單細胞凝膠電泳技術檢測DNA損傷的方法及進展

趙琳娜，陳薛釵，鐘儒剛

(北京工業大學生命科學與生物工程學院，北京 100124)

單細胞凝膠電泳技術( single cell gel electrophoresis， SCGE)又稱“彗星電泳”(comet assay)，是一種常用的檢測DNA損傷的技術。1984年?stling和Johanson首先提出利用凝膠電泳技術來檢測單個細胞的DNA損傷，但他們所采用的中性電泳條件僅能檢測雙鏈DNA斷裂(double-strand breaks,DSB)，這在很大程度上限制了該技術的應用[1]。但在接下來的幾十年里，彗星電泳技術得到了飛速的發展，一方面在改變自身實驗條件下能夠檢測到單鏈、雙鏈DNA的斷裂損傷、DNA交聯損傷、檢測DNA加合物修復的切除位點。另一方面與熒光原位雜交技術相結合，利用不同的探針能夠檢測到該基因在癌癥病理樣本DNA中的豐度[3]，很多科研組利用Comet-FISH技術檢測到與癌癥發生相關的染色體位點[2,4]。由于彗星電泳技術與其他檢測DNA損傷技術相比具有靈敏度高、所需樣本少、經濟、簡便、易操作、實驗周期短等優點，因此被廣泛的應用于遺傳毒性試驗、環境污染檢測和分子流行病學、生態病理學以及DNA損傷修復的基礎研究。

1 單細胞凝膠電泳技術的原理

真核細胞內75%～90%的DNA以雙螺旋的形式，以組蛋白八聚體為核心形成負超螺旋結構，從而構成核小體。一般情況下，這種超螺旋的結構使得DNA不能自由旋轉，但是如果出現DNA斷裂時，這種負超螺旋就會松散，環狀結構就會從類核的核心伸展開來，形成暈輪。彗星電泳正是應用了DNA的這一特性。利用去污劑破壞細胞膜和核膜，用高濃度鹽提取組蛋白，使得DNA殘留而形成類核。這時將類核置于電場中電泳，DNA斷片即可從類核部位向陽極遷移，形成類似彗星圖像一樣的拖尾。……