简介微核检测技术

刘 伟 王立安

(河北师范大学生命科学学院 石家庄 050024)

1 微核的含义

微核(micronucleus)，也叫做卫星核，是真核生物细胞中的一种异常结构，属于染色体畸变的一种表现形式。由于生物受到内外环境的影响，染色体的结构发生异常变化，微核为有丝分裂后期丧失着丝粒的染色体片段，是位于生物细胞质中独立于主核，大小在主核的三分之一以下，完全与主核分开的圆形或椭圆形微小核。微核的形成是细胞受遗传毒物作用后的一种遗传学终点，以观察细胞中微核的形成来检测遗传毒物，称为微核试验。

20世纪70年代初，Boller和Matter等[1，2]用啮齿类动物骨髓细胞微核率检测有诱变活力化合物，建立了微核测定法。微核产生的数量与诱变因子的剂量成正比，故可用微核出现的频率来评价环境诱变因子对生物遗传物质作用的程度。微核试验经不断改进和发展，已成为检测致突变剂和环境污染物的快速初筛试验。

微核试验是利用细胞生物学方法观察其出现的微核率(micronucleus frequency)来表示材料受遗传损伤程度的一种检测遗传毒物的方法。

2 微核检测技术及其应用

常规的微核试验是以动植物为材料，利用细胞生物学方法经显微制片后在显微镜下直接计数待测材料的微核率。微核试验法是一种简单、快速，而且不需要任何特殊试剂和设备的检测技术，被广泛应用于遗传毒性的检测、安全性评价和遗传损害的监测。许多国家和国际组织机构均已将微核检测技术列为诱变试验的常规方法，并将其规定为新药、食品添加剂、农药、化妆品及癌症前期等毒理学安全性评价的必做试验[3]。

2.1 环境监测和致突变物检测 污染物对人体或生物产生的损害可以方便快速地通过微核监测出来[4]。在普查致畸、致癌、致突变物等方面应用广泛。目前，已检出的有毒物质近500种。1986年，我国环境保护局将蚕豆根尖微核检测试验技术列入《环境检测技术规范》用于水环境检测。研究表明，蚕豆根尖微核技术在检测流域或湖泊水污染方面，有非常好的效果，起到淡水污染的报警和监测作用。

2.2 流式体外微核检测 流式体外微核检测最大的优势是检测速度快，能在短时间内完成多个样本的检测。流式细胞术检测完成一个试验样本仅需要2～3 min，检测速度比人工读片快至少40～100倍；且较其他自动化决策方法如计算机图像分析系统、激光扫描细胞仪检测速度更快，能在极短的时间检测大量样品，节省早期化合物遗传毒性初筛的时间和人力。

2.3 化疗和放疗后的细胞学损伤观察 化疗后机体的淋巴细胞及骨髓细胞微核率会明显上升，这可以反映化疗后的遗传损伤程度[5]。

2.4 特定人群的突变损伤检测和早期预报 在诱变因子和致癌物作用下，特定人群的血液淋巴细胞和上皮细胞的微核率会明显上升。通过上皮细胞的微核数量变化可快速安全地早期检测癌变或预报受损伤程度(淋巴细胞微核检测则是肿瘤早期检测的诊断指标之一)。

2.5 利用微核试验筛选抗癌物质 将待测物质应用于微核试验，根据微核发生率来判断该物质的抗癌性，有望应用于抗癌药物的筛选。此外，有人将微核技术与荧光分光法结合起来，研究小分子对DNA的作用，从而筛选对癌细胞有作用的药物分子。

2.6 利用微核试验研究外来物种的化感效应 目前，微核技术已经用于研究外来生物对环境的影响。例如，研究紫茎泽兰、微甘菊等分泌的化学物质对本地其他植物的影响。通过蚕豆根尖微核试验表明，紫茎泽兰水提取物能够明显引起蚕豆根尖细胞微核的形成以及各种染色体畸变的发生。

3 展望

随着微核理论的深入研究和新材料的开发，以及新型检测仪器和软件的不断成功研制，结合细胞生物学、分子生物学的先进技术，微核研究进入了更高的层次[6]。研究人员广泛采用微核技术来评价生活中的物质对于人体、动物及植物是否有害。例如，利用细胞微核技术评价药物、放射线、有毒物质等对于人体内细胞或体外培养的遗传学损伤。此外，微核技术在医学、遗传毒理学、药物、食品、环境等方面也得到广泛应用。但是，微核技术也有它的局限性，如同任何一种遗传毒理学筛检测试系统都有一定的假阴性率和假阳性率那样，不一定能准确地鉴别出遗传和非遗传毒物。因此，应当进行一系列的实验，包括采用组合实验的方法，以使结果更可靠。