簡介微核檢測技術

劉 偉 王立安

(河北師范大學生命科學學院 石家莊 050024)

1 微核的含義

微核(micronucleus)，也叫做衛星核，是真核生物細胞中的一種異常結構，屬于染色體畸變的一種表現形式。由于生物受到內外環境的影響，染色體的結構發生異常變化，微核為有絲分裂后期喪失著絲粒的染色體片段，是位于生物細胞質中獨立于主核，大小在主核的三分之一以下，完全與主核分開的圓形或橢圓形微小核。微核的形成是細胞受遺傳毒物作用后的一種遺傳學終點，以觀察細胞中微核的形成來檢測遺傳毒物，稱為微核試驗。

20世紀70年代初，Boller和Matter等[1，2]用嚙齒類動物骨髓細胞微核率檢測有誘變活力化合物，建立了微核測定法。微核產生的數量與誘變因子的劑量成正比，故可用微核出現的頻率來評價環境誘變因子對生物遺傳物質作用的程度。微核試驗經不斷改進和發展，已成為檢測致突變劑和環境污染物的快速初篩試驗。

微核試驗是利用細胞生物學方法觀察其出現的微核率(micronucleus frequency)來表示材料受遺傳損傷程度的一種檢測遺傳毒物的方法。

2 微核檢測技術及其應用

常規的微核試驗是以動植物為材料，利用細胞生物學方法經顯微制片后在顯微鏡下直接計數待測材料的微核率。微核試驗法是一種簡單、快速，而且不需要任何特殊試劑和設備的檢測技術，被廣泛應用于遺傳毒性的檢測、安全性評價和遺傳損害的監測。許多國家和國際組織機構均已將微核檢測技術列為誘變試驗的常規方法，并將其規定為新藥、食品添加劑、農藥、化妝品及癌癥前期等毒理學安全性評價的必做試驗[3]。

2.1 環境監測和致突變物檢測 污染物對人體或生物產生的損害可以方便快速地通過微核監測出來[4]。在普查致畸、致癌、致突變物等方面應用廣泛。目前，已檢出的有毒物質近500種。1986年，我國環境保護局將蠶豆根尖微核檢測試驗技術列入《環境檢測技術規范》用于水環境檢測。研究表明，蠶豆根尖微核技術在檢測流域或湖泊水污染方面，有非常好的效果，起到淡水污染的報警和監測作用。

2.2 流式體外微核檢測 流式體外微核檢測最大的優勢是檢測速度快，能在短時間內完成多個樣本的檢測。流式細胞術檢測完成一個試驗樣本僅需要2～3 min，檢測速度比人工讀片快至少40～100倍；且較其他自動化決策方法如計算機圖像分析系統、激光掃描細胞儀檢測速度更快，能在極短的時間檢測大量樣品，節省早期化合物遺傳毒性初篩的時間和人力。

2.3 化療和放療后的細胞學損傷觀察 化療后機體的淋巴細胞及骨髓細胞微核率會明顯上升，這可以反映化療后的遺傳損傷程度[5]。

2.4 特定人群的突變損傷檢測和早期預報 在誘變因子和致癌物作用下，特定人群的血液淋巴細胞和上皮細胞的微核率會明顯上升。通過上皮細胞的微核數量變化可快速安全地早期檢測癌變或預報受損傷程度(淋巴細胞微核檢測則是腫瘤早期檢測的診斷指標之一)。

2.5 利用微核試驗篩選抗癌物質 將待測物質應用于微核試驗，根據微核發生率來判斷該物質的抗癌性，有望應用于抗癌藥物的篩選。此外，有人將微核技術與熒光分光法結合起來，研究小分子對DNA的作用，從而篩選對癌細胞有作用的藥物分子。

2.6 利用微核試驗研究外來物種的化感效應 目前，微核技術已經用于研究外來生物對環境的影響。例如，研究紫莖澤蘭、微甘菊等分泌的化學物質對本地其他植物的影響。通過蠶豆根尖微核試驗表明，紫莖澤蘭水提取物能夠明顯引起蠶豆根尖細胞微核的形成以及各種染色體畸變的發生。

3 展望

隨著微核理論的深入研究和新材料的開發，以及新型檢測儀器和軟件的不斷成功研制，結合細胞生物學、分子生物學的先進技術，微核研究進入了更高的層次[6]。研究人員廣泛采用微核技術來評價生活中的物質對于人體、動物及植物是否有害。例如，利用細胞微核技術評價藥物、放射線、有毒物質等對于人體內細胞或體外培養的遺傳學損傷。此外，微核技術在醫學、遺傳毒理學、藥物、食品、環境等方面也得到廣泛應用。但是，微核技術也有它的局限性，如同任何一種遺傳毒理學篩檢測試系統都有一定的假陰性率和假陽性率那樣，不一定能準確地鑒別出遺傳和非遺傳毒物。因此，應當進行一系列的實驗，包括采用組合實驗的方法，以使結果更可靠。