一个人的DNA可以完全展开多久？在地球和太阳之间来回穿梭300次以上是可能的。 DNA是人类重要的遗传物质，其完整性和保真度对于人类发挥正常的生物学功能至关重要。

然而，这无疑是一项艰巨的任务，因为 DNA 不断受到遗传毒性因素（外源性和内源性）的破坏。作为成熟的 DNA，它在大多数情况下可以启动自我修复过程。然而，一旦修复了这些错误，它们可能会导致突变、细胞衰老或死亡，进而导致各种癌症和神经退行性疾病的发生[1]。

DNA损伤修复通路示意图，图片来源：参考文献1

因此，检测DNA损伤和修复已成为疾病机制研究、药物开发和筛选环节的重要组成部分。为此，我们仔细总结了几种常用的检测方法：

01 实验室的浪漫：彗星化验

彗星实验是一种直接定量检测单细胞DNA损伤的灵敏技术。它包括将细胞嵌入载玻片上的低熔点琼脂糖中，裂解细胞并进行电泳。受损的 DNA 比未受损的 DNA 更容易迁移。

通过显微镜观察得到的图像就像一颗“彗星”，头部由完整的DNA组成，尾部由单链（SS）或双链（DS）受损的DNA组成。彗星实验中常用的指标是尾长、尾DNA含量和尾矩，用来衡量DNA损伤的严重程度。

图片来源：Bio-Techne

R&D Systems® 的 CometAssay 标准化系统提供检测试剂盒、仪器、软件和辅助产品，以产生高度可重复、一致的实验结果。

R&D Systems 的 CometChip® 高通量检测平台分析 MCF-7 细胞中的 DNA 损伤。以递增浓度一次添加八种不同的 DNA 破坏剂和对照，并使用 CometChip® 系统评估基因组 DNA 损伤并分析从彗尾迁移的 DNA 的程度和数量（%Tail DNA）。数据改编自参考文献 2。

为了确定 DNA 损伤的类型，我们经常将使用修复酶 (FLARE) 的片段长度分析与彗星分析结合起来。 FLARE 分析在检测前立即进行。添加DNA修复酶来修复受损的DNA，通过分析底物特异性可以推断出DNA损伤的类型。

通过 FLARE 分析评估人羊膜细胞中的 DNA 损伤模式。用细胞培养基制备的水溶性香烟烟雾提取物（wsCSE）处理原代人羊膜上皮细胞，分别设置wsCSE组、抗氧化剂NAC+wsCSE组和对照组。用FLARE分析试剂盒中的OGG1修复酶处理DNA，检测8-oxoG的变化。分析了彗尾中碎片迁移的程度和数量，表明损伤类型为ROS氧化损伤。数据改编自参考文献 3。

02 双链断裂标记：γH2AX

组蛋白 H2AX 在核小体形成、染色质重塑和 DNA 修复中起重要作用。一旦双链 DNA 断裂，它会在 Ser139 位点被磷酸化为 γH2AX。 γH2AX 标记双链断裂位点，并将细胞周期检查点和 DNA 修复因子募集到损伤位点。

由于 γH2AX 水平在双链断裂后几分钟内增加，因此它通常用作 DNA 损伤的标志物。 γH2AX的定量检测（R&D Systems®，猫。 No. 4418-096-K) 表达水平可用于评估 DNA 损伤的程度。

03 单链断裂标记：PAR和PARP

聚-ADP-核糖聚合酶 (PARP) 检测并启动 DNA DNA 损伤修复反应中的单链断裂。一旦检测到单链断裂，PARP 就会与 DNA 结合并开始产生 PAR 链，作为其他 DNA 修复酶的信号。目前，PARP抑制剂的研究正在进行中，可作为多种疾病的潜在疗法，包括癌症、炎症、缺血和神经退行性疾病[4-6]。

迷迭香提取物对 PARP 抑制的体外分析。使用 PARP 通用比色测定法（R&D Systems®，目录号 4677-096-K）在体外评估迷迭香提取物（实心圆圈）和 3-氨基苯甲酰胺（一种已知的 PARP 抑制剂，空心圆圈）对 PARP 活性的影响. .数据改编自参考文献 7。

04 氧化性 DNA 损伤：8-oxo-dG 和 SOD

活性氧（ROS）和活性氮（RNS）。由 ROS 和 RNS 引起的氧化损伤被认为是神经退行性疾病、组织损伤、癌症和衰老过程的关键因素。

8-Hydroxy-2-deoxyguanine (8-oxo-dG) 是 DNA 氧化的主要产物，当 DNA 损伤剂诱导其形成时，它会通过碱基切除修复途径从 DNA 中清除并随后转运到唾液中、尿液和血浆。因此，8-oxo-dG 是氧化性 DNA 损伤和氧化应激的常用标志物。

R&D Systems® 8-oxo-dG ELISA（货号 4380-192-K) 检测试剂盒采用竞争法原理，可定量检测DNA、血浆、尿液、唾液等样品中8-oxo-dG的含量。

使用 HT 8-oxo-dG ELISA Kit II（货号 4380-096-K）检测小牛胸腺 DNA 中的 8-oxo-dG。在0.5 mM H2O2条件下，分别设定CrCl3处理组和未处理组，浓度递增。通过乙醇沉淀终止反应，并用 DNase I（包含在试剂盒中）和碱性磷酸酶（包含在试剂盒中）消化小牛胸腺 DNA。

超氧化物歧化酶（SOD）是一种金属酶，能催化超氧自由基（O2•-）转化为过氧化氢（H2O2）和分子氧（O2），为抵抗氧化损伤提供重要的防御。 R&D Systems® SOD 比色测定试剂盒（货号 7500-100-K）可定量哺乳动物细胞和组织提取物中的 SOD。

总的来说，对 DNA 损伤和修复的研究不仅可以解开基因组有序运作的秘密，还有助于继续开发挽救生命的治疗方法。选择合适的实验方法来完成DNA的“体格检查”，也成为了很多实验室的必备技能。