为更加真实地反应环境因子体内毒性效应，近期，技术生物所吴李君研究员课题组基于AL二维突变检测模型构建了三维（3D）细胞新型遗传毒性检测体系，用于环境因子的遗传毒性检测。相关成果已被美国化学会期刊Chemical Research in Toxicology接受在线发表（DOI：10.1021/acs.chemrestox.8b00069）。
基因突变是评价环境因子致癌风险的重要指标。课题组前期利用CD59突变检测系统研究了多种环境因子的致癌风险及其机理，包括放射线（British Journal of Cancer.2008）、环境持久性有毒污染物（Environmental Science & Technology. 2011）等。研究表明CD59 AL突变检测体系是一种非常灵敏的基因检测系统。然而这些前期研究主要基于二维体外培养细胞。虽然二维体外培养细胞实验简单方便，但获得的实验结果时常与体内实验存在较大差异。
针对这些问题，课题组首先通过低粘附培养方法获得了3D细胞团，通过细胞形态、干性基因以及连接基因表达鉴定三维组织的特性，并且优化了培养条件，获得了大小相对稳定均一的3D细胞团；随后利用构建的3D组织检测了环境污染物纳米银和砷的致突效应，结果表明纳米银和砷导致的突变率远低于在二维细胞中获得的结果，分别为每105个三维细胞中有99±7和70±3个突变，这与动物实验结果相类似。通过ICP-MS检测发现由于组织多层结构的存在，减少纳米银及砷与内部细胞的接触，从而表现出对纳米银和砷的抵抗作用。本研究工作说明三维细胞相对于二维细胞来讲，更加真实地反应环境因子在体内的遗传毒性。
该研究受到中科院先导专项B、国家重大研究计划973、国家自然科学基金等课题的资助。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrestox.8b00069
3D突变检测体系对环境污染物遗传毒性评估
