致突变实验综合分析及评价
致突变试验综合分析及评价(毒理学教研室20150507)
第六部分： 19. 以上四种实验方法注意事项有哪些？ 20. 结合以上四个实验结果，对 96%二氯吡啶酸原药的致突变性进行综合评 价。 21. 如仅小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验结果为阳性，其余试验结果均为阴性 时，应进一步如何设计试验方案？
讨论方式：①各实验室分成六小组（各实验室组长安排分组） ，每小组同学针对 下述 6 个问题进行讨论，并负责制作其中一个部分的 PPT（独立完成，不重复） 。 ②课堂上从各实验室抽签确定相应组别进行相关内容的 PPT 汇报， 其他同学针对 汇报内容进行提问、 补充和讨论。③课后请学习委员收齐所有小组同学 PPT 交教 研室。 上课时间：5 月 12 日，下周三，4602 教室
表 3 96%二氯吡啶酸原药在 CHL 细胞染色体畸变分析结果 组别 阴性对照 溶剂对照 （DMSO） S9 对照 95%二氯吡 啶酸原药 S9 剂量 （µg/ml） 0 0 0 1250 2500 5000 + + + + + 观 察 细 染色体异 胞 数 常细胞数 （个） （个） 200 11 200 200 200 200 200 200 200 200 200 16 10 17 16 18 15 19 14 16 畸变类型 g 6 8 0 10 6 10 5 9 5 5 b 11 13 10 16 15 15 5 19 11 16 t 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 r 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 m 0 3 0 1 2 3 10 0 3 0 畸变细 其 胞 率 它 （%） 0 5.5 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8 5 8.5 8 9 7.5 9.5 7 8
致突变试验综合分析及评价
某单位欲对农药—— 96% 二氯吡啶酸原药，进行致突变试验综合分析及评 价，见相关资料。 现请根据所学知识，查阅资料和文献，思考并讨论以下问题。
毒理学食物中化学物质的致突变作用及评价ppt课件
1、生殖细胞突变
致死性突变 显性致死：使卵子不能受精或突变配子与正
常配子结合后，在着床前或着床 后的早期胚胎死亡。 隐性致死：需要纯合子或半合子才能出现死 亡效应。
1、生殖细胞突变
非致死突变 ①产生遗传病。 ②对基因库的遗传负荷产生不良影响。 基因库是指某一物种的生育年龄群体于特
定时期能将遗传信息传至下一代的基因的 总和。 遗传负荷指基因库中携带的一定量的有害 基因。
间接致突变作用，即需要在体内代谢活化后，才具 有致突变作用。 ③化学毒物的致突变性有强，也有弱；有的在某一检 测系统中是强致突变物，而在另一系统中可能是弱 的致突变物。
入选原则： ①选择的遗传毒性试验应包括5种类型的遗传学终点。 ②实验指示生物应包括若干进化阶段的物种，既要包
括原核生物，又要包括真核生物。 ③体内试验与体外试验配合。 ④应包括生殖细胞和体细胞。 通常，对于一种受试物应当先用原核细胞或体细胞 的体外试验按遗传学终点合理配套进行试验，并对 有阳性结果的遗传学终点验证其在体内的真实性， 再行选用生殖细胞致突变试验进行遗传危害的评价。
2. 体外试验的活化系统
前致突变物：本身不具致突变性，经哺乳动物代谢 才转化成致突变物的化学物质。
①哺乳动物细胞介导：使用完整的细胞，特别是大鼠肝原代 细胞，与测试细菌或细胞一起培养。
②S9：经酶诱导剂处理后制备的肝匀浆，再经9000g离心分 离所得上清液，加上适当的缓冲液和辅助因子。
③纯化酶和基因工程。 纯化酶：纯化的细胞色素P450、谷光苷肽转 移酶、过氧化
二、染色体畸变
二、染色体畸变
指染色体的结构发生改变。 染色体型畸变：指两条染色单体都受损。 染色单体型畸变：指组成染色体的两条染
色单体中仅一条受损。 产生何种畸变，取决于损伤发生在DNA复制 前还是复制后。
致突变作用实验方法
v 5. 标本制作时间: 分别在药物与细胞接触后 24和48小时收获细胞制作标本，代谢活化组在 24小时收获细胞制作标本。 v 6. 对照: 设空白对照、溶剂对照、阳性对照 和S9对照。 v 7. 镜检: 每种浓度至少观察100个中期分裂相 细胞的染色体结构，在油镜下分别记录结构畸 变及多倍体的出现率。
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七. SOS显色试验(SOS chromotest)
由法国巴斯德研究所 Quillardet 等于1982 年首先提出的一种遗传毒性检测方法, 通过直 接监测细胞 DNA 受损后的 SOS 修复反应来检 测化合物的生物遗传毒性。 DNA 分子在受到 外因引起大范围损伤、其复制又受到抑制的 情 况 下 ， 会 导 致 一 种 容 易 发 生 错 误 的 修 复。 所有这些在遗传毒物处理后大肠杆菌中出现 的一系列反应统称为SOS应答。
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v 早期死亡的胚胎逐步吸收，既看不到胎鼠外 观，也分不清胚胎和胎盘，仅在子宫内膜上 隆起如一小瘤，故有人称它为胎膜瘤；如已 完全被吸收，则可称为吸收点，即为最早的 早期死胎。 （3）晚期死亡胚胎：胚胎完整成形，并有明 显胎盘，但色泽灰暗，无光泽，无自然运动， 机械刺激后亦无运动反应。
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v 结果观察: 以给药组雄鼠为单位，交配后 1~8周分别统计下列指标。 （1）平均受孕数（％）＝受孕母鼠总数/同 笼母鼠总数×100％ （2）平均着床数＝总着床数（早死、迟死、 活胎数）/ 受孕母鼠总数 （3）平均活胎数＝活胎总数/受孕母鼠总数 （4）平均死胎数＝死胎总数/受孕母鼠总数
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v 结果判定
（1）受试物所诱发的染色体畸变数的增加与剂量相 关，CHL系统判定如下： 畸变率<5％ 阴性（－） 畸变率>5％ 可疑（±） 畸变率>10％ 阳性（＋） 畸变率>20％ 阳性（＋＋） 畸变率>50％ 阳性（＋＋＋） （2）某一测试点呈现可重复的并有统计学意义地增 加：符合上述一条即可判为阳性。
第六章致突变作用及其评价
第六章致突变作用及其评价一、物理致突变作用物理致突变作用包括辐射和高温等。
辐射致突变作用主要有电离辐射和非电离辐射两类。
电离辐射直接作用于DNA分子，产生切割和离子化，导致碱基的改变和突变；非电离辐射通过激发态分子产生自由基，再与DNA发生反应，引起碱基缺失、骨架断裂等突变。
高温致突变作用主要通过破坏DNA的双螺旋结构，导致碱基的改变和突变。
评价物理致突变作用的方法主要有突变频率、突变谱和克隆肥大度等。
突变频率是指单位时间和单位器官细胞中突变细胞的比例，可以通过突变频率实验来测定。
突变谱则是指突变细胞中各类突变的比例，可以通过分子生物学技术和测序方法来分析。
克隆肥大度是指突变细胞在培养基上形成的克隆的大小和数量，可以通过克隆形成试验来测定。
二、化学致突变作用化学致突变作用包括化学射击和化学诱变剂两类。
化学射击是指化学物质直接与DNA发生反应，引起碱基改变和突变。
化学诱变剂则是通过诱导DNA产生加合法或错配法复制，导致突变。
常见的化学诱变剂有碱基类似物、交联剂和DNA切割剂等。
评价化学致突变作用的方法主要有突变频率、突变谱和鉴定突变基因等。
突变频率的测定方法与物理致突变作用的评价方法相同。
突变谱的分析和鉴定突变基因的方法则需要借助生物学、分子生物学和遗传学等多种技术手段，如突变谱分析和基因克隆。
三、生物致突变作用生物致突变作用是指生物体内的内源性或外源性因素引起的突变。
内源性因素包括细胞自身的突变机制和DNA复制错误等，外源性因素则包括病毒、细菌和真菌等微生物的感染。
评价生物致突变作用的方法主要有突变频率、突变谱和鉴定突变基因等。
突变频率和突变谱的测定方法与物理致突变作用和化学致突变作用的评价方法相似。
鉴定突变基因的方法则需要借助生物学、分子生物学和遗传学等多种技术手段，如基因进行克隆和功能验证。
综上所述，对致突变作用的评价可以通过突变频率、突变谱和鉴定突变基因等多种方法来进行。
不同的致突变作用可能对生物体产生不同的影响，因此在评价致突变作用时需要综合考虑不同评价指标的结果。
药物致突变试验评价实验流程
药物致突变试验评价实验流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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致突变试验评价实验流程
致突变试验评价实验流程一、实验准备阶段。
这就像是一场奇妙的冒险前的准备工作呢。
我们得先把各种实验用品都找齐咯。
像那些测试用的微生物呀，比如说细菌，得保证它们是活力满满的。
还有各种培养基，这就像是微生物的“小食堂”，要准备得妥妥当当的。
化学试剂也不能少，它们在这个实验里可是关键的“小助手”。
对了，别忘了那些专门用来培养微生物的小器皿，像培养皿之类的，得洗得干干净净的，不然微生物住着可不舒服，那实验结果可能就不准啦。
我们还得把实验室的环境弄得好好的。
温度和湿度要控制在合适的范围里，就好像给微生物和试剂们创造一个舒适的“小天地”。
要是温度太高或者太低，微生物可能就“闹脾气”，不好好配合实验了。
而且呀，在这个准备阶段，我们得把实验计划再好好看几遍，确保每一个步骤都在脑袋里清清楚楚的，可不能到时候手忙脚乱的。
二、样本处理环节。
现在开始处理样本啦。
这个过程就像是给我们的“小演员”（样本）化妆一样呢。
如果是检测化学物质的致突变性，那就要把这个化学物质按照不同的浓度配好。
这个浓度的调配可得小心啦，就像厨师做菜放调料一样，多一点少一点可能味道就完全不一样了。
而且要确保化学物质完全溶解或者均匀分散在溶液里，不然有些微生物可能就会“遭遇”浓度过高或者过低的情况，这样测出来的结果就会有偏差。
要是样本是生物性的，比如说细胞之类的，那也要好好照顾它们。
把细胞从培养瓶里取出来的时候，要轻轻的，就像对待娇嫩的小花朵一样。
然后把它们放在合适的溶液里，让它们舒舒服服地准备接受后面的考验。
三、正式实验过程。
如果是检测细胞的致突变性，可能会用到一些特殊的技术，比如说细胞遗传学检测。
这时候细胞就像是一群小士兵，我们要观察它们的染色体有没有发生变化。
在显微镜下看着那些细胞的染色体，就像在看一幅神秘的小画，要是发现染色体有断裂、缺失或者其他奇怪的变化，那就可能意味着这个测试样本有致突变的能力。
四、结果观察与分析。
实验进行了一段时间后，就到了收获结果的时候啦。
致突变作用及检测方法解析
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2、染色体畸变
指染色体的结构或数目的改变，是遗传物质 大的改变，一般可用光学显微镜检查。
染色单体型畸变：畸变涉及复制染色体中两条中的一条。 染色体型畸变：畸变涉及复制染色体中的两条。
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（1）染色体结构异常类型
•断裂：产生无着丝点片断
•缺失：染色体上丢失了一个片段 •倒位：一个染色体片段被颠倒了 臂间倒位：包括着丝点 臂内倒位：不包括着丝点
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五、常用致突变实验方法
1、观察项目的选择
2、常用的致突变实验
3、致突变实验中的一些问题
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一、观察项目的选择
1、观察效应终点的类型 •基因突变实验
•染色体畸变实验
•DNA损伤实验 遗传终点（genetic endpoint）： 试验观察到的现象所反映的各种事件。
宿主原因。
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一、DNA损伤的修复
1、光修复
2、“适应性”反应
3、切除修复
4、双链断裂修复
5、交联修复
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1、光修复
它通过酶切下DNA上嘧啶二聚体， 将毗连的嘧啶接回原结构上，依赖光裂 合酶，是一种依赖光的过程，主要针对 紫外线损伤产生的胸腺嘧啶二聚体的修 复机制。广泛存在于原核生物和真核生 物体内。
3、生物的染色体组成或细胞质发生变化而产生。
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突变(mutation)：遗传结构本身的变化及
其引起的变异称为突变。
突变是遗传物质的一种可遗传的变异。 自发突变 诱发突变
1、培育和选择新种或良种。 2、引起人类健康危害。
致突变作用及其试验方法与评价
③环状染色体（ring chromosome） 染色体两臂各发生一次断裂，其带有着丝粒 的节段的两断端连接形成一个环时，称为环 状染色体。
④倒位（inversion） 当某一染色体发生两次 断裂后，其中间节段倒 转180再重接，称为 倒
二、突变类型
遗传毒理学家主要关注两类遗传学损伤： 基因突变
染色体畸变
端粒
着丝粒
姊 妹 染 色 单 体
端粒
染色体畸变 染色体的结构及数目改变。
组 蛋 白
基因突变 一个或几个DNA碱基对的改变。
碱基对
双 螺 旋
这些损伤多因DNA受损所致，也可能因DNA
以外的靶组织受损所致。
基因突变、染色体畸变及染色体数目变化的本
无误 修复
染色体分 离异常
重组事件 SCE 有丝分裂性交换
染色体结 构异常
基因 突变
细胞 死亡
非整倍体 多倍体
常用的致突变试验
1、细菌回复突变试验 （Ames试验） 2、哺乳动物细胞基因突变 试验 3、果蝇伴性隐性致死试验 4、染色体畸变分析 7、显性致死试验 8、小鼠可遗传易位试验
9、细菌DNA修复试验
4、细胞周期、有丝分裂与减数分裂
细胞周期指细胞一次分裂结束，并开始生长，到下一次分裂
终了所经历的过程。
G0 ：DNA合成前期； G1 ：DNA合成期；
S：完成DNA复制；
G2：为有丝分裂做准备；
M：有丝分裂期
有丝分裂过程
有丝分裂指细胞核分 裂的过程，一个细胞 由此生成两个子细胞，
第六章致突变作用及其评价
2 Ames试验： 指鼠伤寒沙门氏菌／哺乳动物微粒 体酶试验，由Ames首先建立。 原理：在细菌回变试验的基础上，首先将受试 物与肝微粒体在体外进行代谢活化，再以营养缺 陷型鼠伤寒沙门氏菌作为指示微生物进行观察。
肝微粒体制备： 大鼠生前一般用多氯联苯进行肝微粒体酶诱 导，然后取肝脏组织制备匀浆，9000g离心，上 清液为S-9组分。使用时，再加入微粒体酶催化 作用中的辅助因子，即辅酶Ⅱ与6-磷酸葡萄糖， 此种混合物简称S-9混合液。
早期死亡胚胎数
致突变指数= 总着床数 早期死亡胚胎数 早期死亡胚胎率= 受孕雌性动物数 ×100% ×100
胎仔活产、死亡和吸收的特征
颜色 活产 胎仔 晚期 死胎 肉红色 灰红色 乌紫色 暗紫或 浅紫点 块 器官外形 完整成形 完整成形
自然 运动
有 无 无
对机械刺激的反应 有运动反应 无运动反应 ——
（1）基因突变；
（2）染色体畸变； （3）不分离； （4）原发性DNA损伤。
1983年重新提出将致突变试验所反应的遗传学终点 分为5类： （1）DNA完整性的改变（形成加合物断裂、交 联）；
（2） DNA重排或交换；
（3）DNA碱基序列改变；
（4）染色体完整性改变；
（5）染色体分离改变。
其中（3）实际指基因突变，而（4）、（5）依次 指染色体
3 姊妹染色单体交换（sister chromatid exchange， SCE） 试验
遗传学终点：①染色体完整性改变②DNA重排或交换
4 显性致死突变试验（dominant lethal mutation test）
遗传学终点：染色体完整性改变 原理：通过哺乳动物生殖细胞染色体畸变进行的致 突变作用试验。哺乳动物生殖细胞染色体发生突变时，往 往不能与异性生殖细胞正常结合，易出现受精卵在着床前 死亡和胚胎早期死亡。显性致突变的机理可能是生殖细胞 染色体的断裂和易位。 1. 试验动物：多用雄性大鼠或小鼠进行。
致突变试验评价实验流程
致突变试验评价实验流程致突变试验评价可是个挺有趣又很重要的事儿呢，咱来好好唠唠这个实验流程。
一、试验前的准备。
咱得先确定要测试的物质是什么呀。
这个物质可以是各种各样的，可能是新研发出来的化学品，也可能是从大自然里新发现的啥玩意儿。
然后呢，就得找合适的实验对象啦。
这个实验对象有时候是小细菌，像鼠伤寒沙门氏菌就经常被拉来“干活”呢。
为啥选它呢？因为它繁殖快呀，而且对某些致突变物质特别敏感，就像个小小的“警报器”一样。
除了细菌，有时候也会用细胞，比如说哺乳动物的细胞。
选好了实验对象，实验的环境也得安排好。
这就跟咱们人住房子一样，得舒舒服服的。
温度、湿度这些条件都得合适。
还有那些个实验用到的仪器设备，像培养箱啊，得提前检查好，可不能在实验做到一半的时候出岔子，那就像炒菜炒到一半锅坏了一样糟糕。
二、进行致突变试验。
要是用细菌做实验对象的话，就会有个叫Ames试验的方法挺常用的。
把细菌放到含有待检测物质的培养基里，就像是把小鱼放到不同的水里，看看小鱼会不会有啥不一样的反应。
这个时候呢，细菌就会在这个特殊的环境里生长繁殖。
如果这个待检测物质是有致突变性的，那细菌的基因就可能发生变化，这种变化可能会表现在细菌的生长形态或者生长速度上呢。
要是用细胞做实验对象，就会有像微核试验这样的方法。
细胞在接触了待检测物质之后，我们就要仔细观察细胞里面的小结构啦。
微核就像是细胞里的一个小“异常标志”，如果这个待检测物质有致突变性，那细胞里出现微核的概率就可能会增加。
这就好比一个正常的班级里，突然多了几个很特别的“小捣蛋”，这些“小捣蛋”就是微核啦。
三、试验后的观察与分析。
做完了实验，就到了特别关键的观察阶段啦。
这就像寻宝一样，要很仔细地去找那些可能存在的变化。
如果是看细菌的生长情况，就得拿着小工具，一点一点地去数细菌的数量，看看和正常情况下有啥不一样。
要是看细胞里的微核呢，就得用显微镜，眼睛瞪得大大的，把细胞一个一个地看过去。
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阳性，
Dunnet-t 检验
P≤0.05，拒绝 H0，接受 H1.
阴性
不拒绝 H0
剂量反
阴性
应关系
阳性
拒绝 H0，接受 H1。
阳性
不存在 存在201Fra bibliotek/10/27结果评价
结果评价[4]：试验结果表明，受试物各剂量组对各测试菌 株在加或不加S9的条件下，其回变菌落数均未超过阴性对 照组回变菌落数的2倍，亦无明显的剂量——反应关系， 而阳性对照组各测试菌株的回变菌落数均明显增加，并超 过阴性对照组回变菌落数的2倍以上。因此可认为95％二 氯吡啶酸原药无诱发菌株基因突变活性。
致突变实验综合分析及评价
致突变实验综合分析及评价
CONTENTS
2019/10/27
01
细菌回复突变试验（Ames试验）
02
实验方案
03
结果判断依据
04
分析评价
背景资料
某单位欲对农药——96%二氯吡啶酸原药，进行致 突变试验综合分析及评价，见相关资料。
现请根据所学知识，查阅资料和文献，思考并讨 论以下问题。
三、实验原理：鼠伤寒沙门菌突变型菌株为组氨基酸缺 陷型(his-),不能自行合成组氨酸,在无组氨酸的选择性培 养基上不能正常生长，而在含组氨酸的培养基上则可正常 生长，当受到致突变物诱变后突变型回复突变为野生型 （his+），表现为在无组氨酸的培养基上也能生长的菌落 数。根据试验菌株在无组氨酸的培养基上能否形成菌落以 2019/1及0/27形成菌落的多少，判定受试物是否具有致突变性及致突
出版社，2012, 130-135. [5]95%二氯吡啶酸原药 重庆双丰化工公司—盖德化工网.
2019/10/27
正向突变
野生型细菌（his+） （his-）
2019/10/27
突变型细菌
实验方案[2-5]
一、实验名称：96%二氯吡啶酸原药的鼠伤寒沙门氏菌回 复突变试验
二、实验目的：观察95％二氯吡啶酸原药对鼠伤寒沙门菌 回复突变试验(Ams试验)菌株基因突变，初步探讨其致突 变性的强弱。为该农药的毒理学安全性评价提供基础数据。
实验结果判断[4]
若96%二氯吡啶酸原药的回变菌落数超过自发回变菌落数 的两倍以上，且各剂量组间呈剂量一反应关系，则该药对 鼠伤寒沙门菌标准突变型菌株有诱发基因突变的作用，反 之，这无该作用。
2019/10/27
统计分析
2019/10/27
统计分析
对照组 实验组
单因素方 差分析
阴性
P>0.05，不拒绝 H0。
2019/10/27
参考文献
[1]王心如.毒理学基础[M].人民卫生出版社，2014,162. [2]GB 15193.4-2014 食品安全国家标准 细菌回复突变试
验(S) [3]GB15670-1995,农药登记毒理学试验方法 (S) [4]张爱华，张华.公共卫生与预防医学实验教程[M].科学
实验方案
四、试验步骤 1、受试物[5]：95％二氯吡啶酸原药，白色絮状固体。 2、溶剂：二甲基亚砜(DMSO)，光谱纯，无菌。 3、Ames菌株：鼠伤寒沙门菌标准突变株TA97、TA98、 TA100和TA102。 剂量：采用平板掺入法，在加S9(+S9)和不加S9(一S9)条 件下进行测试。在不加S9的条件下测试该药对TA100菌株 产生的最小毒性的浓度作为剂量选择的依据。查阅相关文 献后（若没有相关文献则根据预实验结果）以每皿5 000ug为最高剂量，按5倍组距下设每皿1 000、200、40、 8ug4个剂量组。 4、对照组：设自发对照组、阴性对照组和阳性对照组。 阳性对照组不加S9的TA97、TA98和TAl02菌株用敌克松 (Dexon)，TAl00菌株用叠氮钠(NaN3)；阳性对照组加S9的 TA97、TA98和TAl00菌株用2-氨基芴(2-AF)，TAl02菌株用 1，8·二羟基蒽醌(1，8-HAQ)。37℃培养48 h后计数每皿 2019/1回0/27变菌落数，每个剂量作3个平行皿。
细菌回复突变试验（Ames试验）[1]
Ames 试验是利用突变体的测试菌株，观察受试物能否纠 正或补偿突变体所携带的突变改变，判断其突变性。
原理：采用鼠伤寒沙门菌组氨基酸缺陷突变株作为指示微 生物，检测受试物致突变的实验。鼠伤寒沙门菌突变型菌 株为组氨基酸缺陷型(his-),不能自行合成组氨酸,在无组 氨酸的选择性培养基上不能正常生长，而在含组氨酸的培 养基上则可正常生长，当受到致突变物诱变后突变型回复 突变为野生型（his+），表现为在无组氨酸的培养基上也 能生长的菌落数。如图示：