ユニバーサル溶媒DMSOの予期しない低用量毒性

ジメチルスルホキシド (DMSO) は、溶解性の低いさまざまな極性および非極性分子を可溶化できる重要な非プロトン性溶媒です。これは、10% 未満の濃度での見かけの毒性の低さと相まって、その遍在的な使用と広範な応用につながりました。ここで、我々は、DMSOが低濃度でin vivoで網膜アポトーシスを誘導することを実証します（ストック濃度1、2、4、および8％v/vから5μlのDMSOをラットに硝子体内投与）。毒性は、アネキシン V、ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ dUTP ニックエンド標識 (TUNEL)、3-(4,5-ジメチルチアゾール-2-) を使用して、DMSO 濃度 > 1% (v/v) で網膜神経細胞株において in vitro で確認されました。イル)-2,5-ジフェニルテトラゾリウムブロミド (MTT)、および AlamarBlue 細胞生存率アッセイ。最近、DMSO 濃度が 10% (v/v) を超えると、原形質膜の細孔形成を通じて細胞毒性を引き起こすことが報告されています。ここでは、低濃度 (2 ～ 4% DMSO) が、ミトコンドリアから核へのアポトーシス誘導因子 (AIF) の転座とポリ-(ADP-リボース)-ポリメラーゼに関与するカスパーゼ-3 非依存性ニューロン死を誘導するメカニズムを示します ( PARP）のアクティベーション。これらの結果は、生体内投与および生物学的アッセイにおける溶媒として低濃度の DMSO を使用することの安全性の懸念を強調しています。薬物の可溶化にはDMSO以外の方法を使用することをお勧めしますが、代替方法が存在しない場合、研究者は絶対DMSO最終濃度を計算し、溶媒毒性をチェックするためにDMSO溶媒対照に加えて未処理の対照群を含めます。

Dimethyl sulfoxide (DMSO) is an important aprotic solvent that can solubilize a wide variety of otherwise poorly soluble polar and nonpolar molecules. This, coupled with its apparent low toxicity at concentrations <10%, has led to its ubiquitous use and widespread application. Here, we demonstrate that DMSO induces retinal apoptosis in vivo at low concentrations (5 μl intravitreally dosed DMSO in rat from a stock concentration of 1, 2, 4, and 8% v/v). Toxicity was confirmed in vitro in a retinal neuronal cell line, at DMSO concentrations >1% (v/v), using annexin V, terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL), 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT), and AlamarBlue cell viability assays. DMSO concentrations >10% (v/v) have recently been reported to cause cellular toxicity through plasma membrane pore formation. Here, we show the mechanism by which low concentrations (2-4% DMSO) induce caspase-3 independent neuronal death that involves apoptosis-inducing factor (AIF) translocation from mitochondria to the nucleus and poly-(ADP-ribose)-polymerase (PARP) activation. These results highlight safety concerns of using low concentrations of DMSO as a solvent for in vivo administration and in biological assays. We recommend that methods other than DMSO are employed for solubilizing drugs but, where no alternative exists, researchers compute absolute DMSO final concentrations and include an untreated control group in addition to DMSO vehicle control to check for solvent toxicity.