替代毒理學----細胞學s王秀會2014-4-4s目錄體外細胞模型的特點體外細胞模型的應用總結s1.原代培養的細胞和細胞系與機體其他部位不存在任何

關聯，且相對較為敏感。2.細胞工程為毒理學研究提供了新工具，將永生細胞系

擴大到特殊功能的細胞系，可以更好的研究作用機制。3.通過早期細胞反應研究預測體內毒性反應，如氧化應激，谷胱甘肽穩態、細胞應激反應、酶活性變化和細

胞因子反應等。細胞模型的特點s局部毒性評價（皮膚體外試驗、眼毒性評價）肝臟毒性評價腎臟毒性評價心臟毒性評價神經毒性評價免疫毒性評價內分泌干擾物毒性評價生殖發育毒性評價遺傳毒性和致癌性評價細胞模型的應用s皮膚腐蝕性體外模型：人重組皮膚模型EPISKINTM和EpiDermTM

-人角質細胞和人表皮角質細胞皮膚刺激性體外模型：人重組皮膚模型EPISKINTM和EpiDermTM

-人角質細胞和人表皮角質細胞皮膚光毒性體外模型：光毒性篩選試驗：3T3成纖維細胞、成纖維細胞層、

人角質形成細胞、肝細胞皮膚過敏性體外模型：樹突狀細胞、角質形成細胞（KC）皮膚毒性評價s眼毒性評價細胞種類角質形成細胞成纖維細胞角膜上皮細胞應用通過檢測受試物對離體細胞功能的影響及毒性作用預測眼刺激。s肝臟毒性評價細胞種類原代肝細胞肝細胞系亞細胞應用和優勢1.在缺乏肝外因素的情況下評價肝損傷的可能性，排除了吸收、分布、化學物的肝外代謝、體液因素以及其他部位產生的毒性效應的影響。2.利用人肝細胞進行試驗，解決了物種差異問題s腎臟毒性評價細胞種類腎細胞培養（原代腎近曲小管細胞、永生化的腎細胞）細胞系培養（OK細胞系、LLC-PK1細胞系、HK-2細胞系、HKC細胞系、其他細胞系）應用和優勢1.實現可控制條件下研究毒物對某一類型細胞的毒性作用。2.原代腎近曲小管細胞：具有豐富的代謝轉化和生物轉化功能，保持體內前體細胞分化狀態，對外源性的損傷特別敏感，也是腎臟損傷的常見部位。3.OK細胞系能表達大量的受體，成為研究腎小管細胞功能的一個模型。4.HK-2細胞系和HKC細胞系：永生化細胞系，也各具特點。s心臟毒性評價細胞種類心肌細胞（成熟心肌細胞和胚胎心肌細胞）應用1.心肌細胞具有終未分化的特征，增殖分化能力及其有限；2.可以傳代并具有心臟的表型但很難構成細胞系；3.保存時間短；4.細胞結構有別于在體內心肌細胞而收到諸多限制。s神經毒性評價應用用來評價靶細胞對神經毒性物質的毒性效應在細胞和分子水平應答的良好模型。表征上表現為細胞形態、能量代謝、受體相互作用以及神經遞質代謝等方面產生影響。反映機體發育的不同階段模擬和評價與神經發育相關的改變細胞種類（原代培養）大腦皮質神經元星形膠質細胞少突膠質細胞小膠質細胞中腦細胞s神經毒性評價應用和特點來源：自發性或化學致癌劑誘發的腫瘤細胞，保持集體中的生理特性，可無限傳代，并表現出相當穩定的表型。試驗成本低、效率高、符合3R原則細胞系特異性強，能排除原代神經細胞中雜細胞的干擾，檢測特異性的指標，從而找到受試物的特殊神經毒性作用。細胞種類（細胞系）成神經瘤細胞系人:SK-N-SH/SH-SY5Y小鼠:N2a膠質瘤細胞（人腦神經膠質瘤細胞H4大鼠神經膠質瘤細胞C6）嗜鉻細胞瘤細胞(PC12)s特殊神經病的體外細胞模型：1.PD細胞模型

多巴胺能神經元6-OHDA損傷模型多巴胺能神經元MPTP損傷模型2.AD細胞模型3.OPIDA細胞模型

體外預測有機磷是否引起遲發性神經毒性的有效模型。神經毒性評價s免疫毒性評價應用NK細胞殺傷活性檢測T淋巴細胞增殖試驗B淋巴細胞增殖試驗巨噬細胞吞噬活性測定細胞種類效應細胞（NK細胞）、靶細胞（K562或YAC-1細胞）T淋巴細胞B淋巴細胞巨噬細胞s內分泌干擾物毒性評價應用MCF-7細胞的競爭性雌激素受體結合試驗在外源化學物存在情況下，觀察雌二醇與MCF-7細胞表達的雌激素受體的總結合能力變化，從而確定外源性化學物是否可以競爭性的與雌激素受體結合猴腎細胞（COS）結合試驗：通過轉染使COS細胞表達雄激素受體，能夠與標記配體結合細胞種類MCF-7細胞猴腎細胞（COS）睪丸間質細胞（Leydig）卵巢顆粒層細胞（gtanulosa）s生殖毒性評價應用可以針對生殖發育周期中的某個或某幾個特定環節進行單獨研究。這些試驗有很好的應用前景，但尚需要進行廣泛的有效性驗證。細胞種類睪丸組織細胞（精原細胞、精母細胞、精子細胞、支持細胞、睪丸間質細胞、原始生殖細胞培養）卵巢體細胞（顆粒細胞、卵泡膜細胞、黃體細胞）s發育毒性評價應用微團培養用于發育毒性評價的有效性已經得到廣泛的驗證，并收到國際權威組織如OECD、美國EPA的認可。中腦細胞培養的優點：試驗周期短、費用低、重現性好，便于不同實驗室間比較，實用的短期體外試驗系統。細胞種類胚胎肢芽細胞微團培養神經嵴細胞分離培養中腦細胞培養視網膜細胞培養胚胎心肌細胞培養胚胎干細胞培養s優越性：1.與體內實驗相比不用考慮對人及動物的副作用，可以區分受試物的效應細胞為生殖細胞還是體細胞；還可以獲得源源不斷的細胞用于研究。2.ES細胞對受試物敏感性高于成體組織，并且研究受試物胚胎毒性更簡單。3.ES細胞具有多能性，可在不同誘導條件下向不同的組織器官細胞分化。4.檢測受試物對ES細胞的發育全過程，提高了檢測胚胎毒性的準確度。缺點：1.ES細胞在體外培養條件不可能與體內胚胎中多能細胞的生長條件完全一致，從體外結論向體內的推斷，降低實驗結果的可靠性。2.誘變劑本身具有毒性，分化細胞特異性與檢測結果的準確性的平衡仍需要進一步的研究。3.誘導劑誘導后含有很多其他形式和特性的細胞，因此受試物的作用結果可靠性也受到了質疑。胚胎干細胞(ES細胞)的應用s遺傳毒性評價應用細菌回復突變試驗種類組氨酸營養缺陷型鼠傷寒沙門菌色氨酸營養缺陷型大腸埃希菌s遺傳毒性評價應用微核試驗（細胞胞質阻斷法微核試驗）細胞種類中國倉鼠肺細胞株（CHL）卵巢細胞株（CHO）人或其他哺乳動物外周血淋巴細胞s遺傳毒性評價應用染色體畸變實驗細胞種類中國倉鼠卵巢（CHO）細胞中國倉鼠肺（CHL/V79）細胞外周血淋巴細胞s遺傳毒性評價應用小鼠淋巴瘤細胞tk基因突變試驗（正向突變試驗）小鼠淋巴瘤（L5178Y）細胞胸苷激酶位點突變檢測。CHO細胞及中國倉鼠肺V79細胞次黃嘌呤鳥嘌呤轉磷酸核糖基酶位點突變檢測。細胞種類小鼠淋巴瘤（L5178Y）細胞中國倉鼠肺V79細胞CHO細胞s遺傳毒性評價應用程序外DNA合成試驗細胞種類大鼠原代培養肝細胞人成纖維細胞周血淋巴細胞單核細胞Hela細胞羊膜細胞FLs致癌性評價應用哺乳動物細胞體外惡性轉化試驗細胞種類原代細胞：①敘利亞倉鼠胚胎細胞（SHE細胞）②人纖維細胞細胞系：①BALB/c-3T3②C3H/10T1/2③BHK-21s1.隨著細胞分子生物學理論和方法在毒理學研究中的應用，對外源化學物的毒性評價已經發展到將體內試驗與體外細胞分子水平相結合的毒性測試新模型。2.細胞體外試驗作為某些體內試驗的補充和替代總結謝謝敬請各位老師同