單細(xì)胞凝膠電泳應(yīng)用研究進(jìn)展

蔡繼翔，劉　燁，梁明才，楊　林

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，哈爾濱 150090)

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單細(xì)胞凝膠電泳應(yīng)用研究進(jìn)展

蔡繼翔，劉燁，梁明才，楊林*

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，哈爾濱 150090)

摘要：?jiǎn)渭?xì)胞凝膠電泳技術(shù)是被廣泛使用的檢測(cè) DNA 損傷的技術(shù)，其具有靈敏度高、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、快速等各種優(yōu)點(diǎn)。在近 30 年來(lái)，該技術(shù)廣泛被應(yīng)用于遺傳毒理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)學(xué)診斷等研究及各類(lèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)方面。近些年單細(xì)胞凝膠電泳與熒光原位雜交等其他技術(shù)相結(jié)合后更是拓寬了它的應(yīng)用范圍，本文主要介紹了單細(xì)胞凝膠電泳的原理及優(yōu)劣，并重點(diǎn)闡明了其在遺傳毒理學(xué)、細(xì)胞凋亡、環(huán)境監(jiān)測(cè)、群體生物學(xué)、臨床診斷與治療，生物信息學(xué)領(lǐng)域上的應(yīng)用，并討論了它的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)渭?xì)胞凝膠電泳；優(yōu)勢(shì)；應(yīng)用；發(fā)展

單細(xì)胞凝膠電泳(Single cell gel electrophoresis，SCGE)，又稱(chēng)彗星實(shí)驗(yàn)，是一種快速并大通量的檢測(cè)DNA損傷的方法。20世紀(jì)70年代末 Rydberg 和 Johanson 最早報(bào)道利用該方法直接定量檢測(cè)單個(gè)細(xì)胞 DNA 損傷[1]。首先將靶細(xì)胞包埋于低熔點(diǎn)瓊脂糖中，利用裂解液裂解，在弱堿性解旋液作用下使 DNA解螺旋，中和后，利用丫啶橙染色并用光度計(jì)測(cè)定單雙鏈，對(duì)比檢測(cè)DNA損傷情況。但最終因其操作難度問(wèn)題，該方法未能廣泛應(yīng)用。

為了提升此方法的敏感性，1984年，Ostling和 Johanson發(fā)展了微凝膠電泳技術(shù)，該方法與現(xiàn)在的SCGE方法較為接近。同樣，首先將細(xì)胞加入到低熔點(diǎn)瓊脂糖中，將凝膠固定在載玻片后在裂解液作用下裂解，然后在中性(后發(fā)展堿性)條件下進(jìn)行電泳，若有DNA 斷裂片段，則其會(huì)向陽(yáng)極移動(dòng)，從而形成彗星尾巴，此DNA損傷程度與彗星尾長(zhǎng)度成正相關(guān)。該方法從誕生之初已歷經(jīng)30多年，隨著時(shí)間的推移，這種方法已得到改進(jìn)，但現(xiàn)在仍沒(méi)有完全標(biāo)準(zhǔn)化。

1單細(xì)胞凝膠電泳原理

造成細(xì)胞 DNA 斷裂的原因比較復(fù)雜。其中，化學(xué)介質(zhì)，如氧自由基(Reactive oxygen species ,ROS) 是極其重要的因素。一般地，細(xì)胞在氧自由基作用下，細(xì)胞內(nèi)的 DNA 直接受到損傷，引起高級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，致使其超螺旋結(jié)構(gòu)松散。SCGE方法首先利用細(xì)胞裂解液，破壞檢測(cè)細(xì)胞細(xì)胞膜，從而使內(nèi)部小分子的 DNA及其他成分因膜破壞而進(jìn)入凝膠，但細(xì)胞中的大分子核 DNA 會(huì)仍留在原位，核骨架會(huì)使其固定在原位。如果檢測(cè)細(xì)胞 DNA 未出現(xiàn)損傷問(wèn)題，結(jié)果圖片會(huì)顯示較為規(guī)則的圓形的熒光團(tuán)，無(wú)拖尾現(xiàn)象，表明核 DNA 完整地停留在核基質(zhì)中。若檢測(cè)細(xì)胞 DNA 受到損傷，在堿性電泳液 (pH > 13)的作用下，DNA 由雙鏈解螺旋變?yōu)閱捂?，在電泳作用下，損傷細(xì)胞DNA的單鏈斷裂并且會(huì)向陽(yáng)極遷移，形成拖尾。同樣，細(xì)胞核 DNA 受損傷程度越高，產(chǎn)生的斷鏈及DNA碎片會(huì)越多，最后熒光檢測(cè)得到的彗星尾越長(zhǎng)和彗尾越亮[2]。該實(shí)驗(yàn)最終通過(guò)熒光顯微鏡觀察結(jié)果圖片有無(wú)彗星及彗尾的亮度、長(zhǎng)度、彗尾比例等，判斷檢測(cè)細(xì)胞 DNA 是否受到損傷及損傷程度。

2單細(xì)胞凝膠電泳優(yōu)劣

SCGE 在分析細(xì)胞DNA損傷方面相對(duì)快速、簡(jiǎn)單和敏感。其能夠結(jié)合其他DNA損傷相關(guān)技術(shù)，例如交聯(lián)ALS，從而更全面地進(jìn)行細(xì)胞遺傳學(xué)分析。

與其他的遺傳毒理學(xué)檢測(cè)方法相比，SCGE 主要存在以下優(yōu)點(diǎn)：(1)數(shù)據(jù)可以以單細(xì)胞水平顯示說(shuō)明；(2)所需樣本量少，只需要一小部分細(xì)胞；(3)適用范圍廣泛，幾乎適用所有的真核細(xì)胞群；(4)測(cè)定結(jié)果敏感，操作簡(jiǎn)單，成本較低；(5)結(jié)果獲得較為快速，若干小時(shí)可得到結(jié)果；(6) 具有多種檢測(cè)功能，結(jié)果圖較為直觀，易分析。

最近對(duì)SCGE研究發(fā)現(xiàn)，其不僅僅可以識(shí)別致癌物，而且可以測(cè)試細(xì)胞中DNA的損壞程度。在自然界中，有許多化學(xué)物質(zhì)是致癌物質(zhì)，但并不是每一種致癌物質(zhì)都會(huì)造成DNA破碎，有些致癌物只會(huì)造成DNA損害，SCGE可以在細(xì)胞進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，發(fā)現(xiàn)這一類(lèi)的致癌物質(zhì)，這是以往的測(cè)試都無(wú)法做到的。

盡管SCGE有許多優(yōu)點(diǎn)，但目前該方法主要通過(guò)結(jié)果圖片分析進(jìn)行DNA損傷檢測(cè)，并沒(méi)有一個(gè)完全可靠的生物標(biāo)記物確定DNA損傷。因此，一般需要與其他方法聯(lián)用使結(jié)果更加明確。另一方面，使用 SCGE 方法的實(shí)驗(yàn)室很多，但實(shí)驗(yàn)不盡相同，這就導(dǎo)致的不同實(shí)驗(yàn)室SCGE分析結(jié)果之間的可比性較差。SCGE自誕生開(kāi)始，其具體方法都在不斷探索和進(jìn)步，整個(gè)實(shí)驗(yàn)方法仍沒(méi)有完全標(biāo)準(zhǔn)化，因其涉及領(lǐng)域較為廣泛，所以，標(biāo)準(zhǔn)化較為困難。

3單細(xì)胞凝膠電泳應(yīng)用

3.1遺傳毒理學(xué)應(yīng)用

SCGE 可檢測(cè) DNA 交聯(lián)、氧化性損傷與DNA 切除修復(fù)缺陷等多種類(lèi)型的 DNA 損傷，因此該方法是研究遺傳毒理學(xué)極為適用的方法之一[3]。

在遺傳毒理學(xué)領(lǐng)域，大量的研究人員采用堿性SCGE來(lái)評(píng)估化學(xué)物質(zhì)在體外或體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中的基因毒性。彗星實(shí)驗(yàn)可用于在體外研究中檢測(cè)各種正常和轉(zhuǎn)化的人類(lèi)、動(dòng)物和植物細(xì)胞。當(dāng)然它同樣適用于人類(lèi)功能細(xì)胞，包括白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞及其他組織細(xì)胞，如上皮細(xì)胞、生殖細(xì)胞、結(jié)腸細(xì)胞、胰島細(xì)胞、腺癌細(xì)胞等。SCGE也能夠檢測(cè)不同的細(xì)胞系及不同類(lèi)型的癌細(xì)胞，如結(jié)腸癌、膀胱前列腺癌、黑色素瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤等等[4]。標(biāo)準(zhǔn)的體內(nèi)堿性SCGE可以很容易地適應(yīng)調(diào)查生殖器官的細(xì)胞。多研究表明，在生殖細(xì)胞誘變劑的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，彗星試驗(yàn)方法具有明顯優(yōu)勢(shì)[5]。

SCGE 在動(dòng)物細(xì)胞DNA損傷及相關(guān)研究方面也卓有成效。因其所需實(shí)驗(yàn)樣本少，任何組織及器官均能被用于檢測(cè)，所以已有大量的檢測(cè)工作被完成。其中，嚙齒動(dòng)物更加被頻繁地檢測(cè)，但其他動(dòng)物，如狗、羊、蝌蚪和魚(yú)同樣能夠被較好檢測(cè)。SCGE方法已經(jīng)應(yīng)用于動(dòng)物的多個(gè)器官和組織，包括血液、骨骼、大腦、胃腸粘膜、腎、肝、肺、鼻粘、卵巢、皮膚、脾臟和睪丸等[6]。

Speit 等使用SCGE的研究表明，當(dāng) DNA 鏈中出現(xiàn)一個(gè)修復(fù)通路出現(xiàn)問(wèn)題，DNA整鏈都有可能出現(xiàn)嚴(yán)重受損[7]。當(dāng)前, 在檢測(cè)出某種物質(zhì)特別是化學(xué)物質(zhì)對(duì) DNA 修補(bǔ)的影響方面，除去SCGE方法，其他方法都不能準(zhǔn)確地進(jìn)行分析測(cè)定。目前只有彗星分析法能夠精確地測(cè)出 DNA 修復(fù)功能[8]，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)致畸物質(zhì)。彗星分析法還可用來(lái)確定某種物質(zhì)是否是毒性物質(zhì), 并明確人體 DNA 損傷或修補(bǔ)受其影響的程度?？衫肧CGE進(jìn)行人體白細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)，如果被測(cè)物質(zhì)是有毒物質(zhì)，那么 DNA 將出現(xiàn)損傷，而出現(xiàn)損傷的 DNA 在結(jié)果上會(huì)顯示彗星形狀[9]?；瘜W(xué)品測(cè)試在這一領(lǐng)域的數(shù)量迅速增加，至今已有大量化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行了遺傳毒理學(xué)方面的檢測(cè)，如重金屬、各類(lèi)農(nóng)藥、亞硝胺等。

3.2DNA損傷及細(xì)胞凋亡的研究應(yīng)用

因?yàn)镾CGE的特點(diǎn)，該方法幾乎被用來(lái)評(píng)估任何類(lèi)型的真核細(xì)胞的DNA修復(fù)能力及包括雙、單鏈斷裂的不同的DNA損傷情況。中性和堿性的SCGE可分別用于分析和評(píng)估單鏈及雙鏈DNA的損傷修復(fù)。同樣，該方法可用于檢測(cè)電離輻射引起的單和雙鏈斷裂及細(xì)胞修復(fù)。

有研究采用堿性SCGE方法檢測(cè)健康受試者在受輻射情況下，外周血淋巴細(xì)胞DNA損傷和修復(fù)的。該方法具有能夠分析單個(gè)細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)，能夠明確DNA受損細(xì)胞分布及程度。同樣，可以直接使用該方法對(duì)如紫外線輻射導(dǎo)致的不同程度的DNA鏈斷裂進(jìn)行化驗(yàn)檢查。堿性SCGE可用來(lái)檢測(cè)DNA切除修復(fù)、DNA合成抑制劑鏈終止劑的作用。也有實(shí)驗(yàn)用該方法試驗(yàn)各類(lèi)酶治療損傷DNA細(xì)胞的效果。

因?yàn)镾CGE方法的高靈敏度，也被應(yīng)用于研究凋亡的DNA片段。細(xì)胞凋亡是人體自我保護(hù)的一種形式，如果存在一個(gè)細(xì)胞DNA損傷過(guò)于嚴(yán)重，已經(jīng)無(wú)法修補(bǔ)，凋亡程序就會(huì)觸發(fā)。如果缺失細(xì)胞凋亡功能或細(xì)胞凋亡功能紊亂，那么DNA損傷細(xì)胞會(huì)繼續(xù)復(fù)制，從而危及生物體全身。凋亡功能的喪失可能會(huì)導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。相比于其他方法，單細(xì)胞凝膠電泳技術(shù)能夠更快速并且準(zhǔn)確地檢測(cè)到已喪失凋亡功能的細(xì)胞，也可以提供細(xì)胞自殺過(guò)程的早期資料[10]，以上優(yōu)點(diǎn)使該方法在研究細(xì)胞凋亡方面具有重要作用，出現(xiàn)凋亡現(xiàn)象的細(xì)胞DNA 在結(jié)果圖中會(huì)顯示初期為嚴(yán)重的細(xì)胞拖尾現(xiàn)象，其尾部占有比重極高。SCGE方法還可通過(guò)計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)等方法快速測(cè)定凋亡細(xì)胞的比例。

3.3環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

隨著科技發(fā)展，環(huán)境污染愈發(fā)嚴(yán)重，而且環(huán)境污染與生物細(xì)胞DNA 損害關(guān)系密切，嚴(yán)重環(huán)境污染可能導(dǎo)致周?chē)锇┳?，因此人們?duì)環(huán)境污染監(jiān)測(cè)越來(lái)越重視。環(huán)境污染中的生物、物理、化學(xué)因素都能導(dǎo)致細(xì)胞 DNA損傷，引起基因突變和細(xì)胞癌變。所以判斷細(xì)胞 DNA 是否出現(xiàn)損傷情況在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面尤為重要。SCGE能夠檢測(cè)不同生物不同細(xì)胞的不同類(lèi)型的遺傳毒性損傷情況。其具有利用少量細(xì)胞提供數(shù)據(jù)、結(jié)果敏感、實(shí)驗(yàn)快速、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此彗星實(shí)驗(yàn)方法被廣泛用于環(huán)境污染物的監(jiān)測(cè)中。

在空氣污染物方面，二氧化硫及飄塵是最主要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。SO2能引起 DNA 損傷的出現(xiàn)，而且進(jìn)一步研究分析二者存在一定的劑量效應(yīng)關(guān)系。張愛(ài)華等[11]用SCGE檢測(cè)燃煤引起的砷中毒患者血細(xì)胞 DNA 的損傷情況，結(jié)果表明砷能引起人體血細(xì)胞 DNA 單鏈斷裂。

大量研究報(bào)告表明SCGE在檢測(cè)水生環(huán)境中極具潛力。過(guò)去的5年的研究發(fā)現(xiàn)，和其他常用的遺傳生態(tài)毒理學(xué)生物標(biāo)志物相比，在對(duì)水生生物遺傳毒理檢測(cè)更具敏感性[12]。有研究使用SCGE檢測(cè)利用工業(yè)用水所培養(yǎng)細(xì)胞的DNA損傷情況。由于其高靈敏度，SCGE已被廣泛用于魚(yú)和貽貝細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)中。SCGE也同樣被利用于水質(zhì)檢測(cè)中[13]。

近年來(lái)，SCGE，在評(píng)估暴露人群的DNA損傷方面已成為一個(gè)重要的工具。SCGE已作為首選方法適用于人群為基礎(chǔ)的環(huán)境污染研究中。在對(duì)個(gè)體暴露于空氣污染物、金屬、農(nóng)藥、輻射等有害異物研究中，有研究利用SCGE檢測(cè)廢物回收站附近動(dòng)物，發(fā)現(xiàn)其腦DNA損傷概率顯著上升。利用堿性SCGE方法測(cè)定不同土壤樣本中的蚯蚓DNA損傷情況從而作為土壤污染的指標(biāo)。由于SCGE方法的方便操作，因此，DNA損傷的報(bào)告通常由該方法檢測(cè)，SCGE的成功反映在過(guò)去30年，環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域有越來(lái)越多的研究、報(bào)告使用其進(jìn)行檢測(cè)[14]。

生產(chǎn)過(guò)程中同樣會(huì)產(chǎn)生各類(lèi)有毒物質(zhì)。一般主要通過(guò)DNA損傷檢測(cè)來(lái)確定這些物質(zhì)是否具有致癌性或致突變性。生產(chǎn)中的某些物質(zhì)可直接導(dǎo)致 DNA 斷裂。而另一些物質(zhì)則需在體內(nèi)經(jīng)代謝活化后會(huì)存在致癌性。王濤等[15]利用體外活化系統(tǒng)，利用SCGE方法檢測(cè)了黃曲霉毒素、苯并(a)芘等9種間接致突變物與DNA 損傷程度的關(guān)系，其結(jié)果具有顯著性。

由此可見(jiàn)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，用SCGE檢測(cè) DNA 損傷的應(yīng)用范圍極其廣泛，其對(duì)環(huán)境污染物的影響檢測(cè)尤為重要[16]。

3.4人群監(jiān)測(cè)

SCGE可用于群體生物學(xué)檢測(cè)，全美通訊網(wǎng)項(xiàng)目招募了近100名研究小組共享數(shù)據(jù)集。利用SCGE，通過(guò)其在生物監(jiān)測(cè)研究中多樣化的應(yīng)用，檢測(cè)人類(lèi)的DNA損傷水平與環(huán)境和職業(yè)接觸毒性藥物，飲食和其他因素的關(guān)系[17]。

SCGE能夠應(yīng)用于人群監(jiān)測(cè)的主要原因是其所需樣本數(shù)量少，只要明確年齡、工作環(huán)境等因素，只需要從研究對(duì)象獲得少量細(xì)胞就能夠進(jìn)行研究。大量實(shí)驗(yàn)主要通過(guò)檢測(cè)有核血細(xì)胞的DNA損傷來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。有研究利用SCGE方法檢測(cè)20歲人群淋巴細(xì)胞DNA損傷情況。研究調(diào)查200名健康人，利用堿性彗星方法檢測(cè)DNA遷移的程度，發(fā)現(xiàn)吸煙者的血液淋巴細(xì)胞DNA受損率顯著增加，且其中男性比率高于女性。

彗星分析法與其他分析法最顯著的區(qū)別是SCGE可檢測(cè)正常人群并明確修復(fù)情況。其能測(cè)出 DNA 損傷程度，其他測(cè)試法只能明確某一種物質(zhì)是否會(huì)導(dǎo)致DNA損傷，卻無(wú)法測(cè)出其損傷程度，更無(wú)法測(cè)出 DNA 修補(bǔ)的情況及速度[18]。

3.5臨床診斷與治療監(jiān)測(cè)

利用中性SCGE可檢測(cè)接受放射治療的病人的腫瘤細(xì)胞及一般細(xì)胞的DNA損傷情況，該方法已在何杰金氏病、非霍奇金淋巴瘤、鱗狀細(xì)胞癌或腺癌方面有所應(yīng)用。由于該方法所需樣本較少，所以只要少量血液或固體組織就能進(jìn)行判斷。采用堿性SCGE，可檢測(cè)在輻照條件下乳腺癌的缺氧細(xì)胞數(shù)量，該方法在此條件下具有較高敏感性[19]。同樣，也有利用堿性彗星實(shí)驗(yàn)方法確定白內(nèi)障晶狀體上皮細(xì)胞DNA損傷。

在腫瘤研究方面，DNA 損傷和 DNA 修復(fù)缺陷是癌癥發(fā)生的分子基礎(chǔ)。許多基礎(chǔ)研究與臨床研究，采用SCGE，來(lái)研究各種各樣的腫瘤細(xì)胞對(duì)各類(lèi) DNA 損傷制劑的生物學(xué)效用，并得到重要的結(jié)果，使得腫瘤科學(xué)家得知最佳干預(yù)的時(shí)機(jī)。

在腫瘤放療敏感性研究方面，由于腫瘤對(duì)于放療反應(yīng)是存在差異，預(yù)測(cè)腫瘤對(duì)于放療的敏感性長(zhǎng)期追求的目標(biāo)，有多種因素可影響腫瘤的放療效果，尚無(wú)一種方法來(lái)預(yù)測(cè)腫瘤對(duì)于放療是否發(fā)生反應(yīng)，而SCGE在目前被基礎(chǔ)和臨床腫瘤治療學(xué)推崇的最最先進(jìn)的技術(shù)。同樣，在腫瘤化療敏感性預(yù)測(cè)方面，由于腫瘤細(xì)胞對(duì)于各種化學(xué)藥物的反應(yīng)是存在極其大的差異，因此無(wú)論在腫瘤的治療之前，尤其是在治療的過(guò)程中，及時(shí)了解腫瘤治療的進(jìn)程，藥量的大小，治療方案選定，SCGE是國(guó)際治療所推薦的方法。

利用SCGE檢測(cè)DNA損傷的程度與治療的結(jié)果的聯(lián)系還有待建立。在未來(lái)，SCGE可能可以作為研究新藥物和抗腫瘤之間的相互作用機(jī)制分析的重要方法。

3.6高通量生物信息學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

生物信息學(xué)是一門(mén)收集、分析遺傳數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)研究的學(xué)科，生物信息學(xué)特指數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)的工作，其研究需要大量數(shù)據(jù)的支持。從某種角度而言，生物信息學(xué)是把基因組DNA序列信息分析作為源頭的。

生物信息學(xué)是建立在分子生物學(xué)的基礎(chǔ)上的，而SCGE方法在分子生物學(xué)上應(yīng)用廣泛。尤其在研究DNA損傷及修復(fù)的相關(guān)生物信息學(xué)方面，SCGE作用尤為顯著。在研究動(dòng)物、人體DNA損傷相關(guān)基因及其通路的信息學(xué)研究方面，SCGE對(duì)各類(lèi)實(shí)驗(yàn)都能夠起到驗(yàn)證作用。

4單細(xì)胞凝膠電泳發(fā)展

Santos 等人于1997 年創(chuàng)立了彗星電泳和熒光原位雜交技術(shù)聯(lián)用(Comet-FISH)[20]。該方法是在原有SCGE方法基礎(chǔ)上加以改善，其主要變化是在解旋和電泳完成后加入了原位雜交這一步驟，從而能夠在檢測(cè) DNA 上確定特殊的基因序列，之后可以通過(guò)熒光顯微鏡鏡檢測(cè)得到目的基因DNA 片段是否存在損傷。如果FISH 標(biāo)記的熒光信號(hào)只是出現(xiàn)在彗星頭部，這就表明目的基因所處的DNA片段無(wú)損；如果在彗星尾部發(fā)現(xiàn)該基因所標(biāo)記熒光信號(hào)，這就表明目的基因所處DNA存在損傷情況。熒光原位雜交一般是通過(guò)寡聚核苷酸或 cDNA探針在 DNA 變性以及復(fù)性的過(guò)程中通過(guò)識(shí)別目的基因、匹配目的序列基因從而雜交成功，但是這一技術(shù)的關(guān)鍵所在是如何能夠與在低熔點(diǎn)瓊脂糖中包埋的目的DNA 雜交。Santos等人通過(guò)使用化學(xué)變性法，在加入探針前，先將整個(gè)載玻片在變性液中放置30min，然后再將其置于中和液內(nèi)中和，通過(guò)不同梯度乙醇進(jìn)行脫水處理，最后加入探針雜交。

Reite等人[21]利用該方法技術(shù)檢測(cè)了病人口咽癌細(xì)胞中EGFR 基因的表達(dá)，從而證實(shí)了在口咽癌細(xì)胞中，EGFR 基因存在表達(dá)現(xiàn)象。

隨著SCGE方法的不斷發(fā)展，為了讓我們更加細(xì)致，明確地分析SCGE實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，分析尾矩、尾部DNA、頭部DNA含量等。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)研發(fā)了各類(lèi)分析軟件。除了部分昂貴的商業(yè)軟件外，也出現(xiàn)了一些免費(fèi)的彗星分析軟件。如 CASP軟件，其能夠測(cè)量彗星強(qiáng)度、尾長(zhǎng)、頭面積、尾面積、尾部DNA含量、尾矩等多項(xiàng)參數(shù)，而且軟件操作簡(jiǎn)便、快捷，便于使用。

同樣，隨著SCGE方法的發(fā)展及不斷使用，各種SCGE試劑盒也應(yīng)運(yùn)而生，使該方法的操作更加簡(jiǎn)單，方便。

5展望

相比其他實(shí)驗(yàn)方法，在DNA損傷檢測(cè)方面，SCGE是一種敏感、可靠而且快速方法。它可以檢測(cè)DNA雙單鏈斷裂，可精確到單個(gè)細(xì)胞。鑒于其總體特征及優(yōu)勢(shì)，在過(guò)去的十幾年里，該方法發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)方面。

SCGE在基因毒性、臨床、DNA修復(fù)、環(huán)境生物監(jiān)測(cè)、人工監(jiān)測(cè)和生物信息學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展前景幾乎是無(wú)限的。在未來(lái)，SCGE還可能會(huì)影響其他重要領(lǐng)域，并不斷發(fā)展。

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Research progress about the application of single cell gel electrophoresis

CAI Jixiang, LIU Ye, LIANG Mingcai, YANG Lin*

(SchoolofChemicalEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China)

Abstract：The single cell gel electrophoresis is a common technology for the detection of DNA damage.It has the advantages of high sensitivity,economic,easy and fast.In the past 30 years three decades,this technology has been widely used in genetic toxicology,environmental monito-ring,medical diagnostics and nutrition research.Recently,single-cell gel was widely used in many fields by combining with fluorescence in situ hybridization.This article reviewed the applications of single cell gel electrophoresis in various fields,and discussed its development prospect.

Keywords：Single cell gel electrophoresis；Advantage；Application；Development

收稿日期：2015-11-19；修回日期：2016-04-12.

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(No.31371755)。

作者簡(jiǎn)介：蔡繼翔，男，碩士研究生，研究方向：功能性食品；E-mail:nb200zhengjf@163.com. *通信作者：楊林，女，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：食品安全與功能研究；E-mail: ly6617@hit.edu.cn.

doi:10.3969/j.issn.1672-5565.2016.02.05

中圖分類(lèi)號(hào)：Q523

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1672-5565(2016)02-095-05