毒理学基础（全套教材250P）.ppt

思考题 1 解释：发育毒性、畸形、变异、母体毒性。 2 发育毒性有哪些表现? 1 概述 毒理基因组学（toxicogenomics）:是研究基因组如何对化学毒物发生反应的学科。 毒理基因组学最初是将基因组学的理论和技术应用于毒理学，研究组织细胞特定基因的功能并预测受试物的毒性。目前研究不仅包括基因组水平的效应，还包括基因的DNA表达（转录组学）、蛋白质产物表达（蛋白质组学）、代谢谱改变（代谢组学）、遗传多态性以及生物信息学等相关领域。 毒理基因组学的基本任务：是利用人类基因组的资料，帮助筛选和鉴别潜在的环境毒物，并在基因组水平上阐明毒作用发生的机制。 毒理基因组学的研究目标：近期是确定某种有害因素的反应基因（信号基因）用于毒理学和相关疾病的研究，远期是建立全基因组与蛋白质组毒性反应知识库，并在此基础上开辟以芯片技术和生物信息技术为特征的数字（digitized toxicology）毒理学。 2 毒理基因组学研究技术 毒理基因组学面临的基本问题一是如何获取大规模的生物数据，二是如何对所得到的大量信息进行及时而合理的处理。这有赖于下列毒理基因组学现代研究技术。 2.1 基因组学与转录组学技术 2.2 蛋白质组学技术 2.3 代谢组学技术 2.4 生物信息学 2.1 基因组学与转录组学技术 2.1.1 差异显示反转录PCR技术(DDRT-PCR) 2.1.2 基因表达序列分析 2.1.3 微阵列分析 2.1.4 RNA干涉（RNA interference,RNAi）技术 2.1.5 单核苷酸多态性检测 2.1.1 差异显示反转录PCR技术 DDRT-PCR技术是以分子生物学上应用广泛的两种技术PCR和聚丙烯酰胺凝胶电泳为基础。 基本原理：以1对细胞/组织的总DNA反转录而成的cDNA为模板，利用PCR的高效扩增，通过5’端和3’端引物的合理设计和组合，将细胞/组织中表达的约15000种基因片段直接显示在DNA测序胶上，从而找出1对细胞/组织中有差异的cDNA片段。 优点：周期短、功能多、灵敏度高、所需RNA量少和重复性高。 缺点：假阳性率高、凝胶中单条cDNA带成分不均一、所获cDNA仅代表mRNA3’UTR（非翻译区）、一些低复制数mRNA不能有效呈现。 2.1.2 基因表达序列分析 SAGE（serial analysis of geneexpression）技术的主要理论依据：是来自cDNA 3’端特定位置的一段9-11bp长的序列能够区分基因组中95%的基因。这段基因特异的序列被称为标签。通过对cDNA制备SAGE标签并将这些标签串联起来，然后对其进行测定，不仅可以显示各SAGE所代表的基因在特定组织中是否表达，而且还可以根据各SAGE标签所出现的频率作为其所代表的基因表达丰度的指标。 SAGE技术的前提条件：是genbank中必须有足够的某一物种的DNA系列信息，尤其是表达系列标签（expressed sequence tag,EST）的序列资料。 2.1.3 微阵列分析1 DNA微阵列（Microarray assay）或 DNA芯片（DNA chip）技术研究所使用的基本硬件：是基因微阵列或基因芯片，其上含有成千上万个寡聚核苷酸片段或cDNA探针（cDNA、EST或基因特异的寡核苷酸）。这些探针按一定顺序以矩阵方式排列在载玻片大小的塑料或玻璃板上，在1cm2面积上可有1-10万个不同的排列，并可有多个拷贝，其敏感性可达1-5个拷贝mRNA/细胞。 基因表达测定：先将受试动物染毒，其靶器官或细胞与毒物接触后，发生反应或被活化的基因会产生mRNA。然后将mRNA用核素或荧光素标记，再加入基因芯片。在单个的阵列中加入两种标记样品进行杂交，再用图象分析仪或激光扫描显微镜进行检查和分析。根据发生结合反应发生的情况便可判断哪些基因发生了改变。 2.1.3 微阵列分析2 优点：灵敏度高，mRNA丰度低至10万分之一仍能被检出。可采用几种不同颜色的荧光染料标记探针，这样在同一张阵列膜上进行一次杂交实验就可分析不同样品间基因表达的差异，因此效率高。 缺点：成本较高，需要特殊的信号检测分析系统（图象分析仪或激光扫描显微镜），玻片上的微阵列不能重复使用。 2.1.4 RNA干涉技术 RNAi(RNA interference)是一种能快速有效地沉寂靶基因的表达，进而从反向角度来阐明基因的功能。 原理：是外源性双链RNA导入细胞后，可产生21-23nt（核苷酸，nucleotide）长度的小分子干涉RNA（small interference RNA, siRNA），引起与其序列同源的特异基因mRNA降解的现象-转录后的基因沉默（post-transcriptional gene silencing,PTGS） 实验步骤：选取目的基因