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研究構建完成三維(3D)細胞新型遺傳毒性檢測體系

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摘要:基因突變是評價環境因子致癌風險的重要指標。中國科學院合肥物質科學研究院技術生物與農業工程研究所吳李君課題組前期利用CD59突變檢測系統研究了多種環境因子的致癌風險及其機理,包括放射線(British Journal of Cancer. 2008)、環境持久性有毒污染物(Environmental Science & Technology. 2011)等。研究表明CD59 AL突變檢測體系
研究構建完成三維(3D)細胞新型遺傳毒性檢測體系



基因突變是評價環境因子致癌風險的重要指標。中國科學院合肥物質科學研究院技術生物與農業工程研究所吳李君課題組前期利用CD59突變檢測系統研究了多種環境因子的致癌風險及其機理,包括放射線(British Journal of Cancer. 2008)、環境持久性有毒污染物(Environmental Science & Technology. 2011)等。研究表明CD59 AL突變檢測體系是一種非常靈敏的基因檢測系統。
然而這些前期研究主要基于二維體外培養細胞。雖然二維體外培養細胞實驗簡單方便,但獲得的實驗結果時常與體內實驗存在較大差異。為了更加真實地反應環境因子體內毒性效應,課題組基于AL二維突變檢測模型構建了三維(3D)細胞新型遺傳毒性檢測體系,用于環境因子的遺傳毒性檢測。首先,通過低粘附培養方法獲得了3D細胞團,通過細胞形態、干性基因以及連接基因表達鑒定三維組織的特性,并且優化了培養條件,獲得了大小相對穩定均一的3D細胞團;隨后利用構建的3D組織檢測了環境污染物納米銀和砷的致突效應,結果表明納米銀和砷導致的突變率遠低于在二維細胞中獲得的結果,分別為每105個三維細胞中有99±7和70±3個突變,這與動物實驗結果相類似。通過ICP-MS檢測發現由于組織多層結構的存在,減少納米銀及砷與內部細胞的接觸,從而表現出對納米銀和砷的抵抗作用。該研究工作說明三維細胞相對于二維細胞來講,更加真實地反應環境因子在體內的遺傳毒性。
相關成果已被美國化學會期刊Chemical Research in Toxicology 接受在線發表(DOI:10.1021/acs.chemrestox.8b00069)。
該研究受到中科院先導專項B、國家重大研究計劃、國家自然科學基金等課題的資助。(生物谷Bioon.com)
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