哺乳動物細胞におけるチオール含有放射性放射線検査器ジチオトレイトールの酸素ラジカル媒介毒性におけるペントースサイクルの役割

チオールを含む放射性能器ジティオトレイトール（DTT）は、DTTと培地の両方に依存する方法でV79細胞を殺すことを以前に示しました。結果は、DTT毒性がDTTの銅触媒酸化によって引き起こされるという仮説と一致しており、H2O2を形成します。H2O2は、金属触媒フェントン反応を介して究極の毒性種である.OHを生成します。ペントースサイクルが酸化ストレスに対処する細胞の能力に役割を果たすことが知られているため、ペントースサイクルがDTTに対する細胞の応答に関与するという仮説がこの論文でテストされています。結果は、V79細胞におけるDTTとH2O2の両方の毒性が、グルコースを含む培地の細胞よりもグルコースを欠く培地の薬物にさらされた細胞で大きいことを示しています。それを欠く培地または緩衝液にグルコースを添加すると、DTTおよびH2O2誘発細胞の殺害が減少します。ペントースサイクルの速度制限酵素であるグルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼ（G6PD）を不足している細胞を使用した研究は、変異細胞株の細胞（E16およびE48）の細胞が、DTTとH2O2の両方で細胞の殺害により敏感であることを示しています。グルコースを含む培地の薬物にさらされた場合、親のCho K1D細胞はありますか。ただし、毒性は、グルコースを欠くリン酸緩衝生理食塩水でDTTまたはH2O2にさらされている場合、3つの細胞株間で有意差はありません。ペントースサイクル活動の測定は、K1D細胞のペントースサイクルがDTTによって刺激されることを示しており、刺激のパターンと薬物濃度依存性は細胞殺害のパターンと同様です。ただし、ペントースサイクルは、G6PD欠損細胞株のDTTによって刺激されません。データは、ペントースサイクルがDTTまたはH2O2によって課される酸化ストレスを媒介する細胞経路の1つであるという仮説と一致しています。

We have shown previously that the thiol-containing radioprotector dithiothreitol (DTT) kills V79 cells in a manner that is dependent on both the concentration of DTT and the medium. The results are consistent with the hypothesis that DTT toxicity is caused by the copper-catalyzed oxidation of DTT, forming H2O2, which in turn produces .OH, the ultimate toxic species, via the metal-catalyzed Fenton reaction. Because it is known that the pentose cycle plays a role in the ability of cells to deal with oxidative stress, the hypothesis that the pentose cycle is involved in the response of cells to DTT is tested in this paper. The results show that toxicity of both DTT and H2O2 in V79 cells is greater in cells exposed to the drugs in medium lacking glucose than in cells in medium containing glucose. Addition of glucose to medium or buffer lacking it decreases DTT- and H2O2-induced cell killing. Studies using cells deficient in glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD), the rate-limiting enzyme of the pentose cycle, show that cells of the mutant cell lines (E16 and E48) are more sensitive to cell killing by both DTT and H2O2 than are the parental CHO K1D cells when exposed to the drugs in medium containing glucose. However, toxicity does not differ significantly among the three cell lines when they are exposed to DTT or H2O2 in phosphate-buffered saline that lacks glucose. Measurements of pentose cycle activity show that the pentose cycle in K1D cells is stimulated by DTT, with the pattern and drug concentration dependence of the stimulation being similar to that for cell killing. However, the pentose cycle is not stimulated by DTT in G6PD-deficient cell lines. The data are consistent with the hypothesis that the pentose cycle is one of the cellular pathways that mediates the oxidative stress imposed by DTT or H2O2.