Urethane (Carbamic acid ethyl ester)はエステル構造を持つ有機化合物であり、ポリウレタン材料の合成に使われ[1]、静脈内注射の麻酔薬としても使われている[2]。Urethaneは、中枢神経系で神経シグナルの伝達を阻害し、神経細胞の興奮性を減らすことで、鎮静、麻酔と全身麻酔効果を発揮する[3]。しかし、Urethaneは潜在的な発癌性を持ち、長期の暴露または過剰な摂取は、肝臓や腎臓などの臓器で腫瘍の発生のリスクを増やし、生殖器系にも副作用を持つ可能性がある[4]。
体外で、Urethane (10mM)はラットの視覚皮質ニューロンを10分間-2時間潅流し、1秒間脱分極電流刺激を行った結果、活動電位の放電を著しく阻害し、膜抵抗を減らした[5]。Urethane (0.4%)は正常なマウス体細胞（線維芽細胞と上皮細胞など）と腫瘍細胞（C57肉腫と腺癌63個の悪性細胞）を2から4日間処理した結果、正常細胞の成長と有糸分裂を著しく阻害し、有糸分裂率を約50%減らした。しかし、Urethaneは腫瘍細胞の成長と有糸分裂を著しく促進し、有糸分裂率を2から4倍増やした[6]。
体内で、Urethane (1.25–1.5g/kg)を腹腔内投与し、3-4か月齢のSprague-Dawleyラットを麻酔した結果、異なる脳領域でグルタミン酸の過剰分泌を著しく阻害した[7]。Urethane (1g/kg)をFVB、BALB/cとC57B6マウスに腹腔内投与し、感受性株（FVB、BALB/c）は早期のNF-κBの活性化と肺炎症を示し、耐性株（C57B6）はNF-κBを活性化することも、肺炎症を誘発することもできなかった[8]。
References:
[1] Szelest-Lewandowska A, Masiulanis B, Szymonowicz M, et al. Modified polycarbonate urethane: synthesis, properties and biological investigation in vitro. J Biomed Mater Res A. 2007 Aug;82(2):509-20.
[2] Carter DA, Dyer RG. Inhibition by pentobarbitone and urethane of the in vitro response of the adenohypophysis to luteinising hormone-releasing hormone in male rats. Br J Pharmacol. 1979 Oct;67(2):277-81.
[3] Mondino A, González J, Li D, et al. Urethane anaesthesia exhibits neurophysiological correlates of unconsciousness and is distinct from sleep. Eur J Neurosci. 2024 Feb;59(4):483-501.
[4] Sotomayor RE, Collins TF. Mutagenicity, metabolism, and DNA interactions of urethane. Toxicol Ind Health. 1990 Jan;6(1):71-108.
[5] Sceniak MP, Maciver MB. Cellular actions of urethane on rat visual cortical neurons in vitro. J Neurophysiol. 2006 Jun;95(6):3865-74.
[6] LASNITZKI I. Some effects of urethane on the growth and mitosis of normal and malignant cells in vitro. Br J Cancer. 1949 Dec;3(4):501-9.
[7] Beitchman JA, Krishna G, Bromberg CE, et al. Effects of isoflurane and urethane anesthetics on glutamate neurotransmission in rat brain using in vivo amperometry. BMC Neurosci. 2023 Oct 10;24(1):52.
[8] Stathopoulos GT, Sherrill TP, Cheng DS, et al. Epithelial NF-kappaB activation promotes urethane-induced lung carcinogenesis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 Nov 20;104(47):18514-9.