體外哺乳類(lèi)細(xì)胞基因突變(HGPRT)試驗(yàn)原理及注意事項(xiàng)
In vitro Mammalian Cell Gene Mutation Test
【試驗(yàn)原理】
體外哺乳動(dòng)物細(xì)胞基因突變?cè)囼?yàn)是利用培養(yǎng)的哺乳動(dòng)物細(xì)胞作指示生物的體外遺傳毒理學(xué)試驗(yàn),可用于檢測(cè)有化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)的基因突變,適用的細(xì)胞系包括小鼠淋巴瘤細(xì)胞(L5178Y),中國(guó)倉(cāng)鼠肺細(xì)胞(V79),中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞(CHO),人類(lèi)淋巴母細(xì)胞(TK6)等。這些細(xì)胞系,常用的遺傳學(xué)終點(diǎn)是檢測(cè)胸苷激酶(TK)圖標(biāo),次黃嘌呤鳥(niǎo)嘌呤轉(zhuǎn)磷酸核糖激酶(HPRT/HGPRT)圖標(biāo),黃嘌呤轉(zhuǎn)磷酸核糖激酶(XPRT)基因突變。TK、HPRT/HGPRT、XPRT突變?cè)囼?yàn)可以檢測(cè)不同的遺傳事件譜。
細(xì)胞在正常情況下,能產(chǎn)生HGPRT(次黃嘌呤鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶),在含有6-硫代鳥(niǎo)嘌呤(6-thioguanine,6-TG)的選擇性培養(yǎng)液中,HGPRT催化產(chǎn)生核苷-5,-單磷酸(NMP),NMP摻入DNA中致細(xì)胞死亡。在致癌和(或)致突變物作用下,某些細(xì)胞X染色體上控制HGPRT的結(jié)構(gòu)基因發(fā)生突變,不能再產(chǎn)生HGPRT, 從而使突變細(xì)胞對(duì)6-TG具有抗性作用,能夠在含有6-TG的選擇性培養(yǎng)液中存活生長(zhǎng)。在有或無(wú)代謝活化系統(tǒng)的條件下,將細(xì)胞培養(yǎng)物暴露于受試物中適當(dāng)時(shí)間,然后將細(xì)胞再傳代培養(yǎng),在含有6-TG的選擇性培養(yǎng)液中,突變細(xì)胞會(huì)繼續(xù)分裂并形成集落,計(jì)數(shù)突變集落形成數(shù),計(jì)算突變頻率,從而推斷受試物的致突變性。
【參考標(biāo)準(zhǔn)】
GB 15193.12-2014 體外哺乳類(lèi)細(xì)胞HGPRT基因突變?cè)囼?yàn)
【材料和試劑】
細(xì)胞:常用中國(guó)倉(cāng)鼠肺細(xì)胞株(V79)和中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞株(CHO),其他如小鼠淋巴瘤細(xì)胞株(L5178Y)和人類(lèi)淋巴母細(xì)胞株(TK6)亦可。細(xì)胞在使用前應(yīng)進(jìn)行有無(wú)支原體污染的檢查。
培養(yǎng)液:應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)所用系統(tǒng)和細(xì)胞類(lèi)型來(lái)選擇適宜的培養(yǎng)基。對(duì)于 V79和 CHO 細(xì)胞,常用-低必需培養(yǎng)基(MEM,Eagle)、改良 Eagle培養(yǎng)基(DMEM)加人10%胎牛血清和適量抗菌素。對(duì)于 TK6 和 L5178Y細(xì)胞,常用 RPMI 1640培養(yǎng)液,加人10%馬血清(培養(yǎng)瓶培養(yǎng))或20%馬血清(96孔板培養(yǎng))和適量抗菌素(青霉素、鏈霉素)。
胰蛋白酶/EDTA溶液:用無(wú)鈣、鎂 PBS配制,胰酶的濃度為0.05 %,EDTA 的濃度為0.02% ,胰蛋白酶與EDTA溶液按1:1混合。-20℃儲(chǔ)存。
活化系統(tǒng):通常使用的是S9混合物。
選擇劑:6-硫代鳥(niǎo)嘌呤(6-TG),建議使用終濃度為5μg/mL~15μg/mL,用碳酸氫鈉溶液(0.5 %)配制。
預(yù)處理培養(yǎng)液(THMG/THG):為減少細(xì)胞的自發(fā)突變頻率,在試驗(yàn)前,先將細(xì)胞加在含 THMG的培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h,清除自發(fā)的突變細(xì)胞,然后再將細(xì)胞接種于THG(不含氨甲喋呤的THMG培養(yǎng)液)中培養(yǎng)1d~3d至細(xì)胞恢復(fù)正常生長(zhǎng)周期和形態(tài)。
THMG 所含各物質(zhì)終濃度如下(除培養(yǎng)液成分外):
————胸苷,5×10-6 mol/L;
————次黃嘌呤,5×10-5 mol/L;
————氨甲喋呤,4×10-7 mol/L;
————甘氨酸,1×10-4 mol/L;
【試驗(yàn)方法】
一、受試物
受試物配制:固體受試物應(yīng)溶解或懸浮于適合的溶媒中,并稀釋至適當(dāng)濃度。液體受試物可直接使用或稀釋至適當(dāng)濃度。受試物應(yīng)在使用前現(xiàn)用現(xiàn)配,否則就必須證實(shí)貯存不影響其穩(wěn)定性。
溶媒的選擇:溶媒必須是非致突變物,不與受試物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不影響細(xì)胞存活和S9活性。首-選溶媒是蒸餾水;對(duì)于不溶于水的受試物可選擇其他溶媒,首-選二甲基亞礬(DMSO),但使用時(shí)濃度不應(yīng)大于0.5%。
對(duì)照:
每一項(xiàng)試驗(yàn)中,在有無(wú)代謝活化系統(tǒng)條件下均應(yīng)設(shè)陽(yáng)性和陰性(溶媒)對(duì)照組。
二、劑量
-高濃度選擇:決定-高濃度的因素是細(xì)胞毒性、受試物在試驗(yàn)系統(tǒng)中的溶解度以及pH 或滲透壓的改變。
細(xì)胞毒性確定:應(yīng)使用指示細(xì)胞完整性和生長(zhǎng)情況的指標(biāo),在代謝活化系統(tǒng)存在和不存在兩種條件下確定細(xì)胞毒性,例如相對(duì)集落形成率或相對(duì)存活率。應(yīng)在預(yù)試驗(yàn)中確定細(xì)胞毒性和溶解度。
濃度設(shè)置和-高濃度選擇:至少應(yīng)設(shè)置4個(gè)可供分析的濃度。當(dāng)有細(xì)胞毒性時(shí),其濃度范圍應(yīng)包括從大毒性至幾乎無(wú)毒性,通常濃度間隔系數(shù)在2~√10之間;如-高濃度是基于細(xì)胞毒性,那么該濃度組的細(xì)胞相對(duì)集落形成率或相對(duì)存活率應(yīng)為 10%~20 %(不低于10% )。對(duì)于那些細(xì)胞毒性很低的化合物,-高濃度應(yīng)是5μL/mL、5mg/mL或0.01mol/L。對(duì)于相對(duì)不溶解的物質(zhì),其-高濃度應(yīng)達(dá)到或超過(guò)在細(xì)胞培養(yǎng)狀態(tài)下的溶解度限值;-好在試驗(yàn)處理開(kāi)始和結(jié)束時(shí)均評(píng)價(jià)溶解度,因?yàn)橛捎赟9等的存在,試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)在暴露過(guò)程中溶解度可能發(fā)生變化,不溶解性可用肉眼鑒別,但沉淀不應(yīng)影響觀察。
三、試驗(yàn)步驟和觀察指標(biāo)
貼壁生長(zhǎng)細(xì)胞的試驗(yàn)步驟和觀察指標(biāo):
懸浮生長(zhǎng)細(xì)胞的試驗(yàn)步驟和觀察指標(biāo):
【數(shù)據(jù)處理和結(jié)果評(píng)價(jià)】
貼壁生長(zhǎng)細(xì)胞 HGPRT試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理:
細(xì)胞毒性:以相對(duì)于溶媒對(duì)照組的集落形成率表示細(xì)胞毒性。即以溶媒對(duì)照的集落形成率為100%(1.00),求出各受試物組的相對(duì)值。
懸浮生長(zhǎng)細(xì)胞 HGPRT試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理:
受試物組在任何一個(gè)劑量條件下的突變頻率為陰性(溶媒)對(duì)照組的3倍或3倍以上,可判定為陽(yáng)性。
受試物組的突變頻率增加,與陰性(溶媒)對(duì)照組比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,并有劑量-反應(yīng)趨勢(shì),則可判定為陽(yáng)性。
受試物組在任何一個(gè)劑量條件下引起具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的增加并有可重復(fù)性,則可判定為陽(yáng)性。
不符合上述陽(yáng)性結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn),則可判定為陰性。
【試驗(yàn)報(bào)告】
結(jié)論:本試驗(yàn)條件下受試物是否具有致突變作用。
【試驗(yàn)解釋】
若陰性對(duì)照中,集落形成率或存活率低于50%,結(jié)果應(yīng)不采用。各實(shí)驗(yàn)室選用的陽(yáng)性對(duì)照突變頻率有一定范圍,若受試物的結(jié)果為陰性或弱陽(yáng)性時(shí),陽(yáng)性對(duì)照的誘變率應(yīng)達(dá)正常值的下限以上,否則結(jié)果不能成立。
HGPRT基因突變?cè)噭┖?/span>
北京匯智泰康針對(duì)體外哺乳類(lèi)細(xì)胞HGPRT基因突變?cè)囼?yàn)開(kāi)發(fā)HGPRT基因突變?cè)噭┖?,試劑盒提供了進(jìn)行體外哺乳類(lèi)細(xì)胞HGPRT基因突變?cè)囼?yàn)所需的主要試劑和細(xì)胞(V79),可用于評(píng)價(jià)受試物的致突變作用。所用細(xì)胞和試劑均符合國(guó)標(biāo)GB 15193.12-2014 《食品安全-國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 體外哺乳類(lèi)細(xì)胞HGPRT基因突變?cè)囼?yàn)》的要求。
20mL×24體系/盒,4個(gè)劑量組。
【產(chǎn)品使用說(shuō)明】
1、細(xì)胞復(fù)蘇
收到試劑盒后,請(qǐng)盡快復(fù)蘇細(xì)胞。
從-70℃冰箱中取出細(xì)胞,于37℃水浴融化,離心,棄上清,用含10%胎牛血清(FBS)的RPMI-1640培養(yǎng)基重懸;再次離心,棄上清,用10% FBS培養(yǎng)基,接種于細(xì)胞培養(yǎng)瓶中,放置于37℃的二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng),后期細(xì)胞傳代比例為1:3。
2、自發(fā)突變細(xì)胞清除
取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞懸液,于含1% (V/V)的THMG的培養(yǎng)液中培養(yǎng)24 h,離心,洗滌后將細(xì)胞接種于含1% (V/V)的THG(不含氨甲喋呤)培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)1d~3d,至細(xì)胞恢復(fù)正常生長(zhǎng)周期和形態(tài)。
注:為確保試驗(yàn)的可行性,試驗(yàn)中所用細(xì)胞的自發(fā)突變率應(yīng)在5×10-6~20×10-6之間,清除自發(fā)突變的細(xì)胞傳代使用不得超過(guò)1個(gè)月,且每次試驗(yàn)前需將細(xì)胞清除自發(fā)突變。
3、染毒處理
將5×105個(gè)細(xì)胞接種于直徑為100mm的平皿中,于37℃,5%二氧化碳培養(yǎng)箱中放置培養(yǎng)24h。吸去培養(yǎng)液,PBS洗兩次,加入一定量的無(wú)血清培養(yǎng)液、一定濃度的受試物及10%S9混合液(無(wú)需代謝活化者用無(wú)血清培養(yǎng)液或S9反應(yīng)液PS補(bǔ)足),置于37℃,5%二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3~6h,結(jié)束后吸去含受試物的培養(yǎng)液,用PBS洗細(xì)胞兩次,換入含10%血清的培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng)19~22h,每個(gè)試驗(yàn)組平行處理兩份培養(yǎng)物。
(1)S9混合液及染毒用細(xì)胞液配制
注:在試驗(yàn)過(guò)程中,需根據(jù)實(shí)際需求,調(diào)整配制量。
(2)推薦染毒培養(yǎng)體系配制方案(試劑盒僅提供1次完整實(shí)驗(yàn)的4個(gè)劑量組所需)
注:1.染毒時(shí)間可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整,一般為3h~6h,必要時(shí)可延長(zhǎng)到1個(gè)或多個(gè)細(xì)胞周期。
2.如進(jìn)行短時(shí)間染毒,可直接加入稀釋并混合均勻的絲裂-霉素C;若進(jìn)行24h染毒,則需將絲裂-霉素C再稀釋2.5倍后再加入。
4、表達(dá)培養(yǎng)
接觸受試物的細(xì)胞繼續(xù)培養(yǎng)19~22h后,用胰酶-EDTA消化,待細(xì)胞脫落后,加入含10%血清的培養(yǎng)液終止消化,混勻,放入離心管中800r/min~1000r/min的速度離心5~7min,棄上清液,制成細(xì)胞懸液,計(jì)數(shù),以5×105個(gè)接種于直徑為100mm的平皿,3d后傳代,仍接種5×105個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)3d(-佳表達(dá)時(shí)間為6d~8d)。
5、細(xì)胞毒性測(cè)定
將上述*消化計(jì)數(shù)后的細(xì)胞每皿接種200個(gè),每組5個(gè)皿,37℃、5%的二氧化碳條件下培養(yǎng)7d,固定,Giemsa染色,計(jì)數(shù)每皿集落數(shù)。
以相對(duì)于溶媒對(duì)照組的集落形成率表示細(xì)胞毒性,即以溶媒對(duì)照的集落形成率為100%,求出各受試物組的相對(duì)值。計(jì)算公式見(jiàn)(1):
A=B/C×100%------------------------------------------(1)
式中:A—相對(duì)集落形成率,%;B—受試物組集落形成率,%;C—溶媒對(duì)照組集落形成率,%。
6、突變體的選擇和集落形成率的測(cè)定
表達(dá)培養(yǎng)結(jié)束后,消化細(xì)胞,分種,每組5個(gè)皿,每皿接種200個(gè)細(xì)胞,不加6-TG,7d后固定,Giemsa染色,統(tǒng)計(jì)每皿集落數(shù),計(jì)算集落形成率。同時(shí)另做突變頻率測(cè)定,每組5個(gè)皿,每皿接種2×105個(gè)細(xì)胞,待細(xì)胞貼壁后,按照千分之一的比例加入6-TG,放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)8~10d后固定,Giemsa染色,統(tǒng)計(jì)每皿集落數(shù),計(jì)算突變頻率。
集落形成率計(jì)算見(jiàn)式(2):
D=E/F×100%-------------------------------------------(2)
式中:D—集落形成率,%;E—實(shí)際存活的細(xì)胞集落數(shù);F—接種細(xì)胞數(shù)。
突變頻率計(jì)算見(jiàn)式(3):
式中:G—突變頻率;H—突變集落數(shù);I—接種細(xì)胞數(shù);D—集落形成率。
7、結(jié)果評(píng)價(jià)
7.1 實(shí)驗(yàn)成立條件
若陰性對(duì)照中,集落形成率低于50%,結(jié)果應(yīng)不予采用。
若受試物的結(jié)果為陰性或弱陽(yáng)性時(shí),陽(yáng)性對(duì)照的誘變率應(yīng)達(dá)正常值的下線以上,否則結(jié)果不成立。
7.2 結(jié)果判定
受試物組在任何一個(gè)劑量下的突變頻率為陰性(溶媒)對(duì)照組的3倍或3倍以上,可判定為陽(yáng)性。
受試物組的突變頻率增加,與陰性(溶媒)對(duì)照組比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,并有劑量-反應(yīng)趨勢(shì),則可判定為陽(yáng)性。
受試物組在任何一個(gè)劑量條件下引起具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的增加并有可重復(fù)性,則可判定為陽(yáng)性。
不符合上述陽(yáng)性結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn),則可判定為陰性。
【注意事項(xiàng)】
實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)自行準(zhǔn)備胎牛血清、RPMI1640基礎(chǔ)培養(yǎng)液、胰酶-EDTA、Giemsa染色液、100mm平皿、滅菌槍頭、無(wú)菌移液管、二氧化碳培養(yǎng)箱、振蕩器、50mL離心管等,所有耗材需做無(wú)菌處理。
電話(huà)
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