微核的分析

尋找一項(xiàng)或幾項(xiàng)敏感又有價(jià)值的生物指標(biāo)（biomarkers），確實(shí)極為不易，傳統(tǒng)上，輻射暴露后以染色體變異（chromosomal aberrations）最常作為急性暴露后的生物劑量（biodosimetry）或生物指標(biāo)。

于暴露停止后則以穩(wěn)定型（Stable）染色體變異，如reciprocal translocation（異位）較合適；

但染色體變異之執(zhí)行費(fèi)時(shí)，于數(shù)量太大的族群研究上，緩不濟(jì)急，因此我們一方面采用傳統(tǒng)的染色體變異分析，一方面執(zhí)行較新近發(fā)展的T-淋巴球微細(xì)胞核頻率的分析。

　　人體細(xì)胞中呈現(xiàn)微細(xì)胞核的征象于19世紀(jì)病理學(xué)家即已察見(jiàn)，但在醫(yī)學(xué)研究上卻遲至1960年代才較多為采用，但傳統(tǒng)以周邊淋巴球培養(yǎng)方法要辨識(shí)微細(xì)胞核頻率頗為不易，原因是臨床周邊血液淋巴球主要已相當(dāng)分化而停于G0期，不管是否于體內(nèi)時(shí)有否帶著基因傷害，當(dāng)于實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)時(shí)，G0到G1到S期進(jìn)行DNA複制，再進(jìn)入G2及細(xì)胞有絲分裂（mitosis），此過(guò)程中形成的微核極有可能在母細(xì)胞分裂成2個(gè)子細(xì)胞時(shí)產(chǎn)生改變，例如脫離，因此傳統(tǒng)周邊淋巴球培養(yǎng)需執(zhí)行3000～5000個(gè)細(xì)胞以上的顯微鏡下判讀，方始呈有價(jià)值的觀察，大約于1984年左右，澳洲的生物（營(yíng)養(yǎng)）學(xué)家Dr. Michael Fenech 于某次清早的靈感中（此典故為1997年International Conference of Environmental Mutagenesis; ICEM大會(huì)中Michael 分享予筆者），設(shè)計(jì)將尚未完成mitosis分裂細(xì)胞以cytokinesis-blocking agent（如cytochalasin-β）處理，于是即將分裂又未完全分裂的母細(xì)胞即呈帶著2個(gè)子細(xì)胞核的“雙核（binucleus）”細(xì)胞，而原先極有可能從分裂過(guò)程中脫落的微核便極容易地因留于母細(xì)胞 ─“雙核細(xì)胞”的細(xì)胞質(zhì)中而輕易地可在光學(xué)顯微鏡下察見(jiàn)（圖一、圖二）；如此一來(lái)，讓微核分析變成新的生物指標(biāo)，由于其改良后的微核檢定更為容易，速度較染色體變異分析或姐妹染色體交換頻率檢定快數(shù)倍，一下子廣為執(zhí)行。

微核的形成及代表意義

    微核是在細(xì)胞分裂后期的部分染色體所形成，其斷裂之裂片或整個(gè)染色體沒(méi)有隨著紡綞絲向兩極移動(dòng)而停留在細(xì)胞質(zhì)未進(jìn)入子細(xì)胞之細(xì)胞核中，在進(jìn)入下一個(gè)細(xì)胞間期，單獨(dú)形成一微小核，此小核的體積約為細(xì)胞核之1/5~1/20，稱(chēng)為微核。微核的形成需要細(xì)胞處于分裂之時(shí)期，一個(gè)不會(huì)分裂的細(xì)胞，無(wú)論是否給于誘發(fā)，是不會(huì)產(chǎn)生微核的。微核在細(xì)胞質(zhì)分裂后，隨機(jī)進(jìn)入其中一個(gè)子細(xì)胞中，可能因此導(dǎo)致子細(xì)胞DNA量增加、減少或不變，而形成低雙套或高雙套，微核存在于子細(xì)胞的時(shí)間有限，會(huì)被細(xì)胞內(nèi)之溶解酵素分解。但若是使用cytochalasin B（CB）來(lái)抑制細(xì)胞分裂，則可累積經(jīng)過(guò)一次細(xì)胞分裂的雙核細(xì)胞，并可計(jì)數(shù)其內(nèi)之微核。

    微核的形成是由于暴露于各種不同基因毒害物，而導(dǎo)致染色體的破壞，且微核形成的頻率與染色體或染色分體產(chǎn)生變異成正相關(guān)。微核之形成是因?yàn)镈NA結(jié)構(gòu)上的改變，通常此種改變會(huì)造成潛在的致癌性。以往研究指出，DNA的變異，會(huì)引起致癌基因的增幅作用及轉(zhuǎn)位作用，其機(jī)制與細(xì)胞不正常的增生有關(guān)，因此微核形成是致癌作用早期的一個(gè)特征。組織細(xì)胞中微核之頻率可以做為基因毒害物暴露及早其生物效應(yīng)指標(biāo)。

    導(dǎo)致微核形成之因素，一般可分為兩大類(lèi)，一為導(dǎo)致染色體異常之物質(zhì)，稱(chēng)之為致染色體變異物，例如：Mitomycin C及X-ray造成染色體或染色分體斷裂而導(dǎo)致微核產(chǎn)生；而此類(lèi)微核主要由染色體片段所構(gòu)成。另一類(lèi)為破壞紡綞體之物質(zhì)，稱(chēng)為致非成倍套體變異物，如：diethistilboestrol及colchieine-因在細(xì)胞分裂期干擾紡綞絲的形成而導(dǎo)致微核產(chǎn)生；此類(lèi)微核大部分包含完整的染色體。這兩類(lèi)微核形成的機(jī)轉(zhuǎn)不同，但是一般的DNA染劑如：Giemsa染劑并無(wú)法區(qū)分這兩類(lèi)微核。利用CREST Anti-kinetochore抗體進(jìn)行免疫螢光染色，來(lái)觀察微核內(nèi)是否有著絲點(diǎn)。一般而言，含有著絲點(diǎn)之微核起源自整個(gè)染色體在染色體分離時(shí)丟失，而物含絲點(diǎn)的微核則由染色體片段所構(gòu)成。