四屆IWGT研討會(huì)召開,期間召集專家組成彗星試驗(yàn)專家組,討論了多劑量與單一劑量,不同的細(xì)胞提取方式,細(xì)胞毒性,不同的圖像分析系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響[4]。

        2010年,歐洲彗星試驗(yàn)組織ECVAG成立,該組織的研究重點(diǎn)是研究彗星試驗(yàn)中DNA損傷和修復(fù)的差異性。通過研究表明,在用彗星試驗(yàn)檢測(cè)DNA損傷和FPG(甲酰嘧啶)敏感位點(diǎn)時(shí),不同試驗(yàn)室的差異很大,但是濃度和損傷的關(guān)系在每個(gè)試驗(yàn)室中都可以檢測(cè)到。此外,不同數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)帶來的影響遠(yuǎn)大于試驗(yàn)操作規(guī)范不同的影響,同時(shí)ECVAG也在向制定國(guó)際統(tǒng)一的彗星試驗(yàn)操作規(guī)范而努力[5]。

        2011年,第八屆研討會(huì)上由Andrew Collin等領(lǐng)軍人物提出建立運(yùn)用彗星試驗(yàn)對(duì)人體進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)的計(jì)劃,并在第九屆會(huì)議上得以確定為“ComNet”計(jì)劃,并成立專門的網(wǎng)站(www.comnetproject.org)來收集數(shù)據(jù)[6]。這些系列研討會(huì)為彗星試驗(yàn)的深入探究及推廣做出了相當(dāng)大的貢獻(xiàn)。

        1.2 國(guó)內(nèi)研究者對(duì)彗星試驗(yàn)方法學(xué)的發(fā)展

        國(guó)內(nèi)早期對(duì)彗星試驗(yàn)的研究主要包括引用介紹、研究應(yīng)用、方法改進(jìn)三個(gè)方面。20世紀(jì)末國(guó)內(nèi)開始出現(xiàn)了大量關(guān)于單細(xì)胞凝膠電泳技術(shù)的介紹[7-8],隨后該方法被陸續(xù)用于癌細(xì)胞研究、人血淋巴細(xì)胞研究、細(xì)胞凋亡研究、毒性檢測(cè)等領(lǐng)域。

        四川大學(xué)張遵真教授及其課題組在彗星試驗(yàn)技術(shù)的探索與推廣方面做了大量工作,是國(guó)內(nèi)本領(lǐng)域的領(lǐng)軍力量。曾就彗星試驗(yàn)裂解時(shí)間、解旋時(shí)間、電壓電流等進(jìn)行篩選,尋求最優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件[9]。也對(duì)傳統(tǒng)染毒、懸浮染毒兩種染毒方式進(jìn)行了對(duì)比,提出了懸浮染毒更敏感,節(jié)約細(xì)胞與時(shí)間,均勻性好的結(jié)論,建議作為哺乳動(dòng)物細(xì)胞的首選染毒方式[10]。此外,他們還建立了一種非熒光染色的實(shí)驗(yàn)方法:銀染法。該方法具有染色清晰,敏感性高,可直接用光學(xué)顯微鏡觀察的特點(diǎn),促進(jìn)了彗星試驗(yàn)的進(jìn)一步推廣[11]。

        在實(shí)驗(yàn)操作步驟方面,牛勇等[12]研究了乙醇脫水干燥法保存膠片的穩(wěn)定性及系統(tǒng)性。羅明志等[13]對(duì)制膠,水洗,電源選擇和脫水等主要實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行了改進(jìn)。劉豐等[14]對(duì)制膠方法稍加改良,使之可處理大批量的樣品。歐紅梅等[15]對(duì)彗星試驗(yàn)的國(guó)際聯(lián)合驗(yàn)證進(jìn)行了詳細(xì)介紹,從給藥方案設(shè)計(jì)、取樣等6個(gè)方面闡述了較公認(rèn)的體內(nèi)彗星試驗(yàn)方法,具有較重要的借鑒意義。

        國(guó)內(nèi)研究者針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)對(duì)象也確立了不同的實(shí)驗(yàn)方案。徐海娟等[16]采用大鼠微量全血法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離-富集法,使實(shí)驗(yàn)方法更簡(jiǎn)單,便于大規(guī)模的檢測(cè)工作。魯志松等[17]針對(duì)人體頰黏膜細(xì)胞彗星實(shí)驗(yàn)探討了最適條件。陳建偉等[18]建立了雙尾彗星試驗(yàn)法來檢測(cè)精子的DNA完整性。這些不同方法學(xué)的建立表明了彗星試驗(yàn)技術(shù)已得到國(guó)內(nèi)研究者們的繼承與發(fā)展。

        閆學(xué)昆等[19]對(duì)彗星試驗(yàn)圖像采用的傳統(tǒng)迭代閾值分割法進(jìn)行改進(jìn),并推廣至雙閾值分析法。該方法快速,可靠,分割效果理想,并可實(shí)現(xiàn)圖像的自動(dòng)分割。這是國(guó)內(nèi)少有的對(duì)彗星試驗(yàn)圖像分析系統(tǒng)的改良,為提高不同實(shí)驗(yàn)室之間結(jié)果的可比性做出了較大貢獻(xiàn)。

        國(guó)內(nèi)多年來對(duì)彗星試驗(yàn)的發(fā)展主要集中在實(shí)驗(yàn)步驟與條件優(yōu)化方面,涉及機(jī)理較少,但我們看到該技術(shù)已慢慢得到研究者的認(rèn)同與青睞,且在各領(lǐng)域得到大量應(yīng)用,前景可觀。

        2 彗星試驗(yàn)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用(Applications ofcomet assay in the environmental field)

        2.1 彗星試驗(yàn)的原理

        彗星試驗(yàn)是通過將細(xì)胞懸浮液固定在載玻片上的瓊脂糖里,浸泡在高鹽分、高堿度的裂解液里裂解細(xì)胞膜,排出細(xì)胞質(zhì),使DNA緊密的超螺旋結(jié)構(gòu)裸露,繼而在之后的過程中解旋開來,損傷的DNA片段暴露出負(fù)電荷,并在電泳時(shí)向陽極遷移,形成“彗尾”,而完整的DNA沒有遷移,形成“彗核”,再通過染色和顯微拍照記錄。通過尾長(zhǎng)、尾矩、Oliver尾矩等指標(biāo)來顯征DNA的損傷程度,且可以較好地表達(dá)污染物遺傳毒性的劑量-效應(yīng)關(guān)系。

        2.2 彗星試驗(yàn)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用

        彗星試驗(yàn)最早應(yīng)用于檢測(cè)電離輻射對(duì)DNA的損傷研究中,如今在基因毒性測(cè)試[20]、人體研究[21]、DNA修復(fù)測(cè)試[22]等領(lǐng)域均有很廣泛的研究。而隨著環(huán)境領(lǐng)域方面的研究越來越多,越來越深入,彗星試驗(yàn)已經(jīng)成為一項(xiàng)常用技術(shù)普遍用于污染物質(zhì)的毒性檢測(cè)中。

        2.2.1 水環(huán)境中的應(yīng)用

        水環(huán)境是構(gòu)成環(huán)境的基本要素之一,是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的重要場(chǎng)所,也是受人類干擾和破壞最嚴(yán)重的領(lǐng)域。水環(huán)境中污染物質(zhì)種類復(fù)雜,衍生物繁多。通過原位取樣和實(shí)驗(yàn)室模擬兩種方法,脊椎水生生物、無脊椎水生生物、水生植物彗星實(shí)驗(yàn)都得到很廣泛的研究(表1)。

        隨著研究的不斷深入,人們?cè)絹碓蕉嗟仃P(guān)注利用水環(huán)境中的特定生物研究及評(píng)價(jià)新型污染物的基因毒性。例如利用貽貝研究煙草提取物[23]和內(nèi)氯氰菊酯的濃度[24]。

        其中,人類活動(dòng)對(duì)水環(huán)境利用的起源便是河流水源與飲用水環(huán)節(jié)。Kolarevic[31]研究了復(fù)雜環(huán)境下彗星實(shí)驗(yàn)參數(shù)與各種有機(jī)物以及環(huán)境之間的聯(lián)系。通過檢測(cè)貽貝血細(xì)胞彗星試驗(yàn)參數(shù),發(fā)現(xiàn)尾矩與水環(huán)境中鋅、溫度、溶解氧呈現(xiàn)很好的相關(guān)性。Alink[32]監(jiān)測(cè)了1978-2005年近30年萊茵河河水對(duì)蔭魚的彗星實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),為環(huán)保決策提供了有力的支撐。Rajaguru等[33]利用鯉魚、蚯蚓分別作為印度Noyyal河河水和底泥的毒性指示生物,研究了河流沿程毒性的變化情況,為海洋環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系提供了新方法及重要的手段。

        檀麗[34]應(yīng)用蠶豆根尖微核試驗(yàn)、彗星試驗(yàn)技術(shù)對(duì)8種代表性DBPs(消毒副產(chǎn)物)進(jìn)行遺傳毒性評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)彗星試驗(yàn)8種毒性損傷都可以檢測(cè)出,而微核試驗(yàn)只檢測(cè)出5種,并且發(fā)現(xiàn)蠶豆根尖彗星試驗(yàn)對(duì)5種鹵乙酸(HAAs,重要的消毒副產(chǎn)物)的檢出限比其他檢測(cè)系統(tǒng)要低。因此,在進(jìn)行進(jìn)一步的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)積累后,有望將該試驗(yàn)用于飲水遺傳毒性原位監(jiān)測(cè)。

        在水環(huán)境毒性監(jiān)測(cè)中更具意義的應(yīng)用是用于廢水的檢測(cè),尤其是工業(yè)廢水。隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,實(shí)際水體和排放水體中的致癌物、難降解物質(zhì)、重金屬等有毒物質(zhì)的種類和含量大大增加,對(duì)環(huán)境影響很大。逐一檢測(cè)各個(gè)污染物的毒性和含量相當(dāng)繁瑣且沒有必要。綜合毒性的測(cè)量手段應(yīng)運(yùn)而生,又以敏感度高,靈活快速的彗星試驗(yàn)應(yīng)用廣泛。

        凌發(fā)忠等[35]對(duì)彗星試驗(yàn)稍加改進(jìn)后,利用嗜熱四膜蟲對(duì)醫(yī)藥工業(yè)廢水進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)彗星試驗(yàn)可以快速準(zhǔn)確的檢測(cè)出各類醫(yī)藥廢水的毒性,相對(duì)其他化學(xué)分析法等有著不可替代的優(yōu)勢(shì)。張遵真等[36]利用改良的彗星試驗(yàn)對(duì)污水處理廠進(jìn)出水、造紙廠、制革廠廢水進(jìn)行檢測(cè),總結(jié)了利用彗星試驗(yàn)檢測(cè)工業(yè)廢水對(duì)DNA損傷的誘導(dǎo)性的特點(diǎn):無需預(yù)處理,直接檢測(cè);反映廢水里多種物質(zhì)的聯(lián)合毒性作用,更具實(shí)際意義;可通過不同稀釋倍數(shù)的廢水毒性的檢測(cè)來大致確認(rèn)廢水排出廠后的影響范圍。

        表1 水環(huán)境中某些生物彗星試驗(yàn)

        2.2.2 土壤環(huán)境中的應(yīng)用

        環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部2014年發(fā)布了全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào),調(diào)查結(jié)果顯示,全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀,部分地區(qū)土壤污染較重,工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。重金屬、DDT等農(nóng)藥、POPs、PAHs各種污染物引發(fā)的社會(huì)事件不斷出現(xiàn)。大量除草劑和殺蟲劑的使用,可能會(huì)影響非目標(biāo)生物的生長(zhǎng),導(dǎo)致土壤的結(jié)構(gòu)和功能生態(tài)系統(tǒng)的不可逆破壞[37]。土壤是一個(gè)復(fù)雜的釋義動(dòng)態(tài)系統(tǒng),對(duì)各類污染物調(diào)節(jié)作用不盡相同。因此取得當(dāng)?shù)赝寥乐甘緲?biāo)志物顯得十分重要,而其中蚯蚓被認(rèn)為是非常合適的陸地生物生態(tài)毒性測(cè)試的模型[38]。

        蚯蚓根據(jù)不同的目的不僅被用作殺蟲劑、重金屬的指示標(biāo)志物(表2),而且在新型材料毒性檢測(cè)方面也有很廣泛的應(yīng)用。Hu等[44]實(shí)驗(yàn)室研究了多壁碳納米管及吸附材料五氯酚鈉對(duì)赤子愛勝蚓的毒性實(shí)驗(yàn),試圖說明兩種“捆綁”的化學(xué)物質(zhì)的聯(lián)合毒性。Sforzini等[45]用人造土壤為基質(zhì)背景,比較了微核試驗(yàn)和彗星試驗(yàn)在苯并[a]芘與四氯二苯并-p-二惡英不同濃度下的蚯蚓遺傳毒性。不同的原理以及數(shù)據(jù)信息來源,使得彗星試驗(yàn)?zāi)軌蚺c其他分子診斷技術(shù)聯(lián)合使用,更好的為環(huán)境決策做支撐。

        植物彗星試驗(yàn)是彗星試驗(yàn)的另一重要分支,憑借更高的敏感性,樣本的選擇性更強(qiáng),應(yīng)用規(guī)模更廣的特點(diǎn)同樣得到了研究者的青睞,大量應(yīng)用于土壤環(huán)境的毒性檢測(cè)。1996年Koppen[46]首次提出了植物彗星試驗(yàn)的理念,隨后,國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者開始使用植物彗星試驗(yàn)技術(shù)開創(chuàng)出一片新的毒性檢測(cè)領(lǐng)域。林愛軍等[47]采用了機(jī)械分離細(xì)胞核的方法分析了6種不同植物組織細(xì)胞進(jìn)行彗星試驗(yàn)的情況。曹玉偉等[48]對(duì)植物彗星試驗(yàn)的細(xì)胞核分離方法,試驗(yàn)操作進(jìn)行了詳細(xì)介紹,同時(shí)較全面地綜述了其在生態(tài)毒理領(lǐng)域的應(yīng)用及植物修復(fù)機(jī)制。

        表2 土壤環(huán)境中彗星試驗(yàn)應(yīng)用研究

        3 研究展望

        彗星試驗(yàn)是一種較為年輕的方法,潛力還沒有被完全發(fā)掘出來,在不久的將來也許能夠作為標(biāo)準(zhǔn)方法應(yīng)用于環(huán)境生物毒性檢測(cè)。彗星試驗(yàn)與染色體畸變?cè)囼?yàn)和微核試驗(yàn)等技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用研究逐步受到研究者的關(guān)注[49]。此外研究者還嘗試?yán)肍PG彗星試驗(yàn)對(duì)膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)DNA損傷指示空氣顆粒物質(zhì)危害[50-51]。

        近些年科學(xué)家們對(duì)不同試驗(yàn)室結(jié)果出現(xiàn)的差異化現(xiàn)象,活體內(nèi)(in vivo)、活體外(in vitro)不同染毒方式的區(qū)別等方面投入了大量精力進(jìn)行研究。Godschalk等[52]人通過對(duì)歐洲5個(gè)國(guó)家,12個(gè)不同試驗(yàn)室對(duì)PBMC(外周血單核細(xì)胞)中的FPG(甲酰嘧啶)敏感位點(diǎn)和SB(DNA鏈損傷)進(jìn)行比較,結(jié)果表明前者差異不大,而后者具有顯著性差異。此外還發(fā)現(xiàn)采用統(tǒng)一的細(xì)胞提取手段并不能降低各試驗(yàn)室結(jié)果之間的差異性。這對(duì)2013年ECVAG的相關(guān)研究是進(jìn)一步的印證[53]。而早在2009年Zainol等[54]也嘗試使用自制的標(biāo)準(zhǔn)化方法來降低試驗(yàn)室之間試驗(yàn)結(jié)果的差異性。

        彗星試驗(yàn)方法學(xué)的研究從自O(shè)stling和Johanson首次提出彗星試驗(yàn)后始終繼續(xù)著,常用的彗星試驗(yàn)檢測(cè)的是一種綜合毒性,隨著應(yīng)用越來越廣泛,試驗(yàn)對(duì)象越來越復(fù)雜,不同的細(xì)胞,它的提取方式,試驗(yàn)條件的控制都不同,雖然都能得到陰性或陽性的結(jié)果,濃度與結(jié)果的對(duì)應(yīng)關(guān)系,但不同實(shí)驗(yàn)室之間幾乎不能相互定量比較,這些都是試驗(yàn)本身性質(zhì)帶來的局限性。DNA損傷的原因和種類有很多,污染物及其大量衍生物本身會(huì)對(duì)DNA產(chǎn)生復(fù)合損傷,同時(shí)損傷的細(xì)胞會(huì)引發(fā)炎癥等癥狀產(chǎn)生二次損傷[55],因此很難從結(jié)果去區(qū)別損傷類型或是研究作用機(jī)理。此外,圖像數(shù)據(jù)處理(IA)系統(tǒng)是影響試驗(yàn)結(jié)果差異的重要因素,研發(fā)更準(zhǔn)確,更有效的IA系統(tǒng)也是當(dāng)務(wù)之急。

        [1] Ostling O, Johanson K J. Microelectrophoretic Study of Radiation-induced DNA Damage in Individual Mammalian cells [R]. Biochemical and Biophysical Research Communications, 1984, 123(1): 291-298

        [2] Singh N P, McCoy M T, Tice R R, et al. A simple technique for quantitation of low levels of DNA damage in individual cells [J]. Experimental Cell Research,1988, 175(1): 184-191

        [3] Tice R R, Agurell E. Single cell gel/comet assay: Guidelines for in vitro and in vivo genetic toxicology testing [J]. Environmental and Molecular Mutagenesis, 2000, 35(3): 206-221

        [4] Burlinson B, Tice R R, et al. Fourth International Workgroup on Genotoxicity testing: Results of the in vivo Comet assay workgroup [C]. Mutation Research, 2007, 627(1): 31-35

        [5] Moller P, Moller L. Assessment and reduction of comet assay variation in relation to DNA damage: Studies from the European Comet Assay Validation Group [J]. Mutagenesis, 2010, 25(2): 109-111

        [6] Collins A, Anderson D, et al. Launch of the ComNet (comet network) project on the comet assay in human population studies during the International Comet Assay Workshop meeting in Kusadasi, Turkey (September 13-16, 2011) [J]. Mutagenesis, 2012, 27(4): 385-386

        [7] 彭寶成, 吳淑芬. 單細(xì)胞凝膠電泳分析(彗星實(shí)驗(yàn))及應(yīng)用[J]. 河北醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào), 1997,18(4): 247-250

        [8] 何懼, 劉玉清. 單細(xì)胞凝膠電泳技術(shù)的研究進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 國(guó)外醫(yī)學(xué)(衛(wèi)生學(xué)分冊(cè)), 1997, 24(2): 85-89

        [9] 張遵真, 衡正昌, 李蕊, 等. 單細(xì)胞凝膠電泳試驗(yàn)的最適條件研究[J]. 衛(wèi)生毒理學(xué)雜志, 1998, 12(4): 249-251

        [10] 張遵真, 衡正昌, 王濤. 彗星試驗(yàn)中兩種染毒條件的對(duì)比研究[J]. 現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué), 1999, 26(3): 334-335

        Zhang Z Z, Heng Z C, Wang T. A comparative study of two exposure conditions in comet assay [J]. Modern Preventive Medicine, 1999, 26(3): 334-335 (in Chinese)

        [11] 趙蓉, 衡正昌. 彗星試驗(yàn)非熒光染色研究[J]. 環(huán)境與健康雜志, 2002, 19(2): 138-140

        Zhao R, Heng Z C. Studies on un-fluorescent staining methods in comet assay [J]. Journal of Environment and Health, 2002, 19(2): 138-140 (in Chinese)

        [12] 牛勇, 冷曙光, 潘祖飛, 等. 乙醇脫水干燥法彗星實(shí)驗(yàn)瓊脂糖凝膠片保存時(shí)間的研究[J]. 中國(guó)勞動(dòng)衛(wèi)生職業(yè)病雜志, 2003, 21(4): 304-305

        [13] 羅明志, 齊浩, 郭偉. DNA損傷與修復(fù)檢測(cè)—彗星實(shí)驗(yàn)方法改進(jìn)[C]. 第六屆全國(guó)光生物學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集, 2004: 71

        [14] 劉豐, 張正東. 單細(xì)胞凝膠電泳技術(shù)操作方法的改進(jìn)[J]. 南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào), 1999, 19(4): 326-327

        [15] 歐紅梅, 周長(zhǎng)慧, 涂宏剛, 等. 體內(nèi)彗星試驗(yàn)方法學(xué)研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)新藥雜志, 2014, 23(17): 1990-1993

        Ou H M, Zhou C H, Tu H G, et al. Progress in the methodological study of in vivo comet assay [J]. Chinese Journal of New Drug, 2014, 23(17): 1990-1993 (in Chinese)

        [16] 徐海娟, 馮本秀, 楊敏. 大鼠微量全血彗星實(shí)驗(yàn)方法探討[J]. 中國(guó)熱帶醫(yī)學(xué), 2011, 11(12): 1457-1459

        Xu H J, Feng B X, Yang M. Trace quantities of whole blood on the experimental method of the comet assay [J]. China Tropical Medicine, 2011, 11(12): 1457-1459 (in Chinese)

        [17] 魯志松, 喬琰, 嚴(yán)彥, 等. 人體頰黏膜細(xì)胞彗星實(shí)驗(yàn)方法學(xué)研究[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2004, 17(3): 66-70

        Lu Z S, Qiao Y, Yan Y, et al. Study on the method of human buccal cell comet assay [J]. Research of Environmental Sciences, 2004, 17(3): 66-70 (in Chinese)

        [18] 陳建偉, 張曉霞, 崔云. 雙尾彗星實(shí)驗(yàn)檢測(cè)精子DNA完整性的方法學(xué)建立[J]. 檢驗(yàn)醫(yī)學(xué), 2012, 27(1): 21-25

        Chen J W, Zhang X X, Cui Y. Methodology establishment of two-tailed comet assay for sperm DNA integrity detection [J]. Laboratory Medicine, 2012, 27(1): 21-25 (in Chinese)

        [19] 閆學(xué)昆, 陳英, 杜杰, 等. 彗星圖像迭代雙閾值自動(dòng)分割[C]. 中國(guó)毒理學(xué)會(huì)放射毒理專業(yè)委員會(huì)第七次、中國(guó)毒理學(xué)會(huì)免疫毒理專業(yè)委員會(huì)第五次、中國(guó)環(huán)境誘變劑學(xué)會(huì)致突專業(yè)委員會(huì)第二次、中國(guó)環(huán)境誘變劑學(xué)會(huì)致畸專業(yè)委員會(huì)第二次、中國(guó)環(huán)境誘變劑學(xué)會(huì)致癌專業(yè)委員會(huì)第二次全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編, 2008: 88-91

        [20] Tice R R, Agurell E, Anderson D, et al. Single cell gel/comet assay: Guidelines for in vitro and in vivo genetic toxicology testing [J]. Environmental and Molecular Mutagenesis, 2000, 35(3): 206-221

        [21] McKenna D J, McKeown S R, McKelvey-Martin V J. Potential use of the comet assay in the clinical management of cancer [J]. Mutagenesis, 2008, 23(3): 183-190

        [22] Collins A R. The comet assay for DNA damage and repair, principles, applications, and limitations [J]. Molecular Biotechnology, 2004, 26(3): 249-261

        [23] Nagarajappa, Ganguly A, Goswami U. DNA damage in male gonad cells of Green mussel (Perna viridis) upon exposure to tobacco products [J]. Ecotoxicology, 2006, 15(4): 365-369

        [24] Poletta G L, Gigena F, Loteste A, et al. Comet assay in gill cells of Prochilodus lineatus exposed in vivo to cypermethrin [J]. Pesticide Biochemistry and Physiology, 2013, 107(3): 385-390

        [25] Hartl M G J, Coughlan B M, Sheehan D, et al. Implications of seasonal priming and reproductive activity on the interpretation of comet assay data derived from the clam, Tapes semidecussatus Reeves 1864, exposed to contaminated sediments [J]. Marine Environment Research, 2004, 57(4): 295-310

        [26] Sarkar A, Bhagat J, Sarker S. Evaluation of impairment of DNA in marine gastropod, Morula granulata as a biomarker of marine pollution [J]. Ecotoxicology and Environment Safety, 2014, 106: 253-261

        [27] Vincze K, Gehring M, Braunbeck T. (Eco)toxicological effects of 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol (TMDD) in zebrafish (Danio rerio) and permanent fish cell cultures [J]. Environmental Science and Pollution Research, 2014, 21(13): 8233-8241

        [28] D'Agata A, Fasulo S, Dallas L J, et al. Enhanced toxicity of 'bulk' titanium dioxide compared to 'fresh' and 'aged' nano-TiO2in marine mussels (Mytilus galloprovincialis) [J]. Nanotoxicology, 2014, 8(5): 549-558

        [29] Kumar M K P, Shyama S K, Sonaye B S, et al. Evaluation of gamma-radiation-induced DNA damage in two species of bivalves and their relative sensitivity using comet assay [J]. Aquatic Toxicology, 2014, 150: 1-8

        [30] Martinez-Paz P, Morales M, Martinez-Guitarte J L, et al. Genotoxic effects of environmental endocrine disruptors on the aquatic insect Chironomus riparius evaluated using the comet assay [J]. Mutation research, 2013, 758(1-2): 41-47

        [31] Kolarevic S, Knezevic-Vukcevic J, Paunovic M, et al. Monitoring of DNA damage in haemocytes of freshwater mussel Sinanodonta woodiana sampled from the Velika Morava River in Serbia with the comet assay [J]. Chemosphere, 2013, 93(2): 243-251

        [32] Alink G, Spenkelink B, Quik J, et al. Genotoxic effects in the Eastern mudminnow (Umbra pygmaea L.) after exposure to Rhine water, as assessed by use of the SCE and Comet assays: A comparison between 1978 and 2005 [J]. Mutation research, 2007, 631(2): 93-100

        [33] Raiaguru P, Suba S, Palanivel M, et al. Genotoxicity of a polluted river system measured using the alkaline comet assay on fish and earthworm tissues [J]. Environmental and Molecular Mutagenesis, 2003, 41(2): 85-91

        [34] 檀麗. 蠶豆根尖微核、彗星實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于飲水遺傳毒性監(jiān)測(cè)的研究[D]. 湖北: 華中科技大學(xué), 2010: 43-46

        [35] 凌發(fā)忠, 徐忠東. 利用改良彗星實(shí)驗(yàn)檢測(cè)廢水對(duì)嗜熱四膜蟲DNA的損傷[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 41(2): 298-300

        [36] 張遵真, 衡正昌. 彗星試驗(yàn)的改良及其在工業(yè)廢水監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2000, 20(4): 328-331

        Zhang Z Z, Heng Z C. Modification of comet assay and its application in industrial wastewater monitoring [J]. China Environmental Science, 2000, 20(4): 328-331 (in Chinese)

        [37] Reinecke S A, Reinecke A J. Biomarker response and biomass change of earthworms exposed to chlorpyrifos in microcosms [J]. Ecotoxicology and Environment Safety, 2007, 66(1): 92-101

        [38] Casabe N, Piola L, Fuchs J, et al. Ecotoxicological assessment of the effects of glyphosate and chlorpyrifos in an Argentine soya field [J]. Journal of Soils and Sediments, 2007, 7(4): 232-239

        [39] Song Y, Zhu L S, Wang J, et al. DNA damage and effects on antioxidative enzymes in earthworm (Eisenia foetida) induced by atrazine [J]. Soil Biology and Biochemistry, 2009, 41(5): 905-909

        [40] Zang Y, Zhong Y, Luo Y, et al. Genotoxicity of two novel pesticides for the earthworm, Eisenia fetida [J]. Environmental Pollution, 2009, 108: 271-278

        [41] Zhang L J, Ji F N, Li M, et al. Short-term effects of dechlorane plus on the earthworm Eisenia fetida determined by a systems biology approach [J]. Journal of Hazardous Materials, 2014, 273: 239-246

        [42] Button M, Jenkin G R T, Bowman K J, et al. DNA damage in earthworms from highly contaminated soils: Assessing resistance to arsenic toxicity by use of the comet assay [J]. Mutation Research, 2010, 696(2): 95-100

        [43] Bigorgne E, Cossu-Leguille C, Bonnard M, et al. Genotoxic effects of nickel, trivalent and hexavalent chromium on the Eisenia fetida earthworm [J]. Chemosphere, 2010, 80(9): 1109-1112

        [44] Hu C W, Zhang L J, Wang W L, et al. Evaluation of the combined toxicity of multi-walled carbon nanotubes and sodium pentachlorophenate on the earthworm Eisenia fetida using avoidance bioassay and comet assay [J]. Soil Biology and Biochemistry, 2014, 70: 123-130

        [45] Sforzini S, Boeri M, Dagnino A, et al. Genotoxicity assessment in Eisenia andrei coelomocytes: A study of the induction of DNA damage and micronuclei in earthworms exposed to B[a]P- and TCDD-spiked soils [J]. Mutation Research, 2012, 746(1): 35-41

        [46] Koppen G, Verschaeve L. The alkaline comet test on plant cells: A new genotoxicity test for DNA strand breaks in Viciafaba root cell [J]. Mutation Research/Environmental Mutagenesis and Related Subjects, 1996, 360(3): 193-200

        [47] 林愛軍, 張旭紅, 張?jiān)隼? 等. 利用不同植物進(jìn)行DNA損傷彗星實(shí)驗(yàn)的方法比較[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào), 2006, 1(2): 165-171

        Lin A J, Zhang X H, Zhang Z L, et al. A comparation study using comet assay to detect DNA damages in different plant species [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2006, 1(2): 165-171 (in Chinese)

        [48] 曹玉偉, 馬軍, 郭長(zhǎng)虹, 等. 植物彗星實(shí)驗(yàn)及其在生態(tài)毒理監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào), 2009, 4(2): 183-189

        Cao Y W, Ma J, Guo C H, et al. Plant comet assay and its application on environment pollution monitoring [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2009, 4(2): 183-189 (in Chinese)

        [49] Bonassi S, Norppa H, Ceppi M, et al. Chromosomal aberration frequency in lymphocytes predicts the risk of cancer: Results from a pooled cohort study of 22 358 subjects in 11 countries [J]. Carcinogenesis, 2008, 29(6): 1178-1183

        [50] Vernile P, Tutino M, Bari G, et al. Particulate matter toxicity evaluation using bioindicators and comet assay [J]. Aerosol and Air Quality Research, 2013, 13(1): 172-178

        [51] Avogbe P H, Ayi-Fanou L, Autrup H, et al. Ultrafine particulate matter and high-level benzene urban air pollution in relation to oxidative DNA damage [J]. Carcinogenesis, 2005, 26(3): 613-620

        [52] Godschalk R W L, Ersson C, Stepnik M. Variation of DNA damage levels in peripheral blood mononuclear cells isolated in different laboratories [J]. Mutagenesis, 2014, 29(4): 241-249

        [53] Ersson C, Moller P, Forchhammer L. An ECVAG inter-laboratory validation study of the comet assay: Inter-laboratory and intra-laboratory variations of DNA strand breaks and FPG-sensitive sites in human mononuclear cells [J]. Mutagenesis, 2013, 28: 279-286

        [54] Zainol M, Stoute J, Almeida G M. Introducing a true internal standard for the comet assay to minimize intra- and inter-experiment variability in measures of DNA damage and repair [J]. Nucleic Acids Research, 2009, 37(22): e 150

        [55] Karlsson H L. The comet assay in nanotoxicology research [J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2010, 398(2): 651-666

        The Toxicologic Applications of the Comet Assay in the Aquatic and Soil Environment

        Bian Fangjie, Xing Meiyan*, Yang Jian, Sun Wen, Pan Sai

        Key Laboratory of Yangtze River Water Environment Ministry of Education, State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, Tongji University, Shanghai 200092, China

        Received 6 October 2014 accepted 12 November 2014

        The comet assay is a rapid and cost-effective protocol of measuring deoxyribonucleic acid (DNA) damages, highly suitable for almost all eukaryotic cells. Therefore, it is widely used in the field of genetic toxicity, radiation biology, tumor cytology, toxicity detection etc., particularly with wide applications in environment researches due to its high sensitivity and detection of joint toxicity. This paper mainly reviews the development of the comet assay methodology, its experimental principles and applications in the aquatic and soil environment. More importantly, the limited factors and future prospects for the applications of comet assay in this paper are documented to provide a theoretical guidance and reference for popularizing the comet assay.

        comet assay; genetic toxicity; DNA damage; pollution assessment; biological monitoring

        中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(0400219187)

        卞方杰(1991-), 男, 碩士, 研究方向?yàn)榄h(huán)境毒理學(xué), E-mail: bfj222000@126.com

        *通訊作者(Corresponding author), E-mail: xmy5000@163.com

        10.7524/AJE.1673-5897-20141006001

        2014-10-06 錄用日期:2014-11-12

        1673-5897(2015)3-063-08

        X171.5

        A

        邢美燕(1977-),女,同濟(jì)大學(xué)環(huán)境學(xué)院市政工程博士,副教授,主要研究方向?yàn)槲鬯c廢水處理理論與資源化技術(shù)。

        卞方杰, 邢美燕, 楊健, 等. 彗星試驗(yàn)技術(shù)在水生與土壤環(huán)境中的毒理學(xué)應(yīng)用[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào), 2015, 10(3): 63-70

        Bian F J, Xing M Y, Yang J, et al. The toxicologic applications of the comet assay in the aquatic and soil environment [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2015, 10(3): 63-70 (in Chinese)

        猜你喜歡
        環(huán)境檢測(cè)研究
        FMS與YBT相關(guān)性的實(shí)證研究
        “不等式”檢測(cè)題
        “一元一次不等式”檢測(cè)題
        “一元一次不等式組”檢測(cè)題
        長(zhǎng)期鍛煉創(chuàng)造體內(nèi)抑癌環(huán)境
        遼代千人邑研究述論
        一種用于自主學(xué)習(xí)的虛擬仿真環(huán)境
        孕期遠(yuǎn)離容易致畸的環(huán)境
        視錯(cuò)覺在平面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與研究
        科技傳播(2019年22期)2020-01-14 03:06:54
        EMA伺服控制系統(tǒng)研究
        成年无码av片在线| 一区二区三区四区黄色av网站| 中文字幕精品一区久久| 丰满少妇高潮惨叫久久久一| 中文字幕影片免费在线观看| 国产亚洲欧洲三级片A级| 日本一级三级在线观看| 一边做一边说国语对白| 无遮挡又黄又刺激又爽的视频| 国产激情视频在线观看首页| 麻豆av在线免费观看精品| 成人国产一区二区三区| 久久久www成人免费精品| 欧美在线专区| 国产精品国产三级在线专区| 中国国产不卡视频在线观看 | 麻豆三级视频网站在线观看 | 亚洲人在线观看| 国产精东一区二区三区| 日本熟女中文字幕在线| 狠狠躁夜夜躁人人躁婷婷视频| 国产激情视频白浆免费| 日韩精品极品免费观看| 亚洲精品第一页在线观看| 免费久久人人爽人人爽av| 色综合久久综合欧美综合图片| 中文字幕精品乱码一区| 国产精品久久久福利| 1区2区3区高清视频| 国产精品成人av电影不卡| 99久久国产免费观看精品| 亚洲av无码乱码在线观看裸奔| 女同啪啪免费网站www| 中文字幕精品亚洲一区二区三区| 中文无码av一区二区三区| 国产精品免费大片| 中文字幕大乳少妇| 在线观看中文字幕二区| 中国丰满熟妇xxxx性| 无码不卡一区二区三区在线观看| 国产一区二区三区在线爱咪咪|