毒理学第06章--食物中化学物质的致突变作用及评价

第六章诱变性，第六章食品中化学物质的诱变性和评价，第一节概述化学毒物的诱变性类型，第三节化学毒物的诱变性的机制和后果，第四节生物体对诱变性的影响，第五节化学毒物的诱变性评价方法，第6.1节概述，第1节基本概念2，遗传基础，第1节基本概念，第1节基本概念，第1节基本概念，诱变：外源因素，尤其是化学因素，引起细胞核遗传物质变化的能力，这种变化可以随着细胞分裂过程而遗传突变是突变的结果。能引起突变的物质叫做诱变剂。2，遗传基础，2，遗传基础，2，遗传基础，3，染色体和基因有平行关系，2，遗传基础，2，遗传基础，2，遗传基础，2，遗传基础，2，遗传基础，6.2化学毒物的致突变性，1，基因突变，1，基因突变，1，基因突变，1，基因突变，1，基因突变，根据遗传信息的变化， 基因突变可分为：错义突变：由于一个或几个碱基对的改变，将决定一个氨基酸的密码子改变为决定另一个氨基酸的密码子的基因突变。 同义突变：无导致氨基酸编码错误的基因突变。(3)无意义突变：改变一个或多个碱基对以将决定氨基酸的密码子改变为终止密码子的基因突变。染色体畸变是指染色体的结构变化。染色体畸变：指对两个染色单体的损伤。色差：对构成染色体的两个染色单体中的一个的损伤。发生什么样的扭曲取决于损伤是发生在DNA复制之前还是之后。2，染色体畸变，2，染色体畸变，3，非整倍体和多倍体，6.3化学毒物致突变性的机理和后果，1，碱基损伤，1，DNA老化引起突变，1，碱基损伤，1，DNA老化引起突变，烷化剂的作用，烷化剂是一种对DNA和蛋白质具有强烷化剂作用的物质。常见的包括烷基硫酸盐、亚硝基化合物、环状烷化剂如氮芥和硫芥、卤代亚硝基脲等。烷基化活性：甲基化乙基化高碳烷基化；1.基础损坏；1.脱氧核糖核酸老化导致突变；平面大分子嵌入DNA链；一些大分子可以以静电吸附的形式嵌入到DNA单链碱基或相邻的DNA双螺旋结构的多核苷酸链之间，这被称为嵌入剂。平面大分子插入到DNA链中会导致代码转移突变。(1)碱基损伤，(1)导致突变的DNA老化，碱基类似物取代与碱基非常相似的化学物质，称为碱基类似物。碱基类似物可以在S期与天然碱基竞争并取代它们的位置。(1)碱基损伤，(1) DNA老化导致突变，诱变剂改变或破坏碱基的化学结构，(1)一些化学物质可以氧化碱基，从而破坏或改变碱基的结构，有时导致断链。(2)某些化学物质可在体内形成有机过氧化物或自由基，从而间接破坏嘌呤的化学结构，并容易导致DNA链断裂。(1)碱基损伤，(1) DNA老化引起突变，共价键合形成加合物许多化学诱变剂或其活化产物是亲电子化学物质，它们可以与大分子亲核体如DNA、RNA或蛋白质共价键合形成稳定的加合物，这些加合物通常难以通过化学或生物方法解离。DNA加合物的形成通常被认为是诱变的一个重要事件。2、DNA链损伤，2、细胞分裂过程的改变引起突变，非整倍体和多倍体都是由染色体分离异常引起的。1.非整倍体是由正常细胞不分裂引起的。原因是同源染色体在第一次减数分裂期间不分离，或者姐妹染色单体在第二次减数分裂或有丝分裂期间不分离。2.多倍体涉及整个染色体组。在有丝分裂过程中，如果染色体已经正常复制，但由于纺锤体的破坏，染色质不能分离成子细胞，那么染色体的数量将加倍形成四倍体。异常减数分裂也会导致配子形成二倍体。如果二倍体配子受精，可以形成多倍体受精卵。细胞分裂过程中引起突变的变化，其他方面的变化，突变的后果，1。生殖细胞突变，1。生殖细胞突变。生殖细胞突变在不同发育阶段的意义是不同的。如果精原干细胞、卵母细胞和静息卵母细胞发生突变，突变的生殖细胞有可能从整个生殖年龄中被排出。如果精原干细胞在发育后期或成熟卵母细胞中发生突变，则只能在很短的时间内排出突变的生殖细胞(男性约8周，女性约1个排卵周期)。(1)生殖细胞突变，致死突变显性致死：使卵子不能受精或突变配子与正常配子结合后的早期胚胎，在着床前或着床后死亡。隐性死亡：纯合子或半合子是死亡效应所必需的。1、生殖细胞突变，非致死突变(1)遗传病。(2)对基因库的遗传负荷有不良影响。基因库是指一个物种的生殖年龄组在特定时间将遗传信息传递给下一代的基因总和。遗传负荷是指基因库中携带的一定数量的有害基因。1.生殖细胞突变，中国新生儿染色体异常数量的估计，2。体细胞突变，2。体细胞突变，2。体细胞突变，6.4生物体对诱变性的影响，6-5诱变性试验，1。观察项目的选择1。观察效果终点遗传终点：指试验中观察到的现象所反映的各种事件。有五类：DNA完整性的变化。DNA重排或交换。脱氧核糖核酸碱基序列发生变化。(基因突变)染色体完整性的变化。(染色体畸变)染色体分离的变化。(染色体畸变)，原发性DNA损伤，2。致突变试验项目的联合遗传毒理学评价程序通常是一组体内和体外遗传毒理学试验。因为：化学毒物的种类和结构很多，它们的诱变机理不同，靶细胞也不同。(2)只有少数诱变剂具有直接致突变性，大多数诱变剂具有间接致突变性，即在发生致突变性之前需要在体内进行代谢和活化。化学毒物的致突变性强而弱。一些在一个检测系统中是强诱变剂，而在另一个系统中可能是弱诱变剂。选择原则：选择的遗传毒性试验应包括5种类型的遗传终点。(2)实验表明，生物应包括处于几个进化阶段的物种，包括原核生物和真核生物。体内试验和体外试验相结合。应包括生殖细胞和体细胞。一般来说，对于受试者，应根据遗传终点的合理匹配进行原核细胞或体细胞的体外试验，并在体内验证阳性结果的遗传终点的真实性，然后通过选择生殖细胞突变试验来评估遗传危害。常见致突变试验1。鼠伤寒沙门氏菌反向突变试验2。微核试验3。染色体畸变分析姐妹染色单体交换试验(SCE)果蝇伴隐性致死试验显性致死试验程序外DNA合成试验单细胞凝胶电泳(SCGE)试验，鼠伤寒沙门氏菌反向突变试验也称Ames试验，以检测受试者诱导鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型突变株(his-)反向突变为野生型(his)的能力。有四种标准测试菌株：TA97和TA98:检测移码突变；TA100:检测碱基置换突变；TA102:对醛类、过氧化物和DNA交联剂敏感。试验方法：点试验(预试验)和结合试验(标准试验)。鼠伤寒沙门氏菌原营养型，组氨酸营养缺陷型突变体。(his-)，正向突变，反向突变，代谢激活系统，受试者，(1)微核：在诱变剂作用后，染色体没有着丝粒碎片，或者由于纺锤体损伤而丢失的整个染色质在细胞分裂的后期保留在子细胞的细胞质中，并成为一个或多个规则的次级核，称为微核。微核试验是观察被测物质是否能产生微核的试验。可以主要检测到DNA断裂剂和非整倍体诱变剂。方法：啮齿动物骨髓嗜多染红细胞微核试验(PCE)。剂量分组：1/2LD50、1/4LD50、1/8LD50。同时设立阴性对照组和阳性对照组。测试结果的评估1。在评估阳性或阴性结果之前，应首先检查测试的质量控制。通过：盲目观察；阴性对照和阳性对照的建立；数据统计分析；试验结果的再现性。2.阴性结果的标准：最大剂量应包括受试物质的溶解度或胃灌注所允许的最大剂量。(2)各剂量组之间的差异不应太大，以防止一些具有突变能力的外来化合物仅在很窄的范围内泄漏。(1)应存在剂量-反应关系。一个或多个剂量组的观察值与阴性对照组有显著差异。如果低剂量组或低、中剂量组与对照组之间的差异显著，而高剂量组之间的差异不显著，则阳性结果不可信或无意义。阳性和阴性结果都需要重现性，即重复测试可以获得相同的结果。(1)建立阴性和阳性对照组(1)阴性对照组：未治疗对照组或溶剂对照组。目的：获得实验的基础数据。(2)阳性对照：已知产生阳性反应的物质用作对照。目的：*通过检测阳性物质来证明实验方法的可靠性；*验证实验者在实验条件下完成技术和识别诱变剂的能力；*经过一段时间后，验证本实验的可重复性。(2)体外激活系统试验前的诱变剂：本身没有诱变作用的化学物质，只有在哺乳动物代谢后才转化为诱变剂。(1)哺乳动物细胞介导：使用完整细胞，尤其是原代大鼠肝细胞，并与测试细菌或细胞一起培养。(2) S9:用酶诱导剂处理后制备的肝匀浆，离心分离9000g后得到的上清液，加适当的缓冲液和辅助因子。纯化酶和基因工