毒理基因组学与系统毒理学
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1.毒理学是研究外源化学物对机体的有害作用。
2.被称为现代毒理学奠基人的是Orfila。
3.生物学标志分为接触生物学标志、效应生物学标志、易感性生物学标志。
4.反应分为量反应、质反应。
5.剂量-反应曲线有S形曲线、直线、抛物线。
6.安全限值有每日容许摄入量、最高容许摄入量、阈限值、参考剂量。
7.生物膜是细胞膜和细胞器膜的总称。
8.化学物通过生物膜的转运方式主要有被动转运、主动转运、膜动转运。
9.外源化学物主要经过简单扩散的方式经生物膜转运。
10.简单扩散的条件是膜两侧存在浓度梯度、外源化学物有脂溶性、外源化学物是非解离状态。
11.外源化学物的脂溶性可用脂-水分配系数来表示。
12.化学物质经皮吸收的限速屏障是表皮的角质层。
13.机体可作为贮存库的组织通常有血浆蛋白质、肝和肾、脂肪组织、骨骼组织。
14.外源化学物生物转化酶所催化的反应一般分为两大类,称为Ⅰ相反应和Ⅱ相反应。
15.排泄的途径通常有经肾脏(尿)排泄、粪便排泄、经肺(呼气)排泄、其他途径排泄。
16.自由基的来源主要是两方面:生物系统、外源化学物的氧化还原代谢。
17.细胞内Ca2+的持续升高可导致以下有害作用能量储备的耗竭、微丝功能障碍、水解酶的活化、ROS和RNS的生成。
18.带两个基团的苯环化合物的毒性是对位>邻位>间位,分子对称的>不对称的。
19.碳原子数相同时,不饱和键增加其毒性增加。
20.化学物水溶性越大,毒性越大。
21.PCBs和二恶英的联合毒性,多呈相加作用。
22.马拉硫磷与苯硫磷的联合毒性,呈协同作用。
23.阿托品治疗有机磷农药中毒时,利用了化学物的拮抗作用。
24.不同的LD50计算方法对动物组数的要求有所不同,一般为4~6组。
大、小鼠等小动物每组数量通常为10只,犬等大动物为6只。
25.急性毒性试验求出LD50(LC50)值,通过LD50(LC50)值进行急性毒性分级和评价。
26.不论我国或国际上急性毒性的分级标准都还存在不少缺点和不足,实际应用中应注意急性毒性试验时,除报告该毒物的LD50值和急性毒性级别外,还应对中毒和死亡特征加以报告。
毒理基因组学随着现代科技的发展和深入,人们对基因学的研究也在不断深入和扩大。
其中,毒理基因组学是人们研究基因和人体毒理学相结合的一门新的科学。
在本文中,将会从以下几个方面来探讨什么是毒理基因组学,以及它的意义。
一、什么是毒理基因组学毒理基因组学是通过使用先进的分子技术工具,对基因组数据的分析,以了解基因对毒性的贡献及其机制的科学。
研究人员利用高通量技术系统,如芯片等,探究生物体的基因表达和基因多态性,分析基因活动以及它们如何影响生物体的毒性反应。
这种研究方法可用于测试药物和环境毒理性,以及检测潜在的毒性物质。
二、毒理基因组学的作用和意义1.提高药物的安全性毒理基因组学能在早期阶段评估药物的毒理性,帮助寻找并预测与药物相关的不良反应。
这种方法可以从基因级别上识别新的不良反应。
2.发现环境污染毒理基因组学还可以检测与环境有关的污染物,这对于水、土壤和空气的性质改变等问题具有重要意义。
这种方法可以揭示对人类健康和生态健康产生潜在影响的环境因素。
3.开发与毒理学相关的治疗方法毒理基因组学可以帮助研究人员了解生物体对毒性物质的反应机制,从而发展出新的治疗和预防方法,以应对毒性物质对人体和环境的影响。
4.促进精准医疗毒理基因组学可以根据个体的基因信息获取药物及其剂量的有效性和安全性。
这种方法可以为精准医疗做出贡献。
三、毒理基因组学在实践中的应用毒理基因组学已广泛应用于药物安全性、环境介质污染、基因治疗、食品安全和化学品安全等领域。
其中,药物安全性和环境污染领域是毒理基因组学应用最广泛的应用领域。
通过应用毒理基因组学,研究人员可以了解药物和化学物质对个体产生的影响、寻找新的药物和治疗策略以及制定新的化学品和环境污染监测标准。
综上所述,毒理基因组学是一门新生的科学,它在发现人体机制、识别潜在危险物质和保护生态健康方面发挥着越来越重要的作用。
随着技术的不断发展,毒理基因组学将对人类和环境健康保护做出更大的贡献。
第一章:绪论1、毒理学三大领域:①描述毒理学(Descriptive toxicology)、知其然利用毒理学的原理及方法,研究外源化学物对机体损害作用,对其毒性进行描述及鉴定主要内容:毒性鉴定(Toxicity Testing)②机制毒理学(Mechanistic toxicology)、知其所以然采用生物化学、细胞生物学、分子生物学、基因组学、蛋白组学、代谢组学等方法手段,在细胞和分子层面上对外源化学物的毒作用机制进行系统研究。
③管理毒理学(Regulatory toxicology)根据描述和机制毒理学研究资料进行科学决策,协助政府部门制订相关法规条例和管理措施并付诸实施,以确保化学物、药品、食品、化妆品、健康相关产品等进入市场后足够安全,达到保护人民群众身心健康的目的在管理毒理学中,有一重要的概念与工作内容,即危险度评定(risk assessment)2、替代法(Alternatives)又称“3R”法:优化(Refinement) 试验方法和技术,减少(Reduction) 受试动物的数量和痛苦,取代(Replacement) 整体动物试验的方法。
3、毒理学发展特点:高度综合到高度分化、整体动物试验到替代试验、从阈剂量到基准剂量、从构效关系到定量构效关系、从传统毒理学到系统毒理学、从危险度评定到危险度管理。
第二章:毒理学基本概念一、基本概念(需理解):1、毒效应、化学物对机体健康引起的有害作用。
也称为毒作用或毒性作用,可称为不良效应、损伤作用或损害作用。
如致畸、致癌或致死等效应是某些条件下的表现---随条件变化而改变2、中毒、是生物体受到毒物作用而引起功能性或器质性改变后出现的疾病状态。
3、毒效应谱、机体接触外源化学物后可引起多种生物学变化,用毒作用终点表示。
具体表现①机体对外源化学物的负荷增加②意义不明的生理和生化改变③亚临床改变④临床中毒⑤甚至死亡4、选择性毒性、指一种化学物质只对某种生物产生损害作用,而对其它种类生物无害;或只对机体内某一组织器官发挥毒性,而对其它组织器官不具毒作用。
毒理学:从生物学角度争论环境因素〔主要是化学物质〕对生无机体的损害作用及其机制的科学。
描述毒理学机理毒理学治理毒理学:依据描述毒理学和机理毒理学对外源化学物毒作用规律的争论成果,确定需要治理的外源化学物,制定法规及卫生标准,进展有效治理,保障接触人群安康。
外源化学物(xenobiotics):在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机体,在体内呈现肯定的生物学作用的一些化学物质,又称为“外源生物活性物质”。
毒物(toxicant):以较小剂量进入机体后,能够使生物体发生有害反响、严峻功能破坏甚至危及生命的任何物质。
危急性(risk)指肯定时期内从事某种活动,如接触外源化学物,引起有害作用,如造成机体损伤、产生疾病或死亡的概率。
安全限值:对各种有害因素规定的接触限量要求,在低于此接触量时,依据现有的学问,不会观看到任何直接和/或间接的有害作用。
通常通过最大未观看到有害作用剂量〔NOAEL〕除以安全系数计算得出。
动物试验外推到人通常有三种根本的方法:利用不确定系数〔安全系数〕;利用药物动力学外推〔广泛用于药品安全性评价并考虑到受体敏感性的差异〕;利用数学模型。
安全系数(safety factor):是考虑到动物试验结果外推到人群时的不确定性及人群毒性资料本身所包含的不确定因素,确定的安全性界限范围。
安全系数一般承受100,为物种间差异〔10〕和个体间差异〔10〕两个安全系数的乘积治疗指数〔The Therapeutic Index,TI〕: LD50/ED50对于药物,常用治疗指数来计算其安全性,TI 越大安全性越高。
但治疗指数不够完善,没考虑药物最大有效量时的毒性和剂量-反响曲线斜率。
故用安全界限来评价药物的安全性比治疗指数更佳。
剂量(dose) :接触剂量(exposure dose)指外源化学物与机体的接触量。
吸取剂量(absorbed dose)指外源化学物穿过一种或多种生物屏障,吸取进入体内的剂量。
第一章药物毒理学绪论药物毒理学(drug toxicology):研究药物对机体的毒性反应、中毒机制及其防治方法的一门独立的学科,它也是药理学研究不可缺少的内容之一。
✹是研究药物对生命有机体有害作用的科学✹是毒理学的分支学科之一✹是一门与药学、药理学、临床药物治疗学密切相关和交叉的药学边缘学科。
第一节毒理学概述毒理学 (toxicology) :传统毒理学:研究外源化学物对生物体损害作用的学科。
现代毒理学:以毒物为工具,在实验医学和治疗学的基础上,发展为研究化学、物理和生物因素对机体的损害作用、生物学机制、危险度评价和危险度管理的科学。
一、毒理学简史:(一)古代与中世纪毒理学✹萌芽 5000前(3000-2000 B.C),有文字记载约3500年历史。
✹最早的毒物研究开始于1500 B.C,人类最早的医书、古埃及的《埃伯斯草文稿》已记载了700多种的毒物和药物,如毒芹、铅和锑等。
✹公元50年希腊医生迪奥斯克理德斯(Dioscorides)所著的《药物论》,把毒物分成动物、植物和矿物,描述配图,成为之后16世纪毒物的主要资料。
✹我国明朝初的《本草纲目》等也记载了有关毒物。
如砒石、钩吻、乌头、番木鳖等。
(二 )启蒙时代毒理学✹产业革命前由于社会上中毒、误服——法医毒理学化学药物的合成——药物毒理学✹产业革命后(19世纪)工业革命快速发展,职业中毒——工业毒理学(三 )现代毒理学✹二次世界大战药品、农药、工业化学物生产的大量增加,毒理学研究亦应运而生。
✹ 20世纪20年代许多药物毒性事件的发生,形成了毒理学研究的雏形:砷中毒、氨基比林退热、 2,4二硝基酚减肥、磺胺事件等。
✹ 20世纪50年代,FDA对毒理学的职能开始加强✹ 20世纪60年代,震惊世界的“反应停事件”极大地推动了毒理学科学的发展。
1.现代毒理学特点:✹研究范围不断扩大,合作研究机构应运而生。
✹研究内容不断深入,并取得了一些突破性进展。
毒理蛋白质组学毒理蛋白质组学是毒理学领域中的一个新兴分支,主要研究外源性物质对生物体蛋白质表达模式的影响,进而揭示毒性作用的分子机制。
本文将介绍毒理蛋白质组学的主要研究内容和方法,并探讨其在毒理学研究中的应用前景。
1.毒理基因组学毒理基因组学是研究外源性物质对生物体基因表达谱的影响,从而揭示毒性作用的分子机制。
基因表达谱的研究主要采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和基因芯片等技术。
2.毒理转录组学毒理转录组学是研究外源性物质对生物体转录本的影响,从而揭示毒性作用的分子机制。
转录本是指基因表达过程中生成的RNA序列。
目前,该领域的研究主要采用高通量测序技术,如RNA-seq等。
3.毒理蛋白质组学毒理蛋白质组学是研究外源性物质对生物体蛋白质表达模式的影响,从而揭示毒性作用的分子机制。
蛋白质组学的研究主要采用双向凝胶电泳(2-DE)、质谱(MS)等技术。
4.毒理代谢组学毒理代谢组学是研究外源性物质对生物体代谢过程的影响,从而揭示毒性作用的分子机制。
代谢组学的研究主要采用核磁共振(NMR)、质谱(MS)等技术。
5.毒理生物信息学毒理生物信息学是利用计算机科学和信息学的方法,对毒理学数据进行分析、整合和预测,从而揭示毒性作用的分子机制。
该领域的研究主要包括数据挖掘、模型建立和预测等。
6.毒理细胞生物学毒理细胞生物学是研究外源性物质对生物体细胞结构和功能的影响,从而揭示毒性作用的细胞学基础。
该领域的研究主要包括细胞培养、细胞凋亡、细胞信号转导等方面的研究。
7.毒理药理学毒理药理学是研究药物对生物体的药理作用和毒性作用,从而为新药研发提供理论依据。
该领域的研究主要包括药物动力学、药物效应动力学、药物安全性评价等方面的研究。
总之,毒理蛋白质组学在毒理学研究中具有重要的作用,能够从多个层面揭示毒性作用的分子机制,为新药研发提供更为深入的理论依据。