利用斑馬魚模型評(píng)價(jià)基因毒性

【評(píng)價(jià)原理】

當(dāng)各種內(nèi)源性和外源性DNA損傷因子誘發(fā)細(xì)胞DNA鏈斷裂時(shí)，其超螺旋結(jié)構(gòu)受到破壞，在細(xì)胞裂解液作用下，細(xì)胞膜、核膜等膜結(jié)構(gòu)受到破壞，細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、RNA以及其他成分均擴(kuò)散到細(xì)胞裂解液中，而核DNA由于分子量太大只能留在原位。在中性條件下，DNA片段可進(jìn)入凝膠發(fā)生遷移，而在堿性電解質(zhì)的作用下，DNA發(fā)生解螺旋，損傷的DNA斷鏈及片段被釋放出來。由于這些DNA的分子量小且堿變性為單鏈，所以在電泳過程中帶負(fù)電荷的DNA會(huì)離開核DNA 向正極遷移形成“彗星”狀圖像，而未受損傷的DNA部分保持球形。DNA受損越嚴(yán)重，產(chǎn)生的斷鏈和斷片越多，長(zhǎng)度也越小，在相同的電泳條件下遷移的DNA量就愈多，遷移的距離就愈長(zhǎng)。通過測(cè)定DNA遷移部分的光密度或遷移長(zhǎng)度就可以測(cè)定單個(gè)細(xì)胞DNA損傷程度，從而確定受試物的作用劑量與DNA損傷效應(yīng)的關(guān)系。彗星實(shí)驗(yàn)檢測(cè)低濃度基因毒物具有高靈敏性，研究的細(xì)胞不需處于有絲分裂期。同時(shí)，這種技術(shù)只需要少量細(xì)胞。

【實(shí)驗(yàn)方案】

我們將受測(cè)試斑馬魚分成兩組，分別是正常對(duì)照和服用/注射供試品組（供試品通過溶解到養(yǎng)魚用水中或注射的方式攝入到斑馬魚體內(nèi)）。

服用/注射藥物一段時(shí)間后，檢測(cè)尾長(zhǎng)、彗星長(zhǎng)、尾矩和Olive尾矩。

【結(jié)果展示】

圖1. 彗星電泳圖片

可以看到，服用/注射供試品組斑馬魚細(xì)胞核出現(xiàn)拖尾。該供試品改變DNA鏈的負(fù)超螺旋結(jié)構(gòu)、空間構(gòu)象，使DNA鏈斷裂、形成類核，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡（壞死、凋亡或自體吞噬）。

【評(píng)價(jià)結(jié)論】

1.經(jīng)過每組30尾斑馬魚的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，服用/注射供試品組的斑馬魚細(xì)胞核出現(xiàn)明顯拖尾，與正常對(duì)照組存在明顯的差別。

2.本實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該供試品對(duì)斑馬魚有基因毒性。