拉丁美洲-彗星试验（LA-COMET）小组体外研究趋势分析

《MUTATION RESEARCH-GENETIC TOXICOLOGY AND ENVIRONMENTAL MUTAGENESIS》：Analysis of the trends in In vitro studies of the Latin America-Comet assay (LA-COMET) Group

　　

马哈拉·瓦尔韦德 | 阿娜·罗莎·弗洛雷斯-马尔克斯 | 桑德拉·戈麦斯-阿罗约 | 劳拉·拉丰-休斯 | 格雷特尔·莱昂-梅希亚 | 迪亚娜·M·纳尔瓦埃斯 | 索尼娅·索洛内斯基 | 诺埃米·蒂拉多 | 朱莉安娜·达席尔瓦 | 吉列尔莫·埃斯皮诺萨-雷耶斯 | 德伊达米亚·弗兰科 | 阿娜·莱蒂西亚·加西亚 | 帕特里夏·穆萨利-加兰特 | 埃尔达·帕切科-潘托哈 | 吉塞拉·波莱塔 | 塞莱斯特·鲁伊斯·德阿尔考特 | 玛丽亚·费尔南达·西莫尼埃洛 | 埃弗拉因·托瓦尔-桑切斯 | 莱蒂西亚·亚涅斯-埃斯特拉达 | 埃米利奥·罗哈斯

墨西哥国立自治大学生物医学研究所。墨西哥城大学区

摘要

在全球范围内，彗星试验的多功能性和高灵敏度使得人们从不同角度使用它来检测基因毒性损伤。考虑到这一点，并通过成立一个名为“LA-COMET”的拉丁美洲研究小组，本文对该小组发表的手稿进行了综述，重点关注使用碱性彗星试验的体外研究。为了便于分析1996年至2022年间发表的81篇手稿，根据试验评估的化合物类型将其分为四类：1）环境污染物；2）杀虫剂及其混合物；3）辐射和药物；4）天然产物。本综述的目的是描述体外研究的优势与多功能性，包括所使用的细胞模型、潜在的DNA损伤因子以及用于识别特定DNA损伤的特定酶。此外，还建立了一个体外质量评分（QS），并考虑了出版物中提供的关于细胞模型、分散方法和细胞悬浮液制备的信息。其他考量因素还包括治疗描述的清晰度、阴性和阳性对照的使用情况，以及特定酶的应用和/或DNA修复功能的评估。分析表明，LA-COMET小组的体外研究出版物在符合经合组织（OECD）标准的各项参数方面具有较高得分。

引言

在号召建立一个利用彗星试验的拉丁美洲合作网络后，拉丁美洲-彗星（LA-COMET）小组应运而生。LA-COMET小组的独特之处在于其区域性背景（拉丁美洲）。该小组由来自7个国家的17个团队组成；他们使用碱性彗星试验发表的论文可分为三类：a) 人类监测研究；b) 体外研究；c) 动物和植物研究[1]。与其他专注于将彗星试验作为检测DNA损伤生物标志物的使用、标准化和验证的倡议一样，LA-COMET小组旨在加强成员之间的合作，同时解决区域性问题，以全面研究并理解全球变暖的影响。LA-COMET倡议细致地组织成了不同的工作组，在这里我们描述了LA-COMET 体外小组的工作，涵盖了截至2022年的81篇出版物。这些出版物采用了碱性彗星试验方法，并加入了特定酶（FPG、Endo III、OGG1、T4 Endo V）来检测单链断裂、碱不稳定位点、特异性损伤位点和延迟修复位点，作为DNA损伤的指标。这种方法目前被认为是最有效的，因为其灵敏度极高（每10^10 DaDNA可检测到1个断裂），且适用于多种真核细胞模型，同时具有良好的成本效益[2]、[3]、[4]。

LA-COMET小组的体外模型出版物按所用细胞类型分布如下：人类细胞使用频率最高，占55%；其次是啮齿动物细胞（40%）；猿猴细胞（2.5%）和牛细胞、昆虫细胞（各1.25%），如图1A所示。在研究中，非癌细胞模型与癌细胞模型的使用比例方面，73%的论文使用了非癌细胞模型（图1B）。根据组织本次综述的需要，图1C显示38%的手稿属于环境污染物类别，20%属于杀虫剂类别，辐射和药物类别以及天然产物类别的比例均为21%。

碱性彗星试验在检测DNA损伤方面的高灵敏度（每10^10 DaDNA可检测到1个断裂）得到广泛认可，这与LA-COMET发表的体外模型中94%的结果呈阳性相符。值得注意的是，迄今为止只有少数研究评估了DNA修复能力，其中一部分使用了特定酶（16%），另一部分则未使用（2.5%）。在该领域发表的5篇手稿中，有1篇研究环境污染物的影响，3篇研究天然产物的影响，1篇研究辐射和药物的影响。

为了对LA-COMET 体外小组的81篇论文进行分类，根据评估的化合物类型将其分为四类：1）环境污染物（存在于空气、水和土壤中）；2）杀虫剂及其混合物；3）辐射和药物；4）天然产物（包括植物提取物和化合物）。对于每一类，我们都分析了所使用的真核细胞模型、癌细胞和非癌细胞模型的比例、阳性结果所反映的灵敏度、通过引入特定酶的方法学改进以及DNA修复的评估情况。我们还生成了一个体外质量评分（ivQS）（表1），考虑了LA-COMET成员提供的关于细胞模型来源、细胞悬浮液制备方式、阳性与阴性对照的使用情况、培养物融合程度或初始细胞数量、处理方法、酶的使用以及DNA修复评估等方面的信息（方法学细节参考Singh等人[2]）（表1）。

章节片段

环境污染物

环境污染物是指那些破坏生态系统自然平衡的化学化合物、生物物质和物理因素的混合物，从而危及包括人类在内的生物系统的完整性。这一类别包括31篇论文（图1C），这些论文评估了污染空气、水的环境污染物以及煤炭开采过程中产生的工业和农业废弃物所带来的基因毒性影响，反映了这一问题的广泛性和复杂性

杀虫剂及其混合物

杀虫剂的使用存在相当大的争议，这源于为了害虫控制而无差别且过量地使用这些化学物质。这种做法导致生态系统受到污染，直接接触杀虫剂的人员以及周边受污染区域的居民健康状况恶化。污染还延伸到了食物来源

辐射和药物

导致DNA损伤的主要因素包括各种形式的辐射和具有氧化能力的药物。这些物质被用作彗星试验中的阳性对照。LA-COMET小组进行的这类体外研究包含15篇论文（图1C）。其中6篇（40%）直接或间接涉及辐射[52]、[53]、[54]、[55]、[56]。其余论文（60%）则研究了其他因素

天然产物

LA-COMET 体外小组评估了多种植物提取物的基因毒性，共有19篇相关论文（图1C）。彗星试验被应用于多项研究中，以阐明植物提取物的影响[67, 68, 69, 70, 701, 72, 73]。根据Barbosa等人[74]和Boeira等人[75]的论文，某些植物提取物中发现了有害化学物质。此外，还有研究记录了暴露于煤炭开采的植物或土壤本身的基因毒性

讨论

碱性彗星试验是一种多功能且灵敏的方法，可用于检测所有类型真核细胞中的DNA损伤，如单链断裂、碱不稳定位点和延迟修复位点[4]。该方法在全球范围内得到广泛应用，LA-COMET小组的成员也不例外。本文描述了该小组自1996年至2022年在体外研究方面的成果，包括对环境污染物、杀虫剂及其混合物的研究

结论

本文总结了LA-COMET的研究进展，他们通过体外实验有效地解决了与基因毒性相关的本地和区域性问题，表明这些实验在严谨性和研究主题上具有一致性。这为开展具有共同目标的研究奠定了基础。

同意发表

所有作者均同意发表这篇论文。

资金来源

本研究未获得公共、商业或非营利机构的任何特定资助。

CRediT作者贡献声明

埃弗拉因·托瓦尔-桑切斯： 数据分析、数据处理。索尼娅·索洛内斯基： 文章撰写－初稿撰写、验证、数据分析。玛丽亚·费尔南达·西莫尼埃洛： 数据处理。迪亚娜·M·纳尔瓦埃斯： 文章撰写－初稿撰写、验证、数据分析。埃米利奥·罗哈斯： 文章撰写－初稿撰写、可视化处理、监督、数据分析、概念构建。朱莉安娜·达席尔瓦： 数据处理。亚涅斯-埃斯特拉达·莱蒂西亚： 数据处理。诺埃米·蒂拉多： 文章撰写－初稿撰写、验证。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。所有作者均已阅读并同意发表的手稿版本。