2-(1-メチルエトキシ)エタノールの
チャイニーズ・ハムスター培養細胞を用いる染色体異常試験

In Vitro Chromosomal Aberration Test
of 2-(1-Methylethoxy)ethanol in Cultured Chinese Hamster Cells

要約

2-(1-メチルエトキシ)エタノールの培養細胞に及ぼす細胞遺伝学的影響について,チャイニーズ・ハムスター培養細胞(CHL/IU)を用いて染色体異常試験を実施した.

細胞増殖抑制試験結果をもとに,短時間処理法で10 mM相当の濃度を含む263,525,1050 μg/mLの3用量を設定した.S9 mix存在下および非存在下で6時間処理(18時間の回復時間)後,標本を作製し,検鏡することにより染色体異常誘発性を検討した.

その結果,いずれの処理群においても,染色体の構造異常あるいは倍数性細胞の誘発作用は認められなかった.従って,263,525,1050 μg/mLの3用量を用いたS9 mix非存在下での連続処理法24時間処理で染色体異常試験を実施した.同試験法においても染色体の構造異常あるいは倍数性細胞の誘発作用は認められなかった.

以上の結果より,本試験条件下では2-(1-メチルエトキシ)エタノールは,染色体異常を誘発しない(陰性)と結論した.

方法

1. 試験細胞株

哺乳類培養細胞を用いる染色体異常試験に広く使用されていることから,試験細胞株としてチャイニーズ・ハムスターの肺由来の線維芽細胞株(CHL/IU)を選択した.昭和59年11月15日に国立衛生試験所(現:国立医薬品食品衛生研究所)から分与を受け,ジメチルスルホキシド(DMSO:MERCK KGaA)を10 vol%添加した後,液体窒素中に保存した.試験に際しては凍結細胞を融解し3〜5日ごとに継代したものを使用した.なお,細胞増殖抑制試験では継代数28あるいは40(連続処理法)の細胞を,染色体異常試験では30あるいは12(連続処理法)の細胞を用いた.

2. 培養液の調製

Eagle-MEM液体培地(旭テクノグラス(株))に,メンブランフィルター(0.45 μm:Featuring Corning and Costar Products)を用いて加圧濾過除菌した非働化(56 ℃,30分)済み仔牛血清(GIBCO Life Technologies, Inc)を最終濃度で10 vol%になるよう加えた後,試験に使用した.調製後の培養液は冷暗所(4 ℃)に保存した.

3. 培養条件

CO2インキュベーター(三洋電機メディカシステム(株))を用い,CO2濃度5 %,37 ℃の条件で細胞を培養した.

4. S9 mix

製造後6ヵ月以内のキッコーマン(株)製S9 mixを試験に使用した.S9 mix中のS9は誘導剤としてフェノバルビタールおよび5,6-ベンゾフラボンを投与したSprague-Dawley系雄ラットの肝臓から調製した.また,S9 mixの組成は松岡らの方法1)に従った.S9 mixの組成を以下に示す.
成分S9 mix 1 mL中の量
S90.3 mL
MgCl25 μmol
KCl33 μmol
G-6-P5 μmol
NADP4 μmol
HEPES緩衝液(pH 7.2)4 μmol
蒸留水残量

5. 被験物質

2-(1-メチルエトキシ)エタノール(ロット番号:30321)は純度99.5 %以上(不純物として水分0.1 %以下を含む)の透明液体である.本剤は20 ℃の水および常温でのアセトンに完全に溶解し,水溶液中で安定である.三井化学(株)(東京)から提供された被験物質を使用した.被験物質は,使用時まで室温で保管した.試験終了後,被験物質提供元において残余被験物質を分析した結果,安定性に問題はなかった.

6. 被験物質液の調製

試験の都度,被験物質を日本薬局方注射用水((株)大塚製薬工場)を用いて溶解して調製原液とした.調製原液を使用溶媒を用いて順次所定濃度に希釈した後,速やかに処理を行った.

7. 細胞増殖抑制試験(予備試験)

12ウエルの細胞培養用マルチプレートに細胞を播種し,培養3日後に被験物質液を処理した.短時間処理法ではS9 mix非存在下(-S9 mix)あるいは存在下(+S9 mix)で6時間処理した後,新鮮な培養液に交換してさらに18時間培養を続けた.連続処理法の場合,24時間連続して処理を実施した.

細胞を10 vol%中性緩衝ホルマリン液(和光純薬工業(株))で固定した後,0.1 w/v%クリスタル・バイオレット(関東化学(株))水溶液で10分間染色した.色素溶出液(30 vol%エタノール,1 vol%酢酸水溶液)を適量加え,5分間程度放置して色素を溶出した後,580 nmでの吸光度を測定した.各用量群について溶媒対照群での吸光度に対する比,すなわち細胞生存率を算出した.

その結果,いずれの処理法においても明確な細胞増殖抑制は観察されなかった(Fig. 1〜2).

なお,被験物質暴露終了時,pHの変動,析出等の特筆すべき変化は,いずれの試験用量においても観察されなかった.

8. 試験用量および試験群の設定

細胞増殖抑制試験結果をもとに,染色体異常試験では短時間処理法-S9処理ならびに+S9処理とも1050 μg/mL(10 mM相当)を最高処理濃度とし,以下公比2で減じた計3用量ならびに溶媒対照群を設定した.

さらに,染色体異常誘発に関して短時間処理法で陰性と判定されたことから,連続処理法24時間処理においても1050 μg/mL(10 mM相当)を最高処理濃度とし,以下公比2で減じた計3用量を設定した.

なお,陽性対照として,短時間処理法の場合,-S9処理でマイトマイシンC(MMC:協和醗酵工業(株))を0.1 μg/mL,+S9処理でシクロホスファミド(CP:塩野義製薬(株))を12.5 μg/mLの用量で,連続処理の場合MMCを0.05 μg/mLの用量で試験した.

9. 染色体標本の作製

直径60 mmのプレートを用い,細胞増殖抑制試験と同様に被験物質等の処理を行った.培養終了2時間前に,最終濃度で0.2 μg/mLとなるようコルセミド(GIBCO Life Technologies, Inc)を添加した.トリプシン処理で細胞を剥離させ,遠心分離により細胞を回収した.75 mmol/L塩化カリウム水溶液で低張処理を行った後,固定液(メタノール3容:酢酸1容)で細胞を固定した.空気乾燥法で染色体標本を作製した後,1.2 vol%ギムザ染色液で12分間染色した.

10. 染色体の観察

各プレートあたり100個,すなわち用量当たり200個の分裂中期像を顕微鏡下で観察し,染色体の形態的変化としてギャップ(gap),染色分体切断(ctb),染色体切断(csb),染色分体交換(cte),染色体交換(cse)およびその他(oth)の構造異常に分類した.同時に,倍数性細胞の出現率を記録した.染色体の分析は日本環境変異原学会・哺乳動物試験分科会による分類法2)に従って実施した.

すべての標本をコード化した後,染色体分析を実施した.

11. 結果の解析

ギャップのみ保有する細胞を含めない場合(-gap)について染色体構造異常の出現頻度を表示した.

各試験群の構造異常を有する細胞あるいは倍数性細胞の出現頻度を,Fisherの直接確率計算法(有意水準0.05)を用いて検定した.また用量依存性については,Cochran Armitageの傾向検定(有意水準0.05)を用いて検定した.溶媒対照群と比較し被験物質処理群において有意差が認められ,かつ,再現性あるいは用量に依存性が認められた場合に陽性と判定した.

結果および考察

短時間処理法での試験結果をTable 1〜2に示した.2-(1-メチルエトキシ)エタノール処理群の場合,短時間処理法S9 mix非存在下およびS9 mix存在下とも,いずれの用量においても染色体構造異常ならびに倍数性細胞の誘発傾向は観察されなかった.また,10 mM相当の 1050 μg/mL処理群においても顕著な細胞増殖抑制作用は観察されなかった.短時間処理法において陰性と判定されたことから,連続処理法24時間処理による染色体異常試験を実施し,結果をTable 3に示した.連続処理法のいずれの用量においても染色体構造異常ならびに倍数性細胞の誘発傾向は観察されなかった.また,10 mM相当の1050 μg/mL処理群においても顕著な細胞増殖抑制作用は観察されなかった.一方,短時間処理法S9 mix非存在下および連続処理法における陽性対照物質MMCで処理した細胞,および短時間処理法S9 mix存在下における陽性対照物質CPで処理した細胞では,いずれにおいても染色体構造異常の顕著な誘発が認められた.

なお,本被験物質暴露終了時,pHの変動,析出等の特筆すべき変化は,いずれの処理法ならびに試験用量においても観察されなかった.

以上の試験結果から,本試験条件下において2-(1-メチルエトキシ)エタノールのチャイニーズハムスター培養細胞に対する染色体異常誘発性に関し,陰性と判定した.

なお,本被験物質[2-(1-メチルエトキシ)エタノール]の変異原性に関する文献報告はなかった.類縁体であるIsopropyl acetateは復帰変異試験で陰性との報告があった3)

Ethylene glycol monomethyl etherは培養細胞を用いたgpt遺伝子突然変異試験で陽性との報告があるが4),McGregorによるレビューでは復帰変異試験を含めた各種遺伝毒性試験で陰性と報告している5).また,ラットを用いたコメット試験では精巣で陽性,骨髄で陰性との報告があった6).Ethylene glycol monomethyl ether acetateは復帰変異試験で弱陽性あるいは疑陽性3),ショウジョウバエを用いた異数性検出試験で陽性7)との報告があった.

Ethylene glycol monobutyl etherは復帰変異試験で陰性3)あるいは陽性8, 9),培養細胞を用いる姉妹染色分体交換試験で陰性10),培養細胞を用いる染色体異常試験で陰性10, 11),培養細胞を用いる遺伝子突然変異試験で陽性12)との報告があった.さらに,マウスならびにラット小核試験で陰性13)との報告があった.吸入暴露でのがん原性試験においてマウスで陽性,ラットで疑陽性との結果が得られている13)

文献

1)Matsuoka, M. Hayashi and M. Ishidate Jr., Mutat. Res., 66, 277(1979).
2)日本環境変異原学会・哺乳動物試験分科会編,"化学物質による染色体異常アトラス,"朝倉書店,東京,1988, pp.31-35.
3)E. Zeiger, B. Anderson, S. Haworth, T. Lawlor, K. Mortelmans, Environ. Mol. Mutagen, 19(suppl 21), 2(1992).
4)H. Ma, J. An, A. W. Hsie, W. W. Au, Mutat. Res., 298, 219(1993).
5)D. McGregor, Occup. Hyg., 2, 213(1996).
6)D. Anderson, A. Dhawan, T. W. Yu, M. J. Plewa, Mutat. Res., 370, 159(1996).
7)C. Osgood, S. Zimmering, J. M. Mason, Mutat. Res., 259, 147(1991).
8)J. C. Hoflack, L. Lambolez, Z. Elias, P. Vasseur, Mutat. Res., 341, 281(1995).
9)B. B, Gollapudi, E. D. Barber, T. E. Lawlor, et al., Mutat. Res., 370(1), 61(1996).
10)National Toxicology Program(NTP), NTP No. 26, NIH Publ, No. 93-3349(1993).
11)Z. Elias, M. C. Daniere, A. M. Marande, O. Poirot, F. Terzetti, O. Schneider, Occup. Hyg., 2, 187(1996).
12)T. Chiewchanwit, W. W. Au, Mutat. Res., 334, 341(1995).
13)National Toxicology Program(NTP), NTP TR 484, NIH Draft Publ, No. 98-3974(1998).

連絡先
試験責任者:中嶋 圓
試験担当者:田中 仁,尾蛙也,菊池正憲,梶原玲子,鈴木ゆみ子,永井美穂,鈴木雅也
(財)食品農医薬品安全性評価センター
〒437-1213 静岡県磐田郡福田町塩新田582-2
Tel 0538-58-1266Fax 0538-58-1393

Correspondence
Authors:Madoka Nakajima(Study Director)
Jin Tanaka, Shinya Ozaki, Masanori Kikuchi, Reiko Kajihara, Yumiko Suzuki, Miho Nagai, Masaya Suzuki
Biosafety Research Center, Foods, Drugs and Pesticides(An-pyo Center)
582-2 Shioshinden, Fukude-cho, Iwata-gun, Shizuoka, 437-1213, Japan
Tel +81-538-58-1266Fax +81-538-58-1393