原文は
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特定の細胞種類を腎臓から分離し、
ブドウ糖細胞と（または）脂肪酸化細胞そして
デノボ蛋白質合成を検査して化学品の
細胞毒性効果を評価する。
論理的説明
多くの腎毒性化学品は、腎臓の個別の
細胞種類のひとつまたはそれ以上を
選択的に襲うが、隣接の形態学的に違う
細胞に影響を与えることはない。この手順での
方法は、二種の特定の細胞種類の準備を次のように
する。分離し、濃度の範囲で様々な混合物に
別々に暴露し、これらの細胞毒性を
測定。パラメーターの表示により、デノボ蛋白質合成の減少、ブドウ糖と脂肪酸代謝
の減少を含む細胞毒性効果を判断する。
細胞毒性効果が化学品のin vivoでの腎毒性の
可能性を示すであろう。損傷の可能性のある位置は、
研究中の二つの細胞種類への違う効果により
判明する。さらに毒性混合物と
対象細胞の相互作用への洞察が
できるであろう。
基本手順
ラットから腎臓を解剖する。皮層組織を取り除いて
刻み、溶液に浮遊させる。そして組織溶液を鉄の
ふるいにかけると、機械的に尿細管残留物と糸球体炎が
できる。これらの細胞破片は直ちに試験
混合物と共に、混合物無しとで培養し、蛋白質合成の比率、ブドウ糖代謝、脂肪酸代
謝を測定する。
デノボ蛋白質合成：細胞溶液をトリチウム化した
アミノ酸と培養し、蛋白質分留を沈殿させ、
液体シンチレーション指数で放射能の結合を
測定する。
ブドウ糖または脂肪酸酸化：放射性同位体で
ラベルの付いたリノレン酸(脂肪酸酸化用)または
ブドウ糖(ブドウ糖酸化)と共に細胞溶液を
培養し、酸化の結果として浮遊する１４ＣＯ２を
集め、液体シンチレーション指数で測定する。
全結果は管理された状況と比較され、
百分率値で表される。つまり試験混合物の妨害作用が
示されるわけである。
重要評価
動物一匹でいくつかの準備ができる（両方の細胞分留
のサンプル１０個）。機械的剪断で
細胞分散する主な利点のひとつとして、同じ腎臓から比較的同種の糸球体炎と尿細管
の残留物の集団を分離できる
ことである。つまり混合物一種
を違う腎細胞種類に試験できる。酸素分散と
違い、機械的剪定は尿細管底の細胞膜を
損傷しない。腎臓での特定細胞への違う化学品の
選択性がin vivoでの腎毒性の評価を
複雑化させている。in vitroでの腎毒性の研究には
様々な技術が使用できるが、それぞれが
技術的困難に面しており、生じたデータは、その方法の長所、短所を考慮し解釈され
ねばならねい。
理想としては、in vivoの腎毒性予想において、より確実な根拠を得るためには、異
なる補助的な技術をいくつか使用するのがよい。しかしこの技術で、
二つの腎臓細胞種類における化学品の毒性反応の
比較が可能になる。両者において同じ有効性が
現れたなら、その混合物は概して細胞毒性か
腎臓毒性である。
一方、おそらく毒性程度の差異が優先細胞対象を特定し、
腎毒性反応における作用のメカニズムを示唆するであろう。多くの腎毒性は対象細胞
特性毒性を見せ、その上
その特徴はin vivo状況でも保持される証拠があり、
このシステムで実証できる。
例えば、重金属への糸球体炎と尿細管残留物の反応の違い
や(Wilks et al,1990;Wilks et al.,in
press )、特定のラットの種類でのアドリアマイシンへの皮層と髄傍糸球体の代謝反
応(Kastner et al,in press)
でも違いが見つかった。ここで記された手順では、
位相差顕微鏡法で９０％以上純粋と評価された
糸球体炎と尿細管残留物を生じる(Wilks et a,1990)。
還元グルタチオン(GHS)の所要領：GHSは特定の種類の混合物(例、重金属)に腎毒性で
重要な役割を果たす。
糸球体炎自体は多量のレベルのＧＳＨを
含んでいるものの(５０％は尿細管にある)、
ＧＳＨは主に近位尿細管にある。
ＧＳＨは、そのＳＨ基で鉄分を吸着し、
尿細管での鉄の蓄積を導くが、鉄の誘発した
損傷に対しての重要な防御メカニズムでもある。
先にＧＳＨに暴露することにより、特定の鉄の誘発した
プロリン結合の抑制(例 Hgで)を
減少させている(Wilks et al.,1990)。
分離されたての尿細管の残留物は、いくつかのアミノ酸
輸送過程を保持する。また灌流させた腎臓は、
無傷のＧＳＨの管状取り入れに、Ｎａ±結合の
輸送システムを持つ証拠がある。これは先に培養した試験におけるＧＳＨの保護作用
を説明するといってよい。
その他のin vitro検定： 下記を含め、潜在腎毒性に
様々な細胞組織が試験された。
中国ハムスターの卵巣細胞のクローン成長抑止；
中国ハムスターの腎臓細胞培養を使用し、
代謝機能と成長の抑制検定；３Ｔ３線維芽細胞の生存。
系列によるこれらのin vitro細胞毒性検定の、対象臓器毒性に関しては、予測可能な
潜在性に限られる。これは
おそらく細胞が対象臓器から抽出されていないか、
培養での脱分化のため、もとの機能の特徴の
いくつかが失われたのが原因であろう。
in vivo事象との比較：in vivoでの重金属の分離した糸球体炎の相対毒性と潜在急性
腎毒性に一致が見つかった
(Wilks et al.,1990)。アミノグリコシド系をこの
システムで(Kwizera etal.,1990)で試験した際に、
そのアミノ酸の結合の抑制能力は、in vivoでの腎毒性
に関係がなかった。つまり研究された混合物の
中で腎毒性が一番低いストレプトマイシンは、
in vitroでのアミノ酸の取り入れに強い抑制物質である。
逆にネオマイシンはin vitroで二番目に弱い
抑制物質であり、in vivoでは強い腎毒性で
ある。in vitroで見られた効果がおそらく
腎臓尿細管でのアミグリコシド系の作用に
おける先の事象を正確に映しているようだ。
要するにin vivoでの重要性が
、腎皮質からのクリアランスの比率
である(t1/2=ストレプトマイシンに5時間、
t1/2=その他のアミグリコシド系に６０時間以上)。
in vivoでの腎毒性の程度は、腎皮質が累積
混合物の高濃度に暴露された時間に
影響をうける。それゆえにこのシステムによって、
毒性過程における先の事象のメカニズムの可能性を
解明できるかもしれないが、in vivoでの潜在腎毒性の
を予想できるとは限らない。
エンドポイントの選択：
細胞毒性測定にデノボ蛋白合成を使用し、既に立証されているin vivoの腎毒性のた
めに、
細胞選択毒性の程度が記録された。
アミノ酸の選択が検定の感度を変化させる。例えば
放射性同位体でラベル付けたヒスチジン、リジン、
ロイシンの尿細管残留物への結合をストレプトマイシン、
(１mlまで)、ネオマイシン、ゲンタマイシン、
アミカシン(１０mlまで)が抑える。しかしアミカシン
だけがグリシン結合を抑える。よってもし
他の要素を考慮しない場合は、アミノ酸結合の
抑制は全ての化学品の種類には不適基準であろう。プロリン結合が一番頻繁に使用さ
れている。
二つの検定が通常使用されている。
蛋白合成と酸化的代謝、脂肪酸(Wilks et al.,1990)
かブドウ糖。二つの違う反応とエンドポイントを
使用した検定で、より適切な外挿法がでる。
リノレン酸が脂肪酸酸化の選択の期質であるのは、
オレン酸、パルミチン酸、ステアリン酸と共に
起る時よりも尿細管でのＣＯ２成分の率が高くなる
ためである。in vivoでエネルギーは主に脂肪酸代謝から
抽出さたものを使用しているのでエンドポイント
としてのブドウ糖酸化は
尿細管残留物には不適であろう。
試験状況；室間試験
試験を使用している組織： ドイツの研究所数軒
試験化学品：
抗がん剤/抗生物質；アドレナマイシン、ストレプトマイシン、パン、ネオマイシ
ン、カナマイシン、ゲンタマイシン、
アミカシン。
重金属；水銀、カドミウム、クロム、ひ素、ニッケル、
セレン。
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