联邦调查局争取机器人加速化学试验

在我的最后一篇（关于环保基金的化学品和纳米材料博客），我介绍了EPA的合作Nexgen努力，并简要描述了基础上的科学进步。在这篇文章中，我将探讨EPA努力的一些潜在权力，这需要我们进入Nitty Gritty（书呆子扰流器警报！）。

nexgen专注于新的科学知识和技术能力如何与传统的危害和风险评估相互作用，主要依赖于更昂贵且耗时的动物研究。

呼唤有很多嗡嗡声化学品的高通量（HT）测试。就在上周，EPA发出了一个公开声明描述一个新的揭幕机器人安置在国家卫生化学基因组学中心（NCGC）。我强烈推荐通过点击“毒性测试机器人系统”来观看机器人视频链接在NIH国家人类基因组研究所的网站上提供。机器人预定测试10,000种化学品，用于潜在的毒性！那么，这实际上是什么意思？

EPA专注于开发方法，允许更快速的HT测试和化学品筛选。EPA并不孤单在这些努力中。它是若干机构之一，如NIH NCGC，弥补了一个调用的协作互动努力TOX21。通过TOX21，成员机构正致力于推进其集体能力，以更好地安全筛选化学化合物。EPA对Tox21的高吞吐量测试和筛选工作的贡献位于其所谓的内容中toxcast.程序。

HT测试旨在评估化学品可能破坏或扰乱任何数量的正常功能的程度生物途径这对于维持适当的健康至关重要。NIH国家人类基因组研究所将生物途径定义为“细胞中分子中的一系列动作，导致某种产品或细胞的变化”。许多生物途径负责正确执行我们许多身体功能，从消化食物中调节我们的生殖周期。

TOX21 HT测试专注于检测化学诱导的生物途径扰动，这可能引发最终导致不良健康影响的生理事件的级联。当生物途径内的正常活动开始时，我们处于负面健康结果的接收端的危险，例如糖尿病或癌症。

HT测试有两种基本味道：巧克力和香草。好的，不是真的。HT试验的两种主要类型是细胞和细胞，即涉及活细胞的那些，以及涉及细胞组分的那些。

在细胞试验或测定中，将细胞的培养（群体）暴露于化学物质。在这种暴露期间或之后，监测所检查的特定生物途径或途径的扰动。例如，使用培养的人细胞进行HT测定可以检测化学物质是否与人雌激素受体结合。如果这样的话相互作用被检测到，化学物质将被标记为潜力内分泌干​​扰，即，一种具有干扰我们内分泌系统正常功能的潜力的化学物质，我们依赖于其他事情的正常生殖发展。

无细胞HT测定寻找化学品和生物途径之间的类似相互作用，但不使用完整细胞。相反，这些测定使用从细胞中提取的生物分子，例如酶。例如，在ToxCast程序中使用的一组无细胞测定使用称为酶的酶细胞色素P450.，这参与了进入我们身体的外来化合物的崩溃或代谢，例如药物和其他化学品。在HT测定中，测量纯化的细胞色素P450与化学物质混合，并测量抑制细胞色素P450活性的程度。因此，对细胞色素P450的抑制可能表明化学物质干扰了我们的身体通常疏散异物的关键机制。

科学家们已经开发出数百种细胞和细胞分析。所以如何在大量的化学物质上运行它们，这是“高吞吐量”的本质，这是“高吞吐量”的本质像上述机器人一样，新技术允许在数百个测定中允许自动化和同时测试数百至数千种的化学品，并以多种浓度靴子。

更重要的是，这些测定是如此敏感，以至于它们可以只在几滴液体中进行！机器人在单一的井中进行每个单独的测定多孔板，通常包含96个孔。因此，在一块板上，可以运行96个化学毒性测试。NIH化学基因组学中心主任Christopher Austin博士，在几个漂亮的视频中非常符合机器人能力的大小。看这里和这里。

可以使用已有的大约1000个化学品或即将受到毒品节目中的测试电池的化学物质这里。分析结果是公开可用的这里在这方面toxcast数据库其中可以通过化学名称或CAS编号进行搜索。

所以，除了做得更快和更便宜的情况下，这些HT测试会告诉我们什么与我们在实验动物中的传统测试中学习的任何不同吗？在传统的毒性测试中，目的是确定特定剂量的化学品是否导致了整个动物的健康或正常功能的可观察变化（例如，形成恶性肿瘤或生育损失）。相比之下，HT测试寻找在细胞或分子水平上的化学诱导的变化，该分子水平发生在上游，但是已知或被认为导致最终疾病结果。

换句话说，HT测定​​检测最终可能最终导致不良健康效果的早期指标。它们提供有关化学品可能影响我们的机制的信息。在整个动物水平上无法轻易检测或测量这些变化。查看奥斯汀博士的简洁解释HT测试系统这个视频。

现在，所有这一切都不是指一切都是100％的Hunky Dory，具有HT测试方法。他们也有他们的问题和局限性，一个话题我将在这个系列中的未来博文中即将到来。

在我的next post, I’ll use the concepts established here to introduce chemical testing technologies that are even further away from traditional toxicity testing: Technologies that build on cellular and acellular HT assays to "run tests" on virtual organs the functions of which are simulated on a computer. Intriguing, huh? You’ll just have keep your anticipation in check until my next nerdy post…

[编者注：本文最初出现在环境防御基金的C上Hemicals和纳米材料博客。]

_{测试管 - CC许可证徘徊的天使（Flickr）}