微核之文獻探討

一 、 微 核 ( micronuclei, MN ) 之 定 義

微核測定是根據在細胞質內產生額外一個或多個小核的現象，來檢測理化 因素誘導染色體異常的一種測試法。微核的大小約介於主核 1/5 ~ 1/20 之間，

產生的原因是在細胞有絲分裂過程中，因化學或物理性質等影響細胞核分 裂，由於分裂細胞中染色體的無著絲粒斷片或環，在分裂後期停留落後下來，

當有著絲粒的染色體在分裂末期有規律的進入主細胞形成主核時，落後的部 分便在子細胞質內圍繞主核，形成一個或多個的微核。

微核內遺傳物質的多寡決定於染色體的分配、微核發生時細胞週期屬於何 階段及微核內所包含的是染色體片段或是整條的染色體；如作用於紡錘體造 成整條染色體掉落的則可以形成較大的微核，而高劑量的藥物作用也可能使 染色體斷裂數增加而形成一較大的微核，因此掉落微核的大小與作用的物質 不必然相關。（He et al.,2000；Stopper and Muller,1997 ；Matusoka et al.,1993；

于慧敏，1994；薛開先，1995）

微核形成的重要性會依其形成的結果而定，若包含在微核中的染色質 ( chromatin )含有不活化的腫瘤抑制因子或是此微核遺失，則可能形成細胞的 變性，這正是致癌基因形成的步驟；然而，若含有微核的細胞死亡或微核內 的遺傳物質回復至原位置，或者是微核內的染色質有參與細胞轉錄，則微核 形成的重要性即相對較小，致癌的機率減小。 ( Stopper and Muller, 1997)。

微核和凋亡均是細胞受損傷的結果，具有不同的表現形式和結果，同時誘 發凋亡與引起微核的機轉也有所不同，但在受到照射後，二者可發生在同一 細胞，並都和 DNA 受損有關。當細胞發生 DNA 受損後，細胞可發生微核或 凋亡，故二者必相互影響。除非照射後細胞繼續分裂，否則將不產生微核，

如一旦凋亡發生，細胞將失去分裂的機會，也不會有微核形成。微核的數量 會受到凋亡發生率的影響，反之亦然。（郭國禎等，2001）

二 、 輻 射 對 微 核 的 影 響

在輻射損傷的生物學指標研究中，其生物終點歷經了遺傳和 DNA 標記 的二個階段，前者主要包括淋巴細胞微核和染色體畸變等，後著則以產生於 淋巴細胞 hprt 基因等。在動物實驗和臨床研究中，已提出許多檢測細胞的靈

敏的方法，其中微核檢測法是被廣泛應用的方法之一（彭勁松，2000）；也 是目前較常用的哺乳類動物體內遺傳毒理學短期試驗。

紅血球微核可經脾臟或用其他方法從周邊血中清除，因此，以往一直認為 微核不可能在小鼠等動物周邊血紅血球中聚集。1982 年 Schlegel 等人證實化 學誘變劑可引起周邊血紅血球微核的存在、增加和聚集。1993 年 Chaubey 等 人研究了 Co 60-? 射線照射引起小鼠微核紅血球從骨髓向周邊血液遷移的規 律，這為應用周邊紅血球微核研究體內遺傳損傷提供的了可能性。況且周邊 網狀紅血（reticulocyte, RET )占正染紅細胞( normochromatic erythrocytes, NCE )總數的比例也可以反映外來化合物對骨髓細胞的毒性作用，與骨髓是 以嗜多染紅細胞（polychromatic erythrocytes, PCE）占 NCE 之比例來觀察其 毒性作用同樣甚至更靈敏。（楊占山等，2001）

三 、 微 核 試 驗 之 優 點

MN 法具有方法簡便、容易掌握、不受染色體數目影響等優點。並且許多 研究和臨床觀察 MN 在一定範圍內能反映 chromosomal aberration (CA)，尤其 在檢測輻射急性損傷時，較 CA 更為優越，而對化學誘變劑對於人群的早期 監測和大量人群的篩查提供了可靠的手段。（于慧敏，1994）

近年來發展了周邊血 RET 和 NCE 的微核研究，優點是可重複採樣，自身 對照，減少實驗動物數。在方法上除採樣時間適當推後 24 小時外其餘與骨 髓 PCE 的微核試驗基本上相同。( The collaborative study group,1992 )

四 、 微 核 試 驗 之 缺 點

大多數誘癌劑可誘發微核已得到公認，微核率與患癌率有較好的相關性，

但實驗數據重複性並不高，不同實驗室報導差別也大，是其缺點。

微核分析是預測細胞輻射敏感性的較好方法，但對微核分析能否預測所有 細胞的輻射敏感性仍有爭論。實驗研究和臨床工作中將微核的形成是否與細

胞存活率成正相關作為判斷微核能否預測細胞輻射敏感性的標誌。有報導認 為，在微核率和細胞存活率之間存在密切的定量關係，但也有相反的報導。

( Crompton and 0zsahin,1997 ) 五 、 微 核 分 析 方 法

在 1997 年於 Fourth International conference on Harmonisation（ICH4）已 通過可以採用周邊血為靶組織進行微核試驗。與周邊血 PCE 微核率再各自的 峰值時點幾乎相等，只是周邊血微核率達最高值時間較骨髓晚 12-24 小時。

（Tice,1990; Vanparys.1992; 宮麗崑等，2001）

在高倍顯微鏡下選擇細胞質清晰可見的範圍，微核顯定標準如下：(1)微 核直徑小於或等於主核的三分之一，且與主核界線明顯 (2)微核的染色和折 光性與主核相同 (3)微核一般成圓形或橢圓形。我們利用 acridine orange (AO) 來做為微核測試的染色劑，AO 是一種能與 DNA 和 RNA 特異結合的螢光染 劑，它與 DNA 結合成 AO-DNA 複合物產生亮綠色螢光，與 RNA 結合成 AO-RNA 複合物產生橙紅色螢光，AO 染料所發生的螢光強度與 DNA 的含量 成正比。血液中的正染紅血球 NCE 不含有任何 DNA 和 RNA 成分，因此 AO 不能與 NCE 反應，故不顯色， RET 中含有少量(約 0.5%) RNA 成分，因 此 AO 能與 RET 反應，產生橙色。微核的主要成分是 DNA，AO 能與微核反 應產生亮綠色螢光，這是確定微核的重要依據。所以，在 AO 染色後的血液 標本中，RET 顯現出橙色，而含有微核的 RET 即是在橘色中出現綠色亮點。

（附圖 6）

抑制率之計算：( The collaborative study group,1992; 王志萍等，2001）

抑制率=(陽性對照組微核數-試驗組微核數)/(陽性對照組微核數-陰性組微核 數)×100%