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，未损伤的 DNA 部分保持球形，二者共同形成“慧星”。在一定范围内，“慧星”的长度（代表 DNA 迁移距离）和经荧光染色后“慧星”荧光强度（代表 DNA 的量）与 DNA 损伤程度相关，这样就可以定量检测单个细胞中的 DNA 损伤 [2,3] 。2 SCGE 的操作方法 singh 等人 [4] 于 1988 年描述的 SCGE 具体操作方法，被认为是经典的操作方法。其主要步骤有：将混有待测细胞的琼脂糖铺于载玻片上，凝固后浸入冷溶解液中使细胞裂解，在电泳液中解链后水平电泳，洗涤后用 DNA 结合荧光染料染色，在荧光显微镜下观察玻片上细胞的荧光图像，评价 DNA 的损伤程度。 改变相关的实验条件，可以检测 DNA 不同类型的损伤，这是 SCGE 的优势之一 [5] 。如果在碱性溶液中溶解、解链、电泳，可以检测 DNA 单链断裂及碱不稳定损伤 [6] ；如果在冷溶解液中加入高浓度盐及其它变性剂，中性条件下溶解、解链、电泳，则可检测 DNA 双链断裂 [7] 。3 SCGE 的主要计算指标 实验结束后，用荧光显微镜将“慧星”图像放大后拍摄下来进行分析。典型的 DNA 损伤细胞荧光图像象慧星一样头尾分明。为了根据图像评价 DNA 的损伤程度，人们设计了一系列的计算指标。按其性质，大致可分为以下几类：3.1 形状指标 这是一类比较粗略的指标。根据细胞荧光图像是否象慧星一样头尾分明将其分为慧星一样细胞和非慧星样细胞，计数一定量细胞中慧星样细胞所占的比例，即慧星样细胞发生率，估计 DNA 的损伤程度 [8] 。这种指标可通过镜下观察直接得到，方便实用。3.2 距离指标 直接在显微镜下或在照片上测出慧星的一些长度数值，如尾长[9,10]，即沿电泳方向“慧星”尾部最远端与头部中心间接的距离；总慧星长度[11]，即“慧星”电泳方向上的最大长度；尾长与头部直径比值[12]等，以评价DNA损伤程度。这些指标描述电泳中DNA泳动的距离，易于测量，无需复杂的仪器设备及图像处理软件，而且在损伤因素剂量较大时，这些数值的大小与作用剂量之间有较为良好的线性关系。3.3 强度指标 Ostling等人 [13] 最初用 SCGE 技术检测射线对 DNA 损伤时用“慧星”头部中心处荧光强度与电泳方向上一定距离处荧光强度的比值来描述 DNA 的损伤。 PoI1er 等人 [14] 用“慧星”尾部总荧光强度同“慧星”头部总荧光强度的比值来表示 DNA 的损伤程度。新近有报道根据“慧星”尾部荧光强度将细胞分为五类，由弱到强分别计为 0 、 1 、 2 、 3 、 4 ，将 100 个细胞的分值加在一起表示 DNA 的损伤程度，并证明该数值与总慧星长度有较好的相关性 [15] 。这些指标都不同程度地反映了电泳中泳动 DNA 的量。3.4 “矩”类指标 为反映 DNA 损伤，上述距离类指标和强度类指标均不全面，有实验证明损伤因素作用剂量增大时， DNA 损伤程度明显增加而尾长基本不变 [16] 。为将二者结合起来，更全面反映 DNA 损伤程度， Olive 等人 [17] 于 1990 年首次描述了“尾矩”（ tail moment ， TM ）的概念，定义为尾部 DNA 占总 DNA 的百分比与头、尾部中心间距的乘积。作者用实验证实该指标比上述其它指标都优越，很快就被广泛接受。 定义 TM 时将“慧星”尾部当作一个整体考虑，将头、尾部中心间距当作损伤 DNA 的平均迁移距离。事实上尾部 DNA 由不同 DNA 片段组成，不同片段迁移距离不同，即尾部 DNA 的分布并不均匀。于是， Kent 等人 [16] 提出“慧星矩”（ comet moment ， CM ）的概念。以“慧星”头部中心点为零点，沿电泳方向将“慧星”按一定的间隔分成若干个区域（ 80 个即可），分别测定每个区域的荧光强度（ Di ，代表该区域 DNA 量）、该区域中心距零点的距离（ Xi ）、“慧星”总荧光强皮（ Dt ．代表总 DNA 量），则 CM 定义为∑ Di · Xi ／ Dt 。实验表明 [16] ，损伤因素作用剂量较大时， CM 与作用剂量间的相关性比 TM 更为密切。近年来该指标也有所应用 [7] 。 与此类似，如果预先设置一定的阈值将“慧星”头尾分开，将尾部分成若干区域，以各区域面积 Si 和平均荧光强度 Di 的乘积表示该区域 DNA 的量，以头尾部总面积（ Sn 、 St ）与头、尾部总荧光强度（ Dh 、 Di ）的乘积表示头、尾部的 DNA 量， CM 就可变化为“尾部惰性”（ tail interia ， TI ），表示为∑ Si · Di · Xi2/ （ Sh · Dh ＋ si · Di ）（ xi 为区域中心到头部中心的距离） [18] 。作者通过比较认为在描述环磷酰胺处理后人外周血淋巴细胞 DNA 损伤时，各种指标中 TI 值的灵敏度是最高的。 TI 值必须借助精密仪器和复杂的软件才可得出，日前应用很少。4 SCGE 的应用前景 检测外界因素对 DNA 的损伤， SCGE 的检测结果同其它检测方法如程序外 DNA 合成（ UDS ）等结果相关较好 [2] ，而且 SCCE 能反映细胞群体中不同类型细胞对作用因素的不同反应，而不仅仅是群体细胞的平均效应水平，为确定遗传毒性因素的靶细胞提供了可能，也可用于肿瘤放、化疗抗性细胞的检出，为疗效评估和预后监测提供依据，同时该法方便易行，无需要求细胞处于生长状态，也无需同位素标记，其应用潜力是巨大的 [12] 。但由于其理论基础不够明确，各实验室的操作方法差异极大，包括溶解液、电泳波的配方，溶解时间、电泳参数、 DNA 结合荧光染料的选择都远远没有标准化。评价各实验室结果也没有统一的标准，因此 SCGE 有待于进一步的改进和完善。 参考文献 1 Daryl WF, et al. Mutation Res, 1995; 339:37-59 2 Ross GM, et al. Mutation Res, 1995; 337:57-603 Maria K, et al. Mutation Res, 1996; 363:89-964 Singh NP, et al. Exp Cell Res, 1988; 175:184-1915 Hu QY, et al. Radiat Res, 1996; 146:636-6456 Kreja L, et al. Mutation Res, 1996; 357:63-707 Ross GM, et al. Mutation Res , 1995;55:1235-12388 Yu FS, et al. Mutation Res, 1997; 388:33-449 Maarit HL, et al. Mutation Res, 1997; 373:31-3710 Tuo JS, et al.Mutation Res, 1996;368:213-21911 Rojas E, et al. Mutation Res, 1996; 370:115-12012 Olive PL. Mutation Res, 1989; 117:79-9213 Ostling O, et al. Biochem Biophys Res Commu, 1984; 123:291-19814 Poller F, et al. Int J Radiat Biol, 1996; 70:593-60215 Duthie SJ, et al. Mutation Res, 1997; 390:141-15116 Kent CRH, et al. Int J Radiat Biol, 1995; 67:655-66017 Olive PL, et al. Mutation Res, 1990; 122:86-9418 Bjorn H, et al. Mutation Res, 1995; 336:123-131
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