カドミウム塩による副腎細胞機能の変調1.塩化カドミウムの基底およびACTH刺激によるステロイド生成への影響

Modulation of adrenal cell functions by cadmium salts. 1. Cadmium chloride effects on basal and ACTH-stimulated steroidogenesis.

• O P Mgbonyebi
• C T Smothers
• J J Mrotek

抄録

20α-ヒドロキシ-4-プレグネン-3-オン（20-DHP）を分泌する培養Y-1マウス副腎腫瘍細胞を使用して、基底および最大刺激ステロイド分泌に対する増分塩化カドミウム（CdCl2）濃度の急性非致死効果を調査した。さらに、4 時間のインキュベーション中の累積 CdCl2 効果、効果の可逆性、および生存率を決定した。細胞は、CdCl2の有無にかかわらず、0.5 IU（約1.5 microM）アドレノコルチコトロピン（ACTH）の有無にかかわらず、1mlの無血清イーグルミニマルエッセンシャル培地（FMEM）でインキュベートしました。インキュベーションに続いて、細胞生存率をトリパンブルー排除を用いて定量した。実験的インキュベーション培地に分泌された20-DHPをラジオイムノアッセイで測定した。10.0マイクログラム/ml以上のCdCl2レベルは、用量依存的な方法で有意に基底30分ステロイド分泌を阻害し、ACTH刺激ステロイド分泌は有意にレベル5.0マイクログラム/ml以上によって阻害された。カドミウムイオンの存在下または非存在下でのすべてのコントロールおよび刺激された細胞の少なくとも80％はトリパンブルーを除外した。ACTH刺激ステロイド分泌の減少は、任意のカドミウム濃度レベルでの基底ステロイド分泌の減少よりも大きかった。刺激されたステロイドホルモン分泌を50％減少させるCdCl2濃度（IC50）は45.0マイクログラム/mlであった。0.5から4時間に至るまでの期間のいずれかの5.0、10.0、45.0または500.0マイクログラムCdCl2 / ml FMEMにY-1細胞を曝露すると、時間依存的な方法でACTH刺激ステロイド分泌を阻害した。ACTHの有無にかかわらず、10.0、45.0または500.0マイクログラムCdCl2 / ml FMEMに30分暴露した後、カドミウムの阻害は不可逆的であった。5.0 マイクログラムCdCl2/mlを使用した場合、ACTHを単独で含む培地で再培養することにより、基底および刺激された阻害は可逆的であった。ACTH刺激ステロイド産生に対するカドミウムの影響が比較的大きいことから、カドミウムがACTH細胞膜受容体複合体とコレステロール側鎖切断ミトコンドリア酵素との間の速度制限された伝達系を調節していることが示唆された。しかし、カドミウムの基底分泌への影響は、非律速系のステロイド生成経路への影響を示唆していた。

Cultured Y-1 mouse adrenal tumor cells, which secrete 20-alpha-hydroxy-4-pregnen-3-one (20-DHP), were used to investigate the acute nonlethal effects of incremental cadmium chloride (CdCl2) concentrations on basal and maximally stimulated steroid secretion. In addition, cumulative CdCl2 effects during 4-hr incubations, effect reversibility, and viability were determined. Cells were incubated in 1 ml serum-free Eagle's Minimal Essential Medium (FMEM) with or without 0.5 IU (ca. 1.5 microM) adrenocorticotropin (ACTH) in the presence or absence of CdCl2. Following incubation, cell viability was quantitated using trypan blue exclusion. The 20-DHP secreted into the experimental incubation medium was measured by radioimmunoassay. CdCl2 levels of 10.0 micrograms/ml or greater significantly inhibited basal 30 min steroid secretion in a dose-dependent manner; ACTH-stimulated steroid secretion was significantly inhibited by levels 5.0 micrograms/ml or greater. At least 80% of all control and stimulated cells in the presence or absence of cadmium ions excluded trypan blue. The reduction in ACTH-stimulated steroid secretion was greater than the reduction in basal steroid secretion at any cadmium concentration level. The CdCl2 concentration that reduced stimulated steroid hormone secretion by 50% (IC50) was 45.0 micrograms/ml. Exposing Y-1 cells to either 5.0, 10.0, 45.0 or 500.0 micrograms CdCl2/ml FMEM for periods ranging from 0.5 to 4 hr inhibited ACTH-stimulated steroid secretion in a time-dependent manner. After 30 min exposure to 10.0, 45.0 or 500.0 micrograms CdCl2/ml FMEM with or without ACTH, cadmium inhibition was irreversible. When 5.0 micrograms CdCl2/ml was used, basal and stimulated inhibition was reversible by reincubating in medium containing ACTH alone. The relatively greater cadmium effects on ACTH stimulated steroidogenesis might suggest that cadmium modulated the rate-limited transducing system between the ACTH plasma membrane receptor complex and cholesterol side-chain cleaving mitochondrial enzymes. However, cadmium influences on basal secretion indicated effects on the non-rate-limited steroidogenic pathway.