彗星电泳的应用与发展

随着SCGE技术的发展，可测量的指标越来越多，也越来越准确。目前，SCGE分析中使用的指标主要分为四类，包括形状指标、距离指标、强度指标和力矩指标。其中，形状指标包括彗星细胞率，距离指标包括彗尾长度、彗星总长度、彗星头部半径和彗尾半径。强度指标包括头部DNA百分比、尾部DNA百分比、头部面积、尾部面积等。矩指标，包括尾矩、橄榄尾矩等。，依靠目镜测微计人工测量彗星距离，主观性强，人为误差大。而力矩指标需要用公式手动计算？增加了科研人员的工作量。那又怎样？研究人员渴望开发一种特殊的彗星图像分析软件。近几年？各国研究机构都推出了自己的图像分析软件？这些分析软件能快速提供一系列评价参数？如彗星的总长、尾长、尾DNA含量、尾矩、尾矩？更好的DNA损伤的客观量化。目前？用于彗星分析的软件有英国Kinetic Imaging公司的Komet5.5、Perceptive Instruments公司的Comet Assay III、LAI公司的LACAAS、美国NIH公司的ImagJ、TriTek公司的CometScoreTM、印度原子能研究所的SCGE-Pro、奥地利癌症研究所开发的自动分析软件等。部分软件可以从其相应的网站下载，但最好是配合相应的慧星分析系统硬件设备使用？贵吗？增加了研究成本。一个新开发的彗星分析软件，彗星分析软件项目，CASP？好好解决这个问题？该软件可在普通微机上运行，界面友好，使用方便，分析速度快。一次最多可以给13个指标。分析结果避免了人为误差，更加客观准确。结果可以直接输出为txt文件，SPSS等统计软件可以直接读取输出结果，方便统计分析，节省大量人力物力。

其具体应用可分为以下几个部分:

1在遗传毒理学中的应用:SCAG是一种非常敏感的评价遗传毒理学损伤的方法，它可以在体内和体外诱导细胞DNA损伤，以探索已知遗传毒物和诱变剂的特异性活性，包括体外细胞特异性代谢和DNA修复，体内相关途径给药的化合物的代谢动力学和剂量反应之间的关系，以及某些化合物的遗传毒性，某些环境中的某些毒物往往具有组织特异性或细胞特异性。诱变效应和致癌效应是遗传毒性的长期效应，突变的程度和类型与DNA链的损伤和修复有关。SCGE可以检测各种物理和化学因素引起的DNA链断裂、DNA切除和修复、氧化损伤和DNA交联。Sardas等人对吸入麻醉药异氟烷进行了分析，发现麻醉1h后彗星平均尾矩明显增加，2h后达到峰值，1d后下降，5d后恢复正常。实验表明该药物具有遗传毒性，遗传损伤是可以修复的，但色素性干皮病患者的损伤修复是不完全的。体内SCGE分析可以减少假阴性结果，提供组织、器官和细胞中DNA损伤和修复的信息，并推断组织和细胞特异性。对于有争议的化合物，用SCGE进行DNA检测，可以评估该化合物在一定剂量下是否具有遗传毒性。

DNA损伤和修复的检测:SCGE不仅反映DNA链断裂，还包括酶介导的损伤和修复。当用紫外线照射T淋巴细胞时，发现T淋巴细胞的损伤和修复与DNA链的再聚合有关。损伤后的切除和修复是由核酸内切酶完成的。SCGE可用于从损坏到修复、合成和连接的单步观察。马等人曾报道不同种类的细胞具有不同的DNA氧化损伤和自我修复能力。增殖率高的细胞(如Hela细胞)比不增殖的细胞(如淋巴细胞)对H2O2更敏感，其修复速度也明显高于淋巴细胞。同时也用于研究一些外界因素如蛋白质、抑制剂、脱氧核苷酸等对细胞DNA的损伤和修复，研究缺陷细胞DNA的损伤和修复。

生物检测和流行病学研究:SCGE可以检测到DNA链断裂，作为鱼类和其他水生生物遗传毒性的生物标志物。体内和体外实验表明，化学毒物确实会影响脊椎动物和无脊椎动物水生生物的一系列细胞类型。潘等研究了氯化镉对鲫鱼淋巴细胞DNA的损伤。随着镉剂量的增加，DNA损伤加重。同时诱发鱼类细胞染色体畸变，导致红细胞细胞核异常，蛋白质在不同组织中发生质和量的变化。SCGE还可以用来检测存在有害物质的地方的各种人的DNA损伤。对长期接触高浓度苯的工人、苯接触水平为3 mg/m的加油站服务人员和接触高温、CO的工人进行外周血淋巴细胞检测后，发现淋巴细胞DNA损伤明显改善。吸烟者戒烟后，彗星的尾巴长度明显减少。人群检测要考虑年龄、性别、吸烟饮酒等多种因素，因此采样时对照和暴露个体应处于相同的生理阶段。

SCGE在肿瘤学中的应用:SCGE可以检测单个细胞的DNA损伤，评估细胞的损伤和修复能力，探索肿瘤的病因、发生和发病机制。肿瘤细胞和正常细胞对物理和化学治疗引起的DNA损伤和修复的能力将决定治疗方案的正确与否。如果肿瘤细胞比正常细胞有更高的修复能力，就意味着治疗更危险，治疗会失败。癌细胞中有一个缺氧细胞，它的DNA断裂低于有氧细胞。SCGE分析可以估计缺氧细胞的数量，进一步识别和检查癌细胞对抗癌剂的反应。主要用于接受化疗的肿瘤细胞，有助于评估肿瘤对放化疗反应的差异，预测治疗方案的效果。Olive PL等人用SCGE验证了烟酰胺可以减少肿瘤缺氧细胞，从而增加肿瘤细胞对辐射的敏感性，同时说明该药物可以阻止肿瘤细胞更多的修复，达到抗癌的目的。Rao使用SCGE检测口腔上皮鳞状细胞癌患者的外周血淋巴细胞。结果表明，不同临床分期细胞DNA电泳结果明显不同，与临床分期相比有统计学差异。

5在环境监测中的应用:SCGE检测DNA断裂在环境监测中的应用极其广泛，在一定程度上可以作为环境污染物对健康的早期评价指标。袁等人以蝌蚪为指示生物，通过检测DNA断裂来判断水体是否受到污染。在国外，用这种方法检测水污染比较早，也比较规范，建立了比较科学、实用、规范的检测体系。1998年，史蒂文等人利用该系统检测了美国南部10水体的污染程度；泥鳅红细胞SCGE检测方法的建立也有助于揭示不同污染物对水生生物的危害和本质，特别是结合红细胞微核试验结果进行综合分析，对水环境质量的评价将具有重要意义。1998年，Gichner等人将SCGE技术应用于植物细胞，建立了新的环境检测系统。此外，SCGE也是研究空气污染物、重金属、醛类、辐射等环境污染的理想检测技术。

其他:SCGE还可用于细胞凋亡、免疫学、氧化损伤、临床病因学和诊断学领域。刘强等人首次将该技术应用于辐射剂量计。通过研究全身照射和体外照射引起DNA双链断裂的一致性，阐明了SCGE作为辐射剂量计的可行性。在实际应用中应考虑年龄、细胞类型和细胞生长周期对实验结果的影响。需要注意的是，在碱性条件下，单细胞电泳中的泳带可能是DNA断裂或碱性区域的结果。使用精子标本时要特别注意这种情况。

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SCGE能在单细胞水平灵敏地检测DNA断裂，具有快速、简便、廉价的优点，广泛应用于遗传毒理学、生物检测、肿瘤学等领域。但实验中仍有一些问题需要改进和解决，如“彗星”的形成原理、电泳条件的探索、玻片制备方法的改进、图像分析软件的开发等。随着实验方法的不断改进，这些问题将会得到解决，SCGE在该领域的应用将会进一步拓宽。