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Genetic toxicity assessment using liver cell models: past, present, and future.
Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B: Critical Reviews ( IF 7.2 ) Pub Date : 2019-11-20 , DOI: 10.1080/10937404.2019.1692744
Xiaoqing Guo 1 , Ji-Eun Seo 1 , Xilin Li 1 , Nan Mei 1
Affiliation  

Genotoxic compounds may be detoxified to non-genotoxic metabolites while many pro-carcinogens require metabolic activation to exert their genotoxicity in vivo. Standard genotoxicity assays were developed and utilized for risk assessment for over 40 years. Most of these assays are conducted in metabolically incompetent rodent or human cell lines. Deficient in normal metabolism and relying on exogenous metabolic activation systems, the current in vitro genotoxicity assays often have yielded high false positive rates, which trigger unnecessary and costly in vivo studies. Metabolically active cells such as hepatocytes have been recognized as a promising cell model in predicting genotoxicity of carcinogens in vivo. In recent years, significant advances in tissue culture and biological technologies provided new opportunities for using hepatocytes in genetic toxicology. This review encompasses published studies (both in vitro and in vivo) using hepatocytes for genotoxicity assessment. Findings from both standard and newly developed genotoxicity assays are summarized. Various liver cell models used for genotoxicity assessment are described, including the potential application of advanced liver cell models such as 3D spheroids, organoids, and engineered hepatocytes. An integrated strategy, that includes the use of human-based cells with enhanced biological relevance and throughput, and applying the quantitative analysis of data, may provide an approach for future genotoxicity risk assessment.

中文翻译:

使用肝细胞模型进行遗传毒性评估:过去,现在和将来。

遗传毒性化合物可被解毒成非遗传毒性代谢物,而许多前致癌物需要代谢激活才能在体内发挥其遗传毒性。开发了标准的遗传毒性测定法,并将其用于风险评估已有40多年了。这些测定中的大多数是在代谢能力不佳的啮齿动物或人类细胞系中进行的。由于缺乏正常的新陈代谢并依赖于外源性新陈代谢激活系统,目前的体外遗传毒性测定常常产生很高的假阳性率,从而触发了不必要且昂贵的体内研究。代谢活性细胞(例如肝细胞)已被公认为是预测体内致癌物遗传毒性的有前途的细胞模型。最近几年,组织培养和生物技术的重大进步为在遗传毒理学中使用肝细胞提供了新的机会。这篇综述涵盖了使用肝细胞进行遗传毒性评估的已发表的研究(体外和体内)。总结了标准和新近开发的遗传毒性试验的发现。描述了用于遗传毒性评估的各种肝细胞模型,包括先进的肝细胞模型(例如3D球体,类器官和工程化的肝细胞)的潜在应用。一种综合策略,包括使用具有增强的生物学相关性和通量的基于人类的细胞,以及对数据进行定量分析,可以为未来的遗传毒性风险评估提供一种方法。这篇综述涵盖了使用肝细胞进行遗传毒性评估的已发表的研究(体外和体内)。总结了标准和新近开发的遗传毒性试验的发现。描述了用于遗传毒性评估的各种肝细胞模型,包括先进的肝细胞模型(例如3D球体,类器官和工程化的肝细胞)的潜在应用。一种综合策略,包括使用具有增强的生物学相关性和通量的基于人类的细胞,以及对数据进行定量分析,可以为未来的遗传毒性风险评估提供一种方法。这篇综述涵盖了使用肝细胞进行遗传毒性评估的已发表的研究(体外和体内)。总结了标准和新近开发的遗传毒性试验的发现。描述了用于遗传毒性评估的各种肝细胞模型,包括先进的肝细胞模型(例如3D球体,类器官和工程化的肝细胞)的潜在应用。一种综合策略,包括使用具有增强的生物学相关性和通量的基于人类的细胞,以及对数据进行定量分析,可以为未来的遗传毒性风险评估提供一种方法。包括先进的肝细胞模型(例如3D球体,类器官和工程化的肝细胞)的潜在应用。一种综合策略,包括使用具有增强的生物学相关性和通量的基于人类的细胞,以及对数据进行定量分析,可以为未来的遗传毒性风险评估提供一种方法。包括先进的肝细胞模型(例如3D球体,类器官和工程化的肝细胞)的潜在应用。一种综合策略,包括使用具有增强的生物学相关性和通量的基于人类的细胞,以及对数据进行定量分析,可以为未来的遗传毒性风险评估提供一种方法。
更新日期:2019-11-20
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