功效测试及误差测试——通过皮肤模型来进行基因测试

洪尔雨

根据最近一次欧盟的立法规定（第1223/2009号法规），进口到欧盟并在欧盟出售的产品不再允许用动物做测试。于是，在研制新型活性剂及配方时，活体外皮肤模型为减少动物测试做出了意义重大的贡献。

皮肤模型

一件表皮模型具有与按照人类皮肤细胞组成制作的活体外皮肤模型有相同的功效。在一件完整的皮肤模型中，这件模型相当于覆盖在表皮上的真皮。不过，在某些皮肤模型的基底细胞层里还存在着黑色素。

为了在不使用动物的情况下能够对物质进行检测，比如说那些影响晒黑程度的物质，这类皮肤模型正是恰当的选择。活体外皮肤模型对活性剂的反应与人类皮肤相同。因此，在做美容及护肤产品的功效测试时，该模型正是你理解的工具。

表皮模型是经济合作与发展组织（OECD）批准的可用于刺激性及腐蚀性测试的动物模型替代品：

OECD测试第439号：活体外皮肤刺激——重新构建的人类表皮测试方法

OECD测试第431号：活体外皮肤腐蚀——重新构建的人类表皮测试方法

皮肤断面法

为了分析皮肤细胞、皮肤模型及细胞培养在使用美容产品时的变化，我们需要使用现代断面技术。

现代断面技术要使用工具，进而可以分析出使用面霜及其他美容产品时复杂的分子变化。基因组、转录组及蛋白质组测试都是补充测试。

在过去，解决某些问题的办法只能是取得足够数量的皮肤，进而取得足够的RNA以供分析。使用皮肤模型测试活性剂的一大优点是：一件皮肤模型中五微克优质RNA，通过逆转录聚合酶链式反应（RTPCR）就可用于单个基因的芯片分析或基因表达分析。此外，人类皮肤模型可按需获得。某些针对皮肤模型的芯片及阵列技术已经得到公布，并将进行更深入的研究。

研究人员针对某些单个分析过的基因或基因族皮肤模型做出了大量研究。其他研究小组也做过些观察，比如使用过小核测试来观察皮肤模型中一些物质引发的基因行为。

目标基因分析

国际人类基因组测序团队已经将人类基因组中蛋白质编码基因的数量更正为20.000～25.000个。过去十年来DNA阵列及寡核苷酸芯片（oligochip）技术的发展首次实现了同时分析数千组基因的表达水平。现代断面法的使用也实现了在单独一次实验里分析所有已知的基因。

阵列及芯片技术

虽然实验室里广泛地用到了芯片技术，RNA断面的三维模型的应用却比较少。按理说，与皮肤模型共同使用的话，基因表达式断面的应用要容易一些。

阵列分析的基本原则依据核酸的互补碱基对的杂交情况而定。RNA样本中标记的待分析互补DNA分子，在一组液相中与处于固相中正在分析的基因片断组合在一起（芯片或阵列中的点）。

芯片杂交的基本原则包括两段RNA样本的逆转录。借助逆转录聚合酶链式反应合成的互补DNA都被打上了荧光色分子的标记。依据互补碱基配对的原则，在杂交过程中互补DNA分子都被组合到一些点上，而在这些点上重点基因的补足DNA的顺序都做了标记。一件样本中指定的RNA数量越大，杂交的信号就越强烈。如果我们同时分析上千个基因的表达，我们可以使用一款特殊的软件，它有复杂的算法，可分析巨量数据。在阵列实验的分析及呈现过程中，将芯片数据集中是很受关注且很受欢迎的一个步骤。这样，基因便按照它们的规则排序并着色。例如，可以从一块肿瘤中分离出一些细胞，然后按不同数量的细胞培养传代来培养，以便接下来细胞分析工作的开展，弄清不同培养条件下基因表达断面的不同变化，于是就可以看出在与生成这些细胞系的肿瘤相对比下这些细胞系基因表达的不同点。

在各自的实验中有些基因表现出类似的规则，把他们集中起来，也就是分组。有共同规则的细胞系出现得越少，他们的分类就越细。于是，我们可以看到，随着细胞传代数量的不断增加，在更改后的基因表达样本中细胞系都被分离出来了。

各类传代数量（早期、中期、晚期）可以展示出分等级集中细胞系（1C6，1H11）中587组基因表达的不同。他们是作为一个集合中的基本肿瘤而制成的。

基因组学

遗传病通常是由基因的扩增与删除造成的。描述出恶性组织中基因复制的特性，这将有助于得出对这类疾病更详细的诊断及预后结果。

因此，在遗传病预诊的临床医学方面，染色体组型分析方法已成功创建，并已成为一种恶性肿瘤的诊断手段。在肿瘤病例中会特别用到基因突变分析。在皮肤模型中小核鉴定用于衡量基因中毒性物质的严重程度。

蛋白质组学

蛋白质组学方法有助于分析个基因组中一件样本的蛋白质与其修改情况。因为分析基因组及转录组无法提供任何有关编码蛋白质活动等级的信息，所以蛋白质组分析有助于理解多种疾病的分子基础。蛋白质组远比转录组复杂，因为它还处于幼儿期，所以其技术平台更加狭窄。

在皮肤模型中也可以见到皮肤中非常复杂的活动，利用恰当的方法也能够辨别出这些活动。与基于活体检查的方法正相反，皮肤模型的优势在于可生成足够分析的材料。此外，这种物质可在无单独变化的条件下复制。在一次实验中，基因表达能够概括皮肤模型中表达出的几乎所有基因的活动。

*可上网查找该领域中已发表的研究与例图（见因特网信息框）。endprint