Введение
Глава 1. Проблемы оценки потенциальной генетической опасности химических соединений для человека
1.1.История вопроса 13
1.2. Особенности действия химических генотоксикантов 15
1.2.2. Отдаленность последствий 15
1.2.1. Необратимость мутаций 16
1.2.3. Одноударность действия. Зависимость доза-эффект 16
1.2.4 Статистический характер действия 18
1.3.1 Іеобходимость тестирования большого числа химических
соединений 19
1.4. Организация процедуры тестирования 21
1.4.1.Тест-системы и их классификация 21
1.4.2. «Золотой стандарт» в генетической токсикологии 22
1.4.3. Два основных направления в генетической токсикологии 22
1.4.4. Априорный отбор химических соединений для тестирования 23
1.4.5. Этапность тестирования 23
1.5. Проблемы гармонизации тест-систем и процедур тестирования 27
1.6.Прогностическая значимость результатов тестирования 29
1.6.1 Проблема ложных позитивных и негативных результатов 29
1.6.2. Чувствительность и специфичность тест-систем 29
1.6.3. Негативный и позитивный отбор 30
1.6.4. Прогностическая значимость тест-системы 31
1.6.5. Батареи тестов 32
1.7. Исследование связи между структурой и активностью 33
1.8. Ранжирование химических соединений по степени генетической опасности для человека 34
1.9.3аключение 36
Глава 2. Развитие и апробация методов регистрации мутагенной активности химических соединений с помощью бактериальных тест-систем
2.1 .Тест Эймса Salmonella/микросомы 38
2.1.1.Апробация тест-штаммов Salmonella 43
2.1.2.Развитие протокола теста Эймса 46
2.1.2.1 .Индукторы ферментов микросом 47
2.1.2.2.Концентрация S-9 50
2.1.2.3.Кофакторы ферментов S-9 52
2.1.2.4.Применение прединкубации 53
2.1.2.5,Организация контролей 55
2.1.3.Воспроизводимость результатов теста Эймса 59
2.1.4. Проблема регистрации значимого мутагенного эффекта 60 .
2.1.5.Итоги 64
2.2.кес-тест 67
2.3.Тест на индукцию SOS-ответа (SOS-хромотест) 72
2.4. Краткое заключение 76
Глава 3. Исследование мутагенной активности химических факторов окружающей среды
3.1.Первичная оценка мутагенности фармакологически активных соединений с помощью теста Salmonella/микросомы 80
3.1.1.Итоги 89
3.2. Углубленное исследование особенностей мутагенной активности биологически активных соедиііений 90
3.2.1.Диоксидин
3.2.1.1 .Особенности мутагенного действия диоксидина на бактерии 91
3.2.1.2. ДНК-повреждающее действие диоксидина in vivo 94
3.2.2. Бромид этидия
3.2.2.1.Особенности метаболической активации в тесте Эймса 97
3.2.2.2.Специфичность мутагенного действия 101
3.2.2.3. ДНК-повреждающая активность в культуре клеток 103
3.2.2.4.Роль алкильной группы бромида этидия в его мутагенной а к г ивности *. 104
3.2.3. ДДЦТДП
3.2.3.1. Мутагенная активность на тест-штаммах Salmonella typhimurium 106
3.2.3.2. ДНК-повреждающая активность в культуре клеток in vitro 109
3.2.4. Итоги 113
3.3. Изучение суммарной мутагенной активности сложных смесей
3.3.1 .Исследование сточных вод Байкальского целлюлозно-бумажного комбината ЦБК) 115
3.4.Краткое заключение 120
Глава 4. Количественная оценка эффективности тестирования и потенциальной генетической опасности химических соединений .
4.1.Ретроспективный анализ и оценка апостериорной вероятности в Бейсовском приближении 123
4.2. Батарея тестов и неоднозначность получаемых в ходе тестирования результатов 125
4.3.Определение апостериорной вероятности при использовании батареи тестов 128
4.4. Оценка получаемой в ходе тестирования информации 129
4.5. Замечания о величине априорной вероятности наличия или отсутствия мутагенных свойств 131
4.6. Оценка эффективности тест-систем и их батарей
4.6.1 Характеристика выборки 133
4.6.2. Бейсовское приближение 137
4.6.2.1. Учет неопределенных результатов 137
4.6.2.2. Одиночные тесты 139
4.6.2.2.1.Основные характеристики одиночных тестов 139
4.6.2.2.2. Оценка полученной информации 110
4.6.2.2.3. Оценка средней информации в одиночных тестах 143
4.6.2.3. Эффективность батарей тестов
4.6.2.3.1.Распределение химических соединений по результатам испытаний при использовании батарей из двух тестов 179
4.6.2.3.2.Средняя информация 149
4.6.3. Использование дискриминантного анализа для классификации химических соединений 154
4.6.3.1. Оценка апостериорной вероятности с помощью дискриминантного анализа 154
4.6.3.2. Использование правдоподобных оценок отсутствующих результатов при работе с неполными матрицами 156
4.6.3.3. Результаты оценки эффективности тестов и их батарей 158
4.7,Оценка потенциальной мутагенной опасности химических соединений 163
4.7.1. Определение потенциальной генетической опасности в генетической токсикологии. Вес (уровень) доказанности 163
4.7.2.Математическое определение функции уровня доказанности 165
4.7.3. Классификация химических соединений по степени их потенциальной мутагенной опасности 171
4.7.4. Значения уровня доказанности для анализируемой выборки химических соединений 174
4.8. Краткое заключение 177
Глава 5. Изучение взаимосвязи между мутагенной активностью и структурой химического соединения
5.1.Качественный экспериментальный анализ 179
5.1.1.Взаимосвязь структура-активность в ряду производных бифенила 179
5.1.1.1.Роль нитрогрупгты в пара-позициях ароматических колец 180
5.1.1.2.Факторы, влияющие на мутагенную активность нитрозамещенных бифенилов 183
5.1.2.Взаимосвязь структура-активность ряду производных флуоренона и фенантренхинона 185
5.1.2.1. Тип мутаций, индуцируемых производными флуоренона и фенантренхинона 186
5.1.2.2.0собенности мутагенеза, индуцированного иитрофлуоренонами и фенантренхинонами, в штаммах S.typhmiurium типа +1 и-1 фреймшифт 188
5.1.2.3. Роль «классической» нитроредуктазы в метаболической активации 191
5.1.2.4. Влияние плазмиды рКМІОІ на мутагенную активность производных флуоренона и фенантренхинона 195
5.1.3.Взаимосвязь структура-активность в молекулах производных пирена и его гетероциклических аналогов 196
5.1.3.1.Резонансный и индукционный эффект в молекуле производных нитропирена 197
5.1.3.2. Влияние нитрогруппы в пара-положении на мутагенную активность гетероциклических аналогов пирена 201
5.1.3.3.Вклад «классической» нитроредуктазы в мутагешгую активность гетероциклических аналогов пирена 204
5.1.3.4. Эффект плазмидных генов mucAB 206
5.1.4. Закономерности влияния структурных особенностей ароматических соединений на их мутагенную активность
5.1.4.1. Влияние заместителей в пара-положении и резонансно-индукционный эффект 207
5.1.4.2. Влияние классической нитроредуктазы на метаболическую активацию нитро-ПАС 287
5.1.4.3.Влияние на мутагенную активность плазмидных генов пшсАВ 210
5.1.4.4. Связь между мутагенной активностью и планарностью молекул 212
5.1.5. Итоги анализа 214
5.2. Количественный статистический анализ 215
5.2.1. Модели на основе линейного регрессионного анализа 219
5.2.1.1 Замещенные бифенилы 219
5.2.1.2. Гетероциклические аналоги пирена ифенантрена 223
5.2.1.3. Объединенная выборка 225
5.2.2.Модели на основе методологии нейронных сетей 226
5.2.2.1. Гетероциклические аналоги пирена и производные фенантрена 227
5.2.2.2. Объединенная выборка 230
5.2.3.Модели на основе дескрипторов, отобранных путем экспертного анализа 231
5.2.4.3амечания об особенностях QSAR в анализе мутагенности и канцерогенности 238
5.2.4.1. Размер и однородность базы данных 239
5.2.4.2. Отбор дескрипторов 239
5.2.4.3. Экспертиза баз данных и выработки алгоритма QSAR-анализа 241
5.2.4.4. Метод QSAR в системе оценки мутагенности 244
5.2.5. Итоги анализа 246
Заключение 248
Список литературы 256
Приложения
