"대중매" DMSO에 대한 오해가 있습니까?

이전 문제에서 약물 용해의 다양한 공식과 전략을 소개했습니다. 그 중에서 권장되지 않는 DMSO는 코솔벤트로서도 일정한 위치를 차지하지만 매우 논쟁적입니다. 이 FDA가 제한하는 용매는 널리 전파되고 있으며 매우 독성이 강합니다. 얼마나 독성이 강한지 우리는 실험에서 어떻게 사용할까요?오늘 우리는 셀과 동물 실험에서 "대중매" DMSO를 올바르게 사용하는 방법을 당신에게 밝힐 것입니다.

DMSO 소개

디메틸 황산화 아미드(DMSO)는 아래 그림에 표시된 구조로 황을 포함하는 유기 화합물입니다.

물리적 특성: 실온에서 색및 냄새 없는 투명한 액체로서 흡습성을 강하게 가지고 있으며 냉동점은 18.55℃, 밀도는 물과 비슷한 1.100 g/mL입니다;

화학적 특성: 분자 공식은 (CH3)2SO로, 구조상 수분성인 아미드 기와 두 개의 기름흡성 메틸 그룹이 있어서 석유 이외의 대부분의 유기 용매와 호환됩니다; 약 80%의 화합물을 용해할 수 있으며 대부분의 수분 용해성 과 지방 용해성 화합물을 DMSO에 의해 용해될 수 있라서  DMSO는 또한 "대중매"로도 알려져 있습니다.

DMSO의 발전력사

발견 초기에 사용처가 많아 "신기한 약"이라고 불리고 과학자들은 주로 항염증, 진통, 이뇨, 진정 등의 효과를 연구했습니다. 초기 의약 산업에서 DMSO는 일부 약물의 원료와 운반기로 직접 사용될 수 있었고 침습 보호제, 혈소판 동결 보호제 등 사용되었습니다. 그러나 1965년 미국의 DMSO 연구가 FDA와 일부 제약 회사들이DMSO의연구가 많은 포유동물의 결정 구조에 영향을 미칠 수 있다는 것이 발견되어 갑자기 중단되었습니다. 그러나 인간과 원숭이류에서는 이런 변화를 발견하지 못했습니다.

다음 그림은 DMSO의 발전 과정을 보여줍니다: 1965년 이후부터 과학자들은 DMSO의 독성을 자세히 연구를 하고 건강한 실험 동물과 인간에게 심각한 독성 및 부작용은 발견되지 않았습니다. 근데 세포에 독성이 있습니다. 그래서 FDA는DMSO의 사용을 제한하고 특별하고 대체 불가능 상황에서 사용 할 수 있습니다.

DMSO 최근 수십 년간의 발전력사

DMSO는 얼마나 독성이 강한합니까?

1. DMSO의 세포 독성: 0.1%(v/v)이하로 제어해야 한다.

• 2008년 Qi Weidong 등은 배양질에 0.1%-0.25%(v/v)의 DMSO가 포함될 때 24시간 내에 쥐 모세포에 대한 손상과 영향이 없다는 것을 발견했지만 배양질의 DMSO 용량이 0.5%-6%에 있을 때 모세포 손상과 용량 종속적인 세포 사망이 발생했다 [2].
• 2014년, He Bing 등은 세포 배양질에 다양한 농도의 DMSO가 체외 배양된 토끼 성골 세포의 성장에 일정한 영향을 미친다는 것을 발견했다. 농도가 2.0%(v/v)일 때 성골 세포에 대한 억제 작용이 강해졌지만 0.1%-1.0%의 농도 범위에서 세포 성장에 거의 영향을 없었다 [4].

2. DMSO의 효소 독성: 0.1%(v/v)이하로 제어해야 한다.

• 2011년 Ramakrishna Nirogi 등은 사람의 간세포 미크로섬의 배양실험에서DMSO 함량이 0.1%를 초과하면 사람 간세포 미크로섬의 CYP1A2 활성을 억제할 수 있다는 것을 발견했다. 근데 2%의 메탄올이나 아세토니트릴은 효소 활성에 영향을 없다 [5].
• 2003년 Masuhiro NISHIMURA 등은 화합물이 사람 간세포에 투여될 때 DMSO의 최종 농도가 0.1% 이하일 때 간세포의 약품 1대사 효소인 세포색소 P450 효소아형(CYPs), 세포 중 2대사 효소인 글루코루론이송화 효소아형(UGTs) 그리고 주요한 전지질 운반체 ABC 운반체(ATPBing Cassttee 운반체)의 표현량에 영향을 없다는 것을 발견했다. 농도가 더 높을 때  표현은 변화한다 [6].

3.DMSO의 동물 독성

(1) 급성 독성: 한 번에 많은 용량의 약물을 받은 후 체내에서 발생하는 빠르고 심각한 중독 반응을있고 죽음 효과를 포함합니다; 일반적으로 약물의 중간 사망 용량(LD50)을 얻을 수 있습니다. DMSO(g/kg)는 시험 동물의 50%가 죽어 위험을 평가하기 위해 꼭 사망해야 합니다. 다음 결과는 다양한 동물 실험에서 보고되었습니다: 다음 표는 각 실험 동물의 각 투여 방법에 따른 DMSO의 반 사멸량를 보여줍니다.

다음 표에 보면 DMSO의 LD50은 실제로 더 높습니다. 예를 들어 쥐의 구강 투여로 인한 LD50은 16.5-24.6g/kg이지만 쥐 실험에서 사용하는 용량은 일반적으로 mg/kg 단위이므로 이 용량을 초과하는 것은 불가능합니다. 동물에게 대한 전체 독성이 세포에 비해 덜 강하다는 것을 의미합니다.다른 연구소에서 제공하는 데이터는 완전히 다를 수 있지만 모두 동물에서 DMSO의 낮은 독성을 확인합니다.

DMSO의 다르게 종류및 다르게 투여 방법에 따른 중위치 사멸 용량(g/kg).

(2) 장기 독성: 약물을 일정한 용도로 연속 며칠 동안 실험 동물에게 투여하는 데 의한 유해한 효과를 있습니다. 이하 결과는 다양한 동물 실험에서 보고되었습니다:

 a. 개, 돼지, 토끼등 동물에서 5g/kg.d의 용량으로 DMSO를 투여한 실험은 수개월 후 동물의 렌즈에 냄새 변화가 생기지 않고 이 변화는 용량에 따라 달라집니다. DMSO 용량 감소와 렌즈 굴절의 관계는 매우 작습니다; 지금까지 원숭이류(인간 포함)에서 이런 부작용은 발견되지 않았습니다 [7];

b. DMSO의 용량은 9g/kg·d로, 호산 원송이에게 18개월 동안 지속적으로 투여한 실험은 호산 원송이가 명확한 이상가 없다는 것을 보여줍니다 [8];

 c. 수컷과 암컷 쥐에게 1g/kg의 용량으로 매주 5일 DMSO를 12개월 동안 투여한 실험은 쥐의 모든 조직과 장기, 뇌, 심장, 장, 생식 시스템, 갑상선 등이 모두 정상적이고 명확한 이상이 없습니다 [9].

d. DMSO는 이산효능이 있지만 인간과 동물 연구에서 신장 손상을 발견하지 않았습니다. 위의 독성학 데이터를 보면 다른 안전한 용매와 비교해 DMSO는 일정한 독성을 있지만 독특한 성질을 있습니다. "대중매"를 찾기 전에 생물 실험과 약물 초기 선별 단계에서도 DMSO를 합리적으로 사용하여 반원인자의 간섭이 없는 올바른 실험 결과를 빠르게 합리적이 사용할 수 있습니다. 실험에서 DMSO를 어떻게 합리적이 사용하는지 봅시다.

세포 실험에서 DMSO를 어떻게 정상적인 사용할까요?

DMSO는 세포 실험에서 두 가지 주요 용도가 있습니다.

1.세포 냉동 보존: DMSO는 현재 최고의 세포 냉동 보존제이고 독성도 있습니다. 일반적으로 최종 용량의 농도를 10% 이하로 제어하며 내성적 약한 세포의 경우 10% 이하로 예를 들어 8%로 감소시킬 수 있습니다. 세포 복구 중에 DMSO를 최대한 빨리 씻어내고 그렇지 않으면 심각한 세포 독성을 일으킬 수 있습니다. 결과에 보면 배양액의 DMSO 농도가 10%일 때 세포 성장 억제율은 거의 100%에 달하고 농도가 1%일 때 억제율은 35%입니다. 0.04%의 농도에서도 DMSO는 세포 성장에 불리 영향을 미쳤습니다[10].

2. 세포 투여용 화합물의 용매: 세포에 용해된 화합물을 투여할 때 DMSO의 용량을 통제해야 합니다.다른 세포는 DMSO 함량에 대해 다른 민감성을 가질 수 있지만 현재 세포 투여 중에 DMSO를 사용하여 화합물을 혼합하는 것이 일반적으로 받아들여지고 있습니다. 최종적으로 DMSO의 농도는 0.1% 이내로 통제되며 즉 1ml의 배양액에서 DMSO의 용량은 1μl을 초과해서는 안 됩니다. 이 비율을 초과하면 약물의 농도를 높이거나 물에서 희석 방법을 사용하여 DMSO의 사용량을 줄일 수 있습니다.

동물 실험에서 DMSO를 어떻게 정상적인 사용할까요?

DMSO는 동물 실험에서 약물의 용해에 주로 사용됩니다. 이전 문제에서 약물의 용해 방법을 소개했습니다(문서 끝의 링크 참조). 근데 약물을 용해할 때 먼저 공용 용매의 독성을 생각 하고 용해도도 생각 해야 합니다. 독성 비율을 초과한다면 약물을 용해하기 위해서는 이 방법을 포기해야 합니다.

위의 독성 테스트 데이터를 보면 DMSO가 동물천체에 대해 독성은 세포보다 낮습니다. 그래서 이평 등은 동물 투여 중에DMSO의 총 약투여량의 10%-20%를 사용할 수 있다고 봅니다[11]. 예를 들어 쥐의 구강 투여 용량은 10mL/kg이고 20g 쥐의 단일 투여 용량은 약 100-200μl이고 DMSO의 용량은 약의10%-20%로 즉 20-40μl로 제어되어야 합니다.

동물 실험에서 축장 되는 DMSO의 용량

주의: 사용되는 DMSO의 용량은 참고용입니다. 동물이 체중 감소/식욕 감소와 같은 부작용 증상을 보이면, DMSO 사용량을 줄여해야 합니다. 일반적으로 DMSO 사용량을 최소화하는 것입니다.

DMSO 사용 시 주의 사항

1.피부 접촉 피하기: 연구에 따르면 DMSO는 분자량이 작아서 피부를 통해 쉽게 흡수됩니다. 피부가 DMSO에 긴 시간 노출되면 소규모의 지역적 자극, 예를 들면 피부 자극, 가려움증, 연소감 등이 나타날 수 있습니다. 실험 중에는 1%-5% 암모니아 수를 준비하면 좋습니다. 피부에 접촉되면 대량의 물로 세척한 후 희석된 암모니아 수로 세척해야 합니다; 황산아미드 약품은 피부를 침투할 수 있으며 특정 조건에서 독성 물질을 피부에 들어갈 수도 있습니다;

2.DMSO 흡입 피하기: DMSO를 흡입하는 가장 흔한 결과는 메스꺼움, 구토 및 숨을 쉬면서 마늘, 양파, 조개의 냄새가 나오는 것입니다. 고농도 및 대면적 사용은 신경 기능에 영향을 미치고 혈액 균열을 일으킬 수 있기 때문에 사용 시 증발을 피해야 합니다.

마지막으로 이번 호에서DMSO에 대한 기본 지식과 실험에서의 적용 방법을 소개했습니다. DMSO에 다른 이해를 있나요? DMSO는 독성을 가지고 있지만 계속 사용할 수 있습니다; 적절한 대체품을 아직 찾지 못했을 때 실험에서 DMSO를 적절하게 적용하여 연구 데이터를 얻는 것은 여전히 허용됩니다. 다른 의견을 있으면 댓글을 남기거나 아래 그룹 채팅에 참여하여 함께 토론해 주세요!