基因突变是评价环境因子致癌风险的重要指标。中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所吴李君课题组前期利用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。为了更加真实地反应环境因子体内毒性效应，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。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。该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。
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）。
该研究受到中科院先导专项B、国家重大研究计划、国家自然科学基金等课题的资助。
3D突变检测体系对环境污染物遗传毒性评估
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