By Reginald DaveyReviewed by Mary Cooke, Ph.D.

医薬品開発や食品産業などの分野における科学研究では、新しい化学化合物の公開市場および人間への使用に対する安全性を決定するために厳しい試験を行うことが要求されています。

重要な試験の1つに、物質の潜在的な遺伝毒性作用に関するものがあります。 この記事では、このテーマの概要と、このテストが非常に重要である理由を説明します。

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遺伝毒性とは？ 遺伝毒性は、すべての変異原性物質が遺伝毒性であるのに対し、逆にすべての遺伝毒性物質が変異原性ではないことを除けば、変異原性と似ており、混同されることがあります。 通常、DNA修復やアポトーシス（制御された細胞死）のプロセスを通じて生物によって軽減されるはずですが、損傷が常に固定されるとは限らず、それが突然変異誘発につながるのです。 生物内での影響によって、遺伝毒素は次のように分類される：

• Carcinogens (癌を引き起こす物質)
• Mutagens (突然変異を引き起こす物質)
• Teratogens (出生異常を引き起こす物質)

真核生物における遺伝毒素の影響は、どのタイプの細胞が影響を受けたかによって2種類に分けられます。 体細胞では、遺伝子の損傷は悪性腫瘍（がん）につながる可能性があり、一方、生殖細胞では遺伝性の突然変異が起こり、先天性欠損症につながる可能性があります。

遺伝毒性物質による一般的な損傷には、DNAの一本鎖および二本鎖切断、構造および数値染色体異常、点突然変異、切除修復の損失があります。 化学物質の潜在的な影響に関する知識は、公共の安全を保証するために不可欠です。

遺伝毒性試験。

遺伝子毒性試験：その仕組み

医薬品の成分として使用されるさまざまな物質の遺伝子毒性効果を評価することは、極めて重要です。 例えば、遷移金属であるクロムはDNAの損傷を引き起こし、発がんにつながる可能性があります。

ピロリジジンアルカロイドは植物種に存在する物質ですが、人間を含む動物に対して毒性があります。 全PAのほぼ半数が遺伝毒性に分類され、多くは腫瘍形成性である。 多くの化学物質が遺伝毒性、ひいては変異原性の可能性を持っています。

物質の遺伝毒性を調べるために、多くの異なる技術を使用することができます。

• Ames Assay – この一般的に使用される手法は、サルモネラ・チフィムリウムの複数の細菌株を使用して、異なる遺伝的変化を比較し、物質の遺伝毒性を評価するものである。 細菌はヒスチジンを必要とするが生成できない状態で培養される。 試験終了時に生存している菌株は、ヒスチジンを合成するように変異しており、その化学物質が遺伝毒性を持つ可能性を示しています。 この技術は、フレームシフト変異や点変異を特定するのに有効です。
• Comet Assay (Single-cell gel electrophoresis) – 細胞内のDNA鎖切断を測定する、もう一つの一般的に使用されている技術。 細胞はアガロースに包埋され、洗剤と高塩分で溶解される。 二本鎖切断を含む損傷したDNA鎖が陽極に向かって移動する彗星状の構造物が形成される（これが名前の由来）。 この技術は、低レベルのDNA損傷を検出することができ、比較的単純で安価な手順で迅速に結果が得られるという利点がある。 しかし、コメットアッセイでは、化学物質の遺伝毒性作用の根本的なメカニズムはわかりません。
• Micronucleus Test (MN) – これは毒物学の手法で、遺伝毒性研究のための最も信頼でき成功したアッセイの1つとして広く認識されているものです。 小核は、細胞複製中の有糸分裂または減数分裂のアナフェーズの間に形成される染色体断片を含む不規則な核である。

多くの遺伝毒性研究では、化学物質の遺伝毒性ポテンシャルの全体像を構築するために、複数の測定方法を併用しています。

サリドマイド：厳格な遺伝毒性試験の必要性を示す例

新薬や新規薬の潜在的な有害作用の試験は、公共の安全を確保するために極めて重要です。 1950 年代に発見された鎮静剤であるサリドマイドは、吐き気を和らげるために妊婦に処方されたが、手足の欠損や消化管の正常な開口部の欠如など、深刻な胎児異常を世界中の何千人もの子供たちに引き起こしたのである。

この事件は悲劇的なものでしたが、その結果、より厳格な試験手順が採用され、製薬業界には多くの規制が設けられることになりました。

このことは、新薬が市場に出るときに公共の安全を確保するためのこうした試験の必要性や、さまざまな産業で使用するために放出される可能性のある化学物質の遺伝毒性に関する適切なスクリーニングの必要性を補強しています

Further Reading

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• What is Genetics?
• 遺伝学の歴史
• 遺伝学と遺伝子発現
• 遺伝子の変化

引用

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