TK基因突变试验是一种哺乳动物体细胞基因正向突变试验，近年来其应用价值有明显的提高。TK基因编码胸苷激酶，该酶催化胸苷的磷酸化反应，生成胸苷单磷酸(TMP)。如果存在三氟苷(TFT)等嘧啶类似物，则产生异常的TMP，掺入DNA中导致细胞死亡。如受检物能引起TK基因突变，胸苷激酶则不能合成，而在核苷类似物的存在下能够存活。TK基因突变试验可检出包括点突变、大的缺失、重组、染色体异倍性和其他较大范围基因组改变在内的多种遗传改变。试验采用的靶细胞系主要有小鼠淋巴瘤细胞L5178Y以及人类淋巴母细胞TK6和WTK1等。其基因型均为tk+/-。Honma(本间正充)和张立实(1999)指出原用染毒时间3～6h对于充分检出断裂剂和锤体来说这个时间太短，获阴性结果时应延长至24h。据资料显示对于同一阳性受检物，WTK1细胞的突变频率远高于TK6细胞，认为与WTK1存在p53基因突变有关。Do-brovolsky(1999)建立了tk+/-转基因小鼠，可用于体内试验。