5.5.3 早熟凝集染色体分析
5.5.3.1 早熟凝集染色体
1970年，饶（Rao）和约翰逊（Johnson）在做细胞融合实验时，用3 H-Td R标记的S期细胞和未标记的G2期细胞融合，意外地发现所融合的双核细胞中有一套未标记的染色体和一套呈粉碎状的标记染色体。这个现象导致他们完成了另一组实验，将用秋水仙胺阻断的有丝分裂细胞分别与同步的G1、S和G2期细胞用灭活的仙台病毒进行融合，30 min后核膜发生融合，同时M期细胞中的促有丝分裂因子迅速导致间期细胞中染色质的凝集。这种现象被命名为早熟凝集染色体（premature condensation chromosome，PCC）。PCC的形态与细胞融合时间期细胞在细胞周期中所处的阶段有关。进一步实验发现，不同种类的动物之间、植物之间的细胞融合时，有丝分裂细胞均可以诱导间期细胞产生早熟凝集染色体。1983年，潘帝利亚（Pantelias）等用化学融合剂聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）代替了灭活的仙台病毒，简化了细胞融合的操作步骤，使PCC技术得到广泛应用。
PCC现象的发现开辟了细胞生物学的一个新领域，使人们有可能在细胞生长周期的任何阶段中看到分离的染色体结构。各种物理因子或化学诱变剂导致处于G1、S和G2期的细胞发生损伤时，不需要达到分裂中期就可在相应的各期细胞中直接见到染色体损伤，这使过去一些用一般方法不能进行的研究工作得到了开展，从而为研究染色体损伤及修复提供一个有用的方法。
采用PCC技术可直接观察细胞间期染色体损伤，不需要刺激细胞增殖和细胞培养，减少了由间期死亡及染色体修复等引起的误差，在获得标本2～3 h之后即可分析染色体损伤情况，得出结果。它与常规染色体方法相比有快速、灵敏等优点。
1983年，康福思（Cornforth）将Brdu加入诱导培养的细胞中，再用FPG染色，使诱导细胞染色淡化而被检查的细胞呈深色，从而加大了分辨率。1991年，维亚斯（Vyas）用C带方法，在G1-PCC中检出双着丝粒体和着丝粒环，使得PCC技术用作放射生物剂量计的可靠性又提高了一步。
但该方法也有其不足之处：一是对细胞融合技术要求较高，不适合基层推广；二是细胞融合后得到的PCC指数一般比有丝分裂指数更低。
1995年，后藤（Gotoh）等建立了药物诱导PCC的新方法，他们用花萼海绵诱癌素（calyculin A），诱导染色体发生凝聚。calyculin A是从花萼盘皮海绵中提取的一种蛋白磷酸酯合成酶抑制剂，它可诱导外周血淋巴细胞在G1、S、G2及M期发生染色体凝聚，而无须进行细胞融合。1996年，后藤和浅川（Asakawa）又报道了用冈田酸（okadaic acid）诱导PCC的方法，冈田酸又名软海绵酸，取自冈田软海绵，是另一种蛋白磷酸酯合成酶抑制剂。(https://www.daowen.com)
5.5.3.2 PCC在辐射生物剂量测定中的应用
1983年，潘帝利亚和梅利（Maillie）将早熟凝集染色体分析应用于辐射生物剂量计领域。离体实验结果表明，在受照的间期（G0或G1）淋巴细胞和分裂中期细胞融合后的融合细胞中，辐射对染色体的损伤表现为G1-PCC断片（每个受损伤细胞中所含的多余的PCC数），随着照射剂量的增高，每个细胞的G1-PCC断片也相应增多，其剂量-效应曲线可拟合成直线方程，即Y=a+bD。帕托利亚斯（Pautolias）等用不同剂量（0～3 Gy）X射线照射小鼠及其外周血淋巴细胞建立离体和活体剂量-效应曲线，统计学分析表明两者之间没有显著性差异。希特曼（Hittelman）和饶用X和γ射线照射G2期的CHO细胞，在PCC中见到的染色体损伤多于中期细胞中所发现的，同时断裂也高2倍左右，而互换和裂隙高1.25倍。
细胞受电离辐射后，在PCC中可以检查到许多可见的染色体损伤，并可和细胞第一次分裂后所见的中期染色体畸变相比较。国内北京医科大学（现北京大学医学部）、上海医科大学放射医学研究所（现复旦大学放射医学研究所）、苏州医学院（现苏州大学苏州医学院）等单位也先后开展了PCC用于放射生物剂量计领域的研究。冯嘉林等用60 Coγ射线照射人外周血，观察淋巴细胞G1-PCC的断片率，并与常规染色体方法的总断裂率进行了比较，建立了剂量-效应曲线。结果表明，G1-PCC的断片率与剂量呈线性回归关系，同时G1-PCC的断片检出率是常规染色体法检出率的20倍。
杨新海等用PCC技术研究了60 Coγ射线照射对CHL细胞染色体的损伤及修复，用PCC法观察的染色体损伤主要以断片为主，对G1-PCC、G1-PCC的断片数分别拟合的量效关系均符合二次多项式。PCC的损伤检出率较常规染色体法提高10倍左右，表明其更加敏感，更能反映初始损伤情况。
药物诱导PCC技术使PCC技术更为简单、可靠，很快被运用于医学研究中，特别是辐射生物剂量计领域。杜兰特（Durante）等建立了calyculin A诱导PCC+预加秋水仙素阻滞分裂相的方法，用于辐射生物剂量估算。与常规秋水仙素阻滞法（只观察M期分裂相）及细胞融合法PCC相比，该法简便、可靠，可观察到更多细胞周期不同阶段的染色体分裂相，得到更高的分裂指数。对部分个体，如年老者、免疫力低下者及受到大剂量辐照者，此法尤为适用。神田（Kanda）等将冈田酸诱导PCC技术用于受到高剂量电离辐射样本的生物剂量估算。结果表明，在0～20 Gy剂量范围内，PCC环（PCC ring）有着良好的剂量-效应关系，而常规染色体法在受照剂量高于10 Gy时，难以观察到足够的中期分裂相。
PCC研究的现有资料还不多，许多问题尚待进一步深入研究探讨。