Phân số S9 gan chuột cảm ứng: Một hệ thống kích hoạt trao đổi chất cho nhiễm độc gen in vitro và xét nghiệm đột biến

Từ khóa: OECD 471, OECD 473, OECD 476, OECD 487, xét nghiệm đột biến, độc tính gen, độc tính di truyền, xét nghiệm gan chuột S9, xét nghiệm AMES, xét nghiệm AMES mini, A -aberration, Micronucleus, HPRT/HGP

Sản phẩm iphase

Giới thiệu

Gan chuột cảm ứng S9là một thành phần chính trong việc đánh giáĐộc tính di truyềnTiềm năng của hóa chất, đặc biệt là trong độc tính điều tiết. Nó thường được sử dụng kết hợp với các xét nghiệm in vitro, chẳng hạn nhưKiểm tra Ames Vàxét nghiệm đột biến, để đánh giá các tính chất gây đột biến của các hợp chất. Bằng cách cung cấp hệ thống enzyme giàu cytochrom P450 (CYP450), phần S9 gan chuột cảm ứng đóng vai trò quan trọng trong việc mô phỏng các quá trình trao đổi chất xảy ra ở gan, giúp xác định liệu các hóa chất có thể gây ra đột biến di truyền hoặc ung thư hay không.

Gan chuột cảm ứng S9

Phần S9 gan đề cập đến một chất nổi trên bề mặt của ty thể thu được từ homogenates gan chuột sau một loạt các bước ly tâm. Thuật ngữ "gây ra" đề cập đến việc điều trị chuột bằng các hợp chất cụ thể giúp tăng cường hoạt động của các enzyme gan, đặc biệt là các enzyme Cytochrom P450 (CYP450), chịu trách nhiệm cho sự trao đổi chất của một loạt xenobiotic.

Phần S9 gan chuột cảm ứng chứa nhiều loại enzyme có liên quan đến chuyển hóa giai đoạn I và giai đoạn II của hóa chất. Điều này bao gồm các enzyme như cytochrom P450 monooxygenase, tạo điều kiện cho sự biến đổi sinh học oxy hóa của các chất nền, do đó bắt chước chuyển hóa gan ở người.

Hoạt động CYP450 và kích hoạt trao đổi chất

Họ enzyme Cytochrom P450 (CYP450) đóng vai trò then chốt trong quá trình chuyển hóa của nhiều loại chất, bao gồm nhiều dược phẩm, hóa chất môi trường và chất gây ung thư. Phần S9 gan chuột cảm ứng chứa các enzyme này và rất cần thiết để đánh giá các hóa chất chỉ có thể trở thành genotoxic sau khi kích hoạt trao đổi chất.

Nhiều hợp chất ban đầu không độc hại nhưng có thể trở nên độc hại sau khi chuyển hóa ở gan. Các pro - mutagens này (yêu cầu kích hoạt trao đổi chất để trở thành đột biến) và pro - carcinogens (yêu cầu kích hoạt để gây ung thư) chỉ có thể được phát hiện thông qua các xét nghiệm bao gồm hệ thống kích hoạt trao đổi chất S9. Nếu không có sự cảm ứng của các enzyme trao đổi chất như CYP450, các chất này có thể là vô hại trong các xét nghiệm độc tính gen tiêu chuẩn.

Bằng cách thêm S9 gan chuột cảm ứng vào các xét nghiệm in vitro, các nhà nghiên cứu có thể đánh giá cách một chất tương tác với các enzyme CYP450. Điều này đặc biệt quan trọng đối với dược phẩm, vì sự trao đổi chất của enzyme CYP450 là một bước quan trọng trong dược động học của nhiều loại thuốc.

Ứng dụng của gan chuột cảm ứng S9

1. 1. Thử nghiệm Ames (OECD 471)

Bài kiểm tra Ames, được nêu trong hướng dẫnOECD 471, là một trong những phương pháp tốt nhất được biết đến và được sử dụng rộng rãi để đánh giá tính gây đột biến. Nó liên quan đến việc phơi bày các chủng vi khuẩn Salmonella với một hóa chất thử nghiệm để xem liệu nó có gây ra các đột biến khiến vi khuẩn trở lại trạng thái độc lập không histidine.

Để mô phỏng quá trình trao đổi chất của con người, S9 gan chuột cảm ứng thường được thêm vào hệ thống xét nghiệm. Phần S9 cung cấp các enzyme cần thiết, bao gồm CYP450, có thể được yêu cầu chuyển hóa hợp chất thành một dạng phản ứng hơn có thể gây đột biến trong DNA của vi khuẩn. Sự kết hợp của S9 với xét nghiệm AMES cho phép đánh giá toàn diện hơn về tiềm năng gây đột biến bằng cách bắt chước cả cơ chế gây đột biến được kích hoạt trực tiếp và chuyển hóa.

2. 2.Các xét nghiệm đột biến (xét nghiệm quang sai nhiễm sắc thể, xét nghiệm micronucleus và các xét nghiệm in vitro khác)

Ngoài xét nghiệm AMES, các xét nghiệm đột biến thường được sử dụng để đánh giá tiềm năng genotoxic của hóa chất. Các xét nghiệm này toàn diện hơn trong việc đánh giá một loạt tổn thương di truyền, bao gồm đột biến nhiễm sắc thể, đột biến gen và sự hình thành micronuclei. S9 gan chuột cảm ứng được sử dụng trong các xét nghiệm đột biến vì những lý do sau:

Kiểm tra Micronucleus (OECD 487)

Thử nghiệm này phát hiện sự hình thành micronuclei trong các tế bào, là các cơ thể nhỏ, ngoại vi chứa các mảnh nhiễm sắc thể hoặc toàn bộ nhiễm sắc thể chưa được kết hợp vào nhân trong quá trình phân chia tế bào. Các Kiểm tra micronucleusCó thể phát hiện các hiệu ứng clastogen (nhiễm sắc thể - phá vỡ) và aneugenic (ảnh hưởng đến số lượng nhiễm sắc thể). S9 gan chuột cảm ứng được sử dụng ở đây để kích hoạt chất xét nghiệm chuyển hóa, vì một số hóa chất chỉ gây ra tổn thương nhiễm sắc thể một khi chúng được chuyển hóa bởi các enzyme gan. Phần S9 tăng cường độ nhạy của thử nghiệm bằng cách mô phỏng kích hoạt trao đổi chất có thể xảy ra trong cơ thể.

Kiểm tra quang sai nhiễm sắc thể (OECD 473)

Thử nghiệm này đánh giá liệu một chất có thể gây ra thiệt hại cấu trúc cho nhiễm sắc thể hay không bằng cách tạo ra sự phá vỡ, xóa, dịch hoặc các loại quang sai khác. Như thử nghiệm micronucleus,Kiểm tra quang sai nhiễm sắc thểcó thể được áp dụng có hoặc không có kích hoạt trao đổi chất. S9 gan chuột cảm ứng được thêm vào hệ thống xét nghiệm để bắt chước các quá trình trao đổi chất ở gan, cho phép đánh giá các chất có thể không gây tổn thương nhiễm sắc thể ở dạng ban đầu nhưng có thể làm như vậy sau khi chuyển hóa gan.

Bảng 1. Cân nhắc so sánh các xét nghiệm đột biến

Xét nghiệm HPRT/HGPRT (OECD 476)

TrongXét nghiệm HPRT/HGPRT, nuôi cấy chuột hamster Trung Quốc (CHO hoặc V79) hoặc tế bào lymphoblastoid ở người (TK6) được tiếp xúc với hóa chất thử nghiệm với sự hiện diện của hỗn hợp chuyển hóa S9 ở gan chuột cảm ứng, cung cấp các enzyme CYP450 cần thiết để chuyển đổi pro -mutagens thành các loài phản xạ DNA. Sau khi điều trị ngắn gọn và thời gian biểu hiện bảy ngày, các tế bào bị thách thức với 6 - đó; Chỉ có các dòng vô tính chịu mất - các đột biến chức năng trong gen hypoxanthine - guanine phosphoribosyltransferase tồn tại. Bằng cách so sánh số lượng khuẩn lạc đột biến với khả năng tồn tại tổng thể, các nhà nghiên cứu xác định tần số đột biến, nếu tăng lên có thể tái tạo trên cả các biện pháp kiểm soát đồng thời và lịch sử, cho thấy tiềm năng gây độc gen.

Các xét nghiệm TK (OECD 490 & OECD 476)

CácXét nghiệm TK sử dụng các tế bào lymphoma chuột L5178Y (OECD 490) hoặc tế bào CHO (OECD 476) Heterozygous được thiết kế tại locus thymidine kinase. Sau khi tiếp xúc với hóa chất ± S9 hỗn hợp, các tế bào phục hồi và được mạ trong môi trường có chứa trifluorothymidine, giết chết các tế bào đủ điều kiện TK. Các đột biến tk⁻ còn sống hình thành các khuẩn lạc trong hơn 1014 ngày, với các đột biến màu nhỏ thường phản ánh các sự kiện nhiễm sắc thể và các đột biến màu lớn phản ánh đột biến điểm. Như trong xét nghiệm HPRT/HGPRT, các kiểm soát độc tế bào nghiêm ngặt và các điểm chuẩn gây đột biến dương tính đảm bảo rằng sự gia tăng tần số đột biến phản ánh một cách đáng tin cậy nguy cơ gây độc gen hợp chất.

4. 4. Đánh giá rủi ro ung thư

S9 gan chuột cảm ứng cũng được sử dụng trong các nghiên cứu nhằm đánh giá bệnh ung thư - gây ra tiềm năng của các chất. Bằng cách mô phỏng các quá trình trao đổi chất xảy ra ở gan người, phần S9 có thể giúp xác định các hợp chất có thể dẫn đến sự hình thành các chất chuyển hóa phản ứng có khả năng liên kết với DNA và gây ra các đột biến có thể dẫn đến ung thư.

Thử nghiệm AMES nâng cao với gan Hamster cảm ứng S9

Theo các hướng dẫn mới nhất do Cơ quan Dược phẩm Châu Âu (EMA) ban hành, xét nghiệm AMES truyền thống có thể không đủ nhạy cảm để phát hiện tiềm năng gây đột biến của một số tạp chất n - nitrosamine, đặc biệt là n - nitrosodimethylamine (NDMA), trong số những người khác. Do đó, xét nghiệm AMES nâng cao, được phát triển bởi Trung tâm nghiên cứu độc tính quốc gia (NCTR), một bộ phận của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), đã được khuyến nghị là một lựa chọn thay thế đáng tin cậy hơn. Thử nghiệm AMES nâng cao được giới thiệu thêm vào gan chuột Hamster cảm ứng S9, được thực hiện trong chứa 30% gan chuột S9 và gan Hamster S9 và 30% Hamster S9. Supernatants chuột và hamster desmosomal (S9) nên được điều chế từ gan gặm nhấm được điều trị bằng enzyme cytochrom P450 - tạo ra các chất. Bằng cách sử dụng S9 gan hamster cảm ứng, xét nghiệm tăng cường này mô phỏng tốt hơn sự trao đổi chất của con người và làm tăng độ tin cậy của kết quả.

Phần kết luận

S9 gan chuột cảm ứng đóng vai trò là một công cụ quan trọng trong xét nghiệm độc tính gen, giúp các nhà nghiên cứu và cơ quan quản lý đánh giá tiềm năng gây đột biến và gây ung thư của hóa chất. Bằng cách cung cấp một hệ thống kích hoạt trao đổi chất, nó tăng cường khả năng của các xét nghiệm như xét nghiệm AMES, xét nghiệm đột biến và nghiên cứu hoạt động CYP450 để phát hiện các chất yêu cầu kích hoạt trao đổi chất để trở thành genotoxic. Các ứng dụng của nó là rất cần thiết để đảm bảo sự an toàn của các loại thuốc, hóa chất và các sản phẩm tiêu dùng mới. Với vai trò của nó trong việc mô phỏng sự chuyển hóa gan ở người, phần S9 gan chuột cảm ứng tiếp tục là một phần không thể thiếu của các đánh giá độc tính hiện đại và an toàn điều tiết.