メタクリル酸 2-ヒドロキシエチルエステルの
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-Hydroxyethyl methacrylate on Cultured Chinese Hamster Cells

要約

メタクリル酸 2-ヒドロキシエチルエステ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．

連続処理(24時間)および短時間処理(6時間)ともに 1.3 mg/ml(10 mM)においても 50% を超える増殖抑制は認められなかったことから，すべての試験において 1.3 mg/ml の濃度を最高処理濃度として，連続処理および短時間処理の S9 mix 存在下では，公比2で4濃度，短時間処理の S9 mix 非存在下では，公比2で3濃度設定した．なお，48時間連続処理の濃度は，24時間連続処理と同じ濃度に設定した．連続処理では，S9 mix 非存在下で24時間および48時間連続処理後，短時間処理では 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．染色体分析が可能な最高濃度は，24時間連続処理と短時間処理の S9 mix 非存在下および S9 mix 存在下では 1.3 mg/ml(10 mM)，48時間連続処理では 0.65 mg/ml であったことから，これらの濃度を高濃度群として3濃度群を観察対象とした．

CHL/IU 細胞を24時間連続処理した高濃度群(1.3 mg/ml)では，細胞毒性のため染色体の構造異常および倍数性細胞について規定の細胞数が観察できなかったが，中濃度群(0.65 mg/ml)および高濃度群(1.3 mg/ml)において染色体の構造異常(gap を含む)が有意に誘発され，その頻度は 10.0% および 70.6% であった．一方，いずれの処理群においても倍数性細胞の誘発作用は認められなかった．48時間連続処理したすべての処理群において，染色体の構造異常(gap を含む)が有意に誘発され，その頻度は 6.0〜84.0% であった．また，高濃度群(0.65 mg/ml)において，観察した細胞の 3.25% に倍数性細胞が認められた．短時間処理では，S9 mix 非存在下において，いずれの処理群でも染色体の構造異常の誘発作用は認められなかった．一方，低濃度群(0.33 mg/ml)および高濃度群(1.3 mg/ml)において観察した細胞の 0.88% および 6.13% に倍数性細胞が誘発された．S9 mix 存在下では，高濃度群(1.3 mg/ml)において観察した細胞の 13.0% に染色体の構造異常(gap を含む)が有意に誘発された．また，中濃度群(0.65 mg/ml)において観察した細胞の 1.25% に倍数性細胞の誘発作用が認められたが，傾向性検定では有意差は認められなかった．

以上の結果より，本試験条件下でメタクリル酸 2-ヒドロキシエチルエステルは，染色体異常を誘発する(陽性)と結論した．

方法

1．使用した細胞

リサーチ・リソースバンク(JCRB)から入手(1988年2月，入手時:継代4代，現在12代)したチャイニーズ・ハムスター由来の CHL/IU 細胞を，解凍後継代10代以内で試験に用いた．

2．培養液の調製

培養には，牛胎児血清(FCS:Cansera International)を 10% 添加したイーグル MEM(日水製薬 (株))培養液を用いた．

3．培養条件

2 × 10^4 個の CHL/IU 細胞を，培養液 5 ml を入れたディッシュ(径 6 cm，Corning)に播き，37℃の CO2 インキュベーター(5% CO2)内で培養した．連続処理では，細胞播種3日目に被験物質を加え，24時間および48時間処理した．また，短時間処理では，細胞播種3日目に S9 mix 存在下および非存在下で6時間処理し，処理終了後新鮮な培養液でさらに18時間培養した．

4．被験物質

メタクリル酸 2-ヒドロキシエチルエステル(略号: HEMA，CAS No.:868-77-9，ロット番号:5P05LA，(株) 日本触媒)は，無色透明液体で，水に対しては 54.5 mg/ml，DMSOでは50 mg/ml，アセトンでは50 mg/ml で溶解し，融点-10℃以下，沸点87℃(5 mmHg)で，分子式 C6H10O3，分子量130.16，純度 97.6 wt%(不純物としてエチレングリコールジメタクリレート 0.2-0.3%，ジエチレングリコールモノメタクリレート 2.0-2.5%，メトキノン(重合防止剤)50 ppm を含む)の物質である．

被験物質原体は，熱，光，過酸化物などによって重合が起こることがある．

5．被験物質の調製

被験物質の調製は，使用のつど行った．溶媒は注射用蒸留水((株) 大塚製薬工場)を用いた．原体を溶媒に溶解して原液を調製し，ついで原液を溶媒で順次希釈して所定の濃度の被験物質調製液を作製した．被験物質調製液は，すべての試験において培養液の 10%(v/v)になるように加えた．なお濃度の記載について，純度換算は行わなかった．

6．細胞増殖抑制試験による処理濃度の決定

染色体異常試験に用いる被験物質の処理濃度を決定するため，被験物質の細胞増殖に及ぼす影響を調べた．被験物質の CHL/IU 細胞に対する増殖抑制作用は，単層培養細胞密度計(MonocellaterTM，オリンパス光学工業 (株))を用いて各群の増殖度を計測し，被験物質処理群の溶媒対照群に対する細胞増殖の比をもって指標とした．

その結果，連続処理，短時間処理ともに，処理したすべての濃度範囲で 50% を明らかに越える増殖抑制作用は認められなかった(Fig．1)．

7．実験群の設定

細胞増殖抑制試験の結果より，染色体異常試験で用いる被験物質の高濃度群を，連続処理，短時間処理ともに 1.3 mg/ml(10 mM)とし，連続処理および短時間処理の S9 mix 存在下では，公比2で4濃度を設定(0.16，0.33，0.65，1.3 mg/ml)し，短時間処理の S9 mix 非存在下では，公比2で3濃度設定した(0.33，0.65，1.3 mg/ml)．なお，連続処理の48時間処理群の濃度は，24時間処理群と同じ濃度に設定した．陽性対照物質として用いたマイトマイシンC(MC，協和醗酵工業 (株))およびシクロホスファミド(CPA，Sigma Chemical Co.)は，注射用水((株) 大塚製薬工場)に溶解して調製した．それぞれ染色体異常を誘発することが知られている濃度を適用した．

染色体異常試験においては1濃度あたり4枚ディッシュを用い，そのうちの2枚は染色体標本を作製し，別の2枚については単層培養細胞密度計により細胞増殖率を測定した．

8．染色体標本作製法

培養終了の2時間前に，コルセミドを最終濃度が約 0.1μg/ml になるように培養液に加えた．染色体標本の作製は常法に従って行った．スライド標本は各ディッシュにつき6枚作製した．作製した標本を 3% ギムザ溶液で染色した．

9．染色体分析

細胞増殖率測定の結果と分裂指数により，20% 以上の相対増殖率で，かつ2ディッシュともに 0.5% 以上の分裂指数を示した最も高い濃度を観察対象の最高濃度群とし，観察対象の3濃度群を決定した．その結果(Table 1，2)，24時間連続処理および短時間処理の S9 mix 存在下では 1.3 mg/ml(10 mM)が，48時間連続処理においては 0.65 mg/ml が染色体分析の可能な最高濃度であったことから，これらの濃度を含む3濃度群を観察対象とした．

作製したスライド標本のうち，1つのディッシュから得られた異なるスライドを，4名の観察者がそれぞれ処理条件が分からないようにコード化した状態で分析した．染色体の分析は，日本環境変異原学会，哺乳動物試験(MMS)研究会1)による分類法に基づいて行い，染色体型あるいは染色分体型のギャップ，切断，交換などの構造異常の有無と倍数性細胞(polyploid)の有無について観察した．また構造異常については1群200個，倍数性細胞については1群800個の分裂中期細胞を分析した．

10．記録と判定

無処理対照，溶媒および陽性対照群と被験物質処理群についての分析結果は，観察した細胞数，構造異常の種類と数，倍数性細胞の数について集計し，各群の値を記録用紙に記入した．

染色体異常を有する細胞の出現頻度について，溶媒の背景データと被験物質処理群間でフィッシャーの直接確率法2)(多重性を考慮して familywise の有意水準を 5% とした)により，有意差検定を実施した．また，フィッシャーの直接確率法で有意差が認められた場合には，用量依存性に関してコクラン・アーミテッジの傾向性検定3) (p<0.05)を行った．最終的な判定は，統計学的および生物学的な評価に基づいて行った．

結果および考察

連続処理による染色体分析の結果を Table 1 に示した．メタクリル酸 2-ヒドロキシエチルエステルを加えて24時間連続処理した高濃度群(1.3 mg/ml)では，細胞毒性のため染色体の構造異常および倍数性細胞について規定の細胞数が観察できなかったが，中濃度群(0.65 mg/ml)および高濃度群(1.3 mg/ml)において染色体の構造異常(gap を含む)が有意に誘発され，その頻度は 10.0% および 70.6% であった．一方，いずれの処理群においても倍数性細胞の誘発作用は認められなかった．48時間連続処理したすべての処理群において，染色体の構造異常(gap を含む)が有意に誘発され，その頻度は 6.0〜84.0% であった．また，高濃度群(0.65 mg/ml)において，観察した細胞の 3.25% に倍数性細胞が認められ，傾向性検定の結果，有意差が認められた．

短時間処理による染色体分析の結果を Table 2 に示した．メタクリル酸 2-ヒドロキシエチルエステルを加えてS9 mix 非存在下における短時間処理では，いずれの処理群でも染色体の構造異常の誘発作用は認められなかった．一方，低濃度群(0.33 mg/ml)および高濃度群(1.3 mg/ml)において観察した細胞の 0.88% および 6.13% に倍数性細胞が誘発され，傾向性検定の結果，有意差が認められた．

S9 mix 存在下では，高濃度群(1.3 mg/ml)において観察した細胞の 13.0% に染色体の構造異常(gap を含む)が有意に誘発された．また，中濃度群(0.65 mg/ml)において観察した細胞の 1.25% に倍数性細胞の誘発作用が認められたが，傾向性検定では有意差は認められなかった．

従って，メタクリル酸 2-ヒドロキシエチルエステルは，上記の試験条件下で，試験管内の CHL/IU 細胞に染色体異常を誘発すると結論した．

文献

1)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．
2)吉村　功編，"毒性・薬効データの統計解析，事例研究によるアプローチ," サイエンティスト社，東京，1987．
3)吉村　功，大橋靖夫編，"毒性試験講座14，毒性試験データの統計解析," 地人書館，東京，1992，pp.218-223．

連絡先
試験責任者：田中憲穂
試験担当者：山影康次，日下部博一，水谷正寛，澁谷　徹，橋本恵子，出石由紀
(財)食品薬品安全センター秦野研究所
〒257　神奈川県秦野市落合729-5
Tel 0463-82-4751Fax 0463-82-9627

Correspondence
Authors:Noriho Tanaka(Study director)
Kohji Yamakage，Hirokazu Kusakabe，Masahiro Mizutani，Tohru Shibuya，Keiko Hashimoto，Yuki Izushi
Hatano Research Institute，Food and Drug Safety Center
729-5 Ochiai，Hadano，Kanagawa，257，Japan
Tel +81-463-82-4751Fax +81-463-82-9627