Framkallað rottu lifur S9 brot: Efnaskipta örvunarkerfi fyrir in vitro eiturverkanir á erfðaefni og stökkbreytingarprófanir

Lykilorð: OECD 471, OECD 473, OECD 476, OECD 487, stökkbreytingarpróf, erfðafræðileg eituráhrif, erfðafræðileg eituráhrif, framkallað rottu lifur S9, Ames próf, Mini Ames próf, litningafrávik, micronucleus, HPRT/HGPRT próf, TK greining

IPhase vara

INNGANGUR

Framkallað rottulifur S9er lykilþáttur við mat áErfðafræðileg eituráhrifMöguleiki efna, sérstaklega í eiturefnafræði reglugerðar. Það er almennt notað ásamt in vitro prófum, svo semAmes próf OgStökkbreytingarpróf, til að meta stökkbreytandi eiginleika efnasambanda. Með því að útvega ensímkerfi sem er ríkt af cýtókróm P450 (CYP450) gegnir S9 brot af völdum rottu það lykilhlutverk við að líkja eftir efnaskiptaferlum sem eiga sér stað í lifur og hjálpa til við að ákvarða hvort efni geta hugsanlega valdið erfðabreytingum eða krabbameini.

Framkallað rottulifur S9

Lifur S9 brotið vísar til pósts - Mitochondrial flotvatns sem fengin var úr einsleitum rottum í lifur eftir röð skilvinduþrepa. Hugtakið „framkallað“ vísar til meðferðar á rottum með sérstökum efnasamböndum sem auka virkni lifrarensíma, einkum cýtókróm P450 ensímanna (CYP450), sem eru ábyrgir fyrir umbrotum margs konar útlendingahatri.

S9 brot af völdum rottu lifur inniheldur margs konar ensím sem taka þátt í umbrotum áfanga I og II. Stigs efna. Þetta felur í sér ensím eins og cýtókróm P450 monooxygenasa, sem auðvelda oxandi lífríki á hvarfefnum og herma þar með umbrot í lifur manna.

CYP450 virkni og virkjun efnaskipta

Cýtókróm P450 ensímfjölskyldan (CYP450) gegnir lykilhlutverki í umbrotum margs konar efna, þar á meðal mörg lyf, umhverfisefni og krabbameinsvaldandi. S9 brot af völdum rottna inniheldur þessi ensím og er nauðsynleg til að meta efni sem geta aðeins orðið eiturverkanir á erfðaefni eftir efnaskiptavirkjun.

Many compounds are initially non-toxic but can become toxic after metabolism in the liver. These pro-mutagens (which require metabolic activation to become mutagenic) and pro-carcinogens (which require activation to cause cancer) can only be detected through assays that include an S9 metabolic activation system. Without the induction of metabolic enzymes like CYP450, these substances may appear to be harmless in standard genotoxicity tests.

Með því að bæta örvuðum rottu lifur S9 við in vitro próf geta vísindamenn metið hvernig efni hefur samskipti við CYP450 ensímin. Þetta er sérstaklega mikilvægt fyrir lyf, þar sem umbrot með CYP450 ensímum er mikilvægt skref í lyfjahvörfum margra lyfja.

Forrit af völdum rottu lifur S9

1. 1. Ames próf (OECD 471)

Ames prófið, sem lýst er í leiðbeiningumOECD 471, er ein af þekktustu og þekktustu og notuðu aðferðum til að meta stökkbreytingu. Það felur í sér að afhjúpa stofna af Salmonella bakteríum fyrir prófunarefni til að sjá hvort það örvar stökkbreytingar sem valda því að bakteríurnar snúa aftur í histidín - sjálfstætt ástand.

To simulate the human metabolic process, induced rat liver S9 is often added to the test system. The S9 fraction provides the necessary enzymes, including CYP450, which may be required to metabolize the compound into a more reactive form that could cause mutations in the bacterial DNA. This combination of S9 with the Ames test allows for a more comprehensive assessment of mutagenic potential by mimicking both direct and metabolically activated mutagenic mechanisms.

2. 2.Stökkbreytingarpróf (litningafrávikpróf, örkjarnapróf og aðrar in vitro próf)

Til viðbótar við AMES prófið eru stökkbreytingarpróf oft notuð til að meta erfðaeitrunarmöguleika efna. Þessar prófanir eru umfangsmeiri við mat á ýmsum erfðaskemmdum, þar með talið litninga stökkbreytingum, stökkbreytingum gena og myndun örkjarna. Framkallað rottu lifur S9 er notað í stökkbreytingarprófum af eftirfarandi ástæðum:

Micronucleus próf (OECD 487)

Þetta próf skynjar myndun örkjarna í frumum, sem eru litlar, utanaðkomandi líkamar sem innihalda brot af litningum eða heilum litningum sem ekki hafa verið felldir inn í kjarnann meðan á frumuskiptingunni stóð. The Micronucleus prófcan detect clastogenic (chromosome-breaking) and aneugenic (affecting chromosome number) effects. Induced rat liver S9 is used here to activate the test substance metabolically, as some chemicals only cause chromosomal damage once they have been metabolized by liver enzymes. The S9 fraction enhances the sensitivity of the test by simulating the metabolic activation that may occur in vivo.

Litningafrávikpróf (OECD 473)

Þetta próf metur hvort efni geti valdið burðarskemmdum á litningum með því að framkalla hlé, eyðingu, þýðingar eða aðrar tegundir af frávikum. Eins og micronucleus prófið,Litninga fráviksprófer hægt að beita með eða án efnaskipta. Framkallað rottu lifur S9 er bætt við prófkerfið til að líkja eftir efnaskiptaferlum í lifur, sem gerir kleift að meta efni sem gætu ekki valdið litningaskemmdum í upprunalegu formi en gætu gert það eftir umbrot í lifur.

Tafla 1. Samanburðarsjónarmið stökkbreytingarprófa

HPRT/HGPRT próf (OECD 476)

ÍHPRT/HGPRT próf, cultures of Chinese hamster (CHO or V79) or human lymphoblastoid (TK6) cells are exposed to the test chemical in the presence of an induced rat liver S9 metabolic mix, which supplies CYP450 enzymes required to convert pro‑mutagens into DNA‑reactive species. After a brief treatment and a seven‑day expression period, cells are challenged with 6‑thioguanine; only clones bearing loss‑of‑function mutations in the hypoxanthine‑guanine phosphoribosyltransferase gene survive. By comparing mutant colony counts to overall viability, researchers determine a mutation frequency that, if reproducibly elevated over both concurrent and historical controls, indicates genotoxic potential.

TK próf (OECD 490 & OECD 476)

TheTK próf notar annað hvort L5178Y mús eitilæxlisfrumur (OECD 490) eða CHO frumur (OECD 476) engineered heterozygous at the thymidine kinase locus. Following chemical exposure ± S9 mix, cells recover and are plated in medium containing trifluorothymidine, which kills TK‑proficient cells. Surviving TK⁻ mutants form colonies over 10–14 days, with small‑colony mutants often reflecting chromosomal events and large‑colony mutants reflecting point mutations. As in the HPRT/HGPRT Assay, stringent cytotoxicity controls and positive mutagen benchmarks ensure that observed increases in mutation frequency reliably reflect a compound’s genotoxic risk.

4. 4.. Mat á krabbameini á krabbameini

Framkallað rottu lifur S9 er einnig notað í rannsóknum sem miða að því að meta krabbamein - sem veldur möguleikum efna. Með því að líkja eftir efnaskiptaferlum sem eiga sér stað í lifur manna getur S9 brotið hjálpað til við að bera kennsl á efnasambönd sem gætu leitt til myndunar viðbragðs umbrotsefna sem geta bindst við DNA og valdið stökkbreytingum sem gætu leitt til krabbameins.

Auka Ames próf með framkölluðu hamstur lifur S9

According to the latest guidelines issued by the European Medicines Agency (EMA), the traditional Ames test may not be sensitive enough to detect the mutagenic potential of certain n-nitrosamine impurities, especially n-nitrosodimethylamine (NDMA), among others. Therefore, the Enhanced Ames Test, developed by the National Center for Toxicological Research (NCTR), a division of the U.S. Food and Drug Administration (FDA), has been recommended as a more reliable alternative. The enhanced Ames test introduced adding of induced hamster liver s9, which performed in containing 30% rat liver S9 and 30% Hamster Liver S9. Rat and hamster desmosomal supernatants (S9s) should be prepared from rodent livers treated with Cytochrome P450 Enzyme-inducing substances. By using induced hamster liver S9, this enhanced test better simulates human metabolism and increases the reliability of the results.

Niðurstaða

Induced rat liver S9 serves as a critical tool in genotoxicity testing, helping researchers and regulatory agencies assess the mutagenic and carcinogenic potential of chemicals. By providing a metabolic activation system, it enhances the ability of assays like the Ames test, mutation tests, and CYP450 activity studies to detect substances that require metabolic activation to become genotoxic. Its applications are essential for ensuring the safety of new drugs, chemicals, and consumer products. With its role in simulating human liver metabolism, the induced rat liver S9 fraction continues to be an indispensable part of modern toxicology and regulatory safety assessments.