【摘 要】
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有机含氮化合物广泛存在于自然界,是不少药物、染料、农药等产品的合成原料。然而,许多有机含氮化合物属于致癌物质,例如芳香胺中的2-萘胺、硝基芳烃的1-硝基芘、脂肪胺的乙烯亚胺等。这些物质普遍存在于人类日常生活中,危及人类的健康。在毒理学研究中,通常采用SOS/umu试验来实现这类致DNA损伤物质的初步筛查,然而SOS/umu试验存在其固有的局限性:鼠伤寒沙门氏菌具有致病性、检测时间过长、β-半乳糖苷
【基金项目】
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广州市民生科技攻关计划项目:养殖水体DNA损伤复合污染物的高通量筛查技术研发（201903010086）
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有机含氮化合物广泛存在于自然界,是不少药物、染料、农药等产品的合成原料。然而,许多有机含氮化合物属于致癌物质,例如芳香胺中的2-萘胺、硝基芳烃的1-硝基芘、脂肪胺的乙烯亚胺等。这些物质普遍存在于人类日常生活中,危及人类的健康。在毒理学研究中,通常采用SOS/umu试验来实现这类致DNA损伤物质的初步筛查,然而SOS/umu试验存在其固有的局限性:鼠伤寒沙门氏菌具有致病性、检测时间过长、β-半乳糖苷酶的活性易受药物影响。本研究构建了一种有机含氮化合物的遗传毒性快速筛查系统。基于SOS应激修复原理,选择umu C启动子为SOS响应元件,以噬菌体裂解基因SRRz作为启动子下游的表达基因,同时引入硝基还原酶编码基因nfs B和O-乙酰转移酶编码基因nho A,构建重组载体并导入大肠杆菌。所得重组菌株与受试硝基芳烃共孵育1 h后,即可通过肉眼观察菌液澄清度变化,对受试药物的遗传毒性进行定性判断。因此,该筛查系统具有耗时短、成本低、操作简单、检测菌株无致病风险等特点,适用于高通量筛查。利用3种已知遗传毒性的硝基芳烃考察该系统的灵敏性和有效性,结果表明,共表达硝基还原酶nfs B和O-乙酰转移酶nho A的重组菌E.coli BL21（DE3）PSTBA对这些药物均有响应,1-硝基萘（1-Nitronaphthalene,1-NN）,2-硝基芴（2-Nitrofluorene,2-NF）,5-硝基苊（5-Nitroacenaphthene,5-NA）的检测限（LODs）分别为0.025μM,0.029μM和0.118μM,比传统的SOS/umu试验稍灵敏。同时,比较了分别以胞外β-半乳糖苷酶活性和细胞存活率反映的SOS响应程度,在检测灵敏度上,胞外β-半乳糖苷酶活性优于细胞存活率,但在检测时间和操作简便性上,细胞存活率优于胞外β-半乳糖苷酶活性,在实际应用中可根据需求进行选择。最后,利用构建的筛查系统对44种农药的遗传毒性进行初步筛查,其中有30种农药引起重组菌E.coli BL21（DE3）PSTBA的裂解,说明这30种农药能够引起DNA损伤,具有潜在的致癌性。10种含硝基官能团的农药中有9种农药能引起重组菌E.coli BL21（DE3）PSTBA的裂解,说明该重组菌可能更偏好于检测含硝基类的农药,暗示硝基官能团是有机氮农药致DNA损伤的原因之一。综上,本研究构建的有机含氮化合物的遗传毒性快速筛查系统具有如下优点:具有良好的灵敏度、检测耗时短且操作简便、检测成本低、高通量等,可实现对大批量样品的遗传毒性进行初步筛查。
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