An important mechanism of chemical toxicity is the induction of oxidative stress through the production of excess reactive oxygen species (ROS). In this study, we show that the level of drug-induced ROS production between NRK52E and HepG2 cells is significantly different for several marketed drugs and a number of Takeda's internal proprietary compounds. Nifedipine, a calcium channel blocker and the initial focus of the study, was demonstrated to promote in vitro ROS production and a decrease in cell viability in NRK52E cells but not HepG2 cells. ROS production after nifedipine treatment was inhibited by a NOX inhibitor (GKT136901) but not the mitochondrial NADH dehydrogenase inhibitor, rotenone, suggesting that nifedipine decreases NRK52E cell viability primarily through a NOX-mediated pathway. To understand the breadth of NOX-mediated ROS production, 12 commercially available compounds that are structurally and/or pharmacologically related to nifedipine as well as 172 internal Takeda candidate drugs, were also evaluated against these two cell types. Over 15% of compounds not cytotoxic to HepG2 cells (below 50 μM) were cytotoxic to NRK52E cells. Our results suggest that a combination of cell viability data from both NRK52E and HepG2 cells was superior for the prediction of in vivo toxicity findings when compared to use of only one cell line. Further, the NRK52E cell viability assay is a good predictor of NOX-mediated ROS production and can be used as a follow up assay following a negative HepG2 response to aid in the selection of suitable compounds for in vivo toxicity studies.

中文翻译：

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使用大鼠肾上皮细胞对 ROS 诱导化合物进行新的表型细胞毒性测定

化学毒性的一个重要机制是通过产生过量的活性氧 (ROS) 来诱导氧化应激。在本研究中，我们表明，NRK52E 和 HepG2 细胞之间药物诱导的 ROS 产生水平对于几种市售药物和武田的一些内部专有化合物有显着差异。硝苯地平是一种钙通道阻滞剂，也是该研究的最初焦点，已被证明可促进体外 ROS 产生并降低 NRK52E 细胞而非 HepG2 细胞的细胞活力。硝苯地平处理后的 ROS 产生被 NOX 抑制剂 (GKT136901) 抑制，但不受线粒体 NADH 脱氢酶抑制剂鱼藤酮的抑制，这表明硝苯地平主要通过 NOX 介导的途径降低 NRK52E 细胞活力。为了了解 NOX 介导的 ROS 产生的广度，还针对这两种细胞类型对 12 种在结构和/或药理学上与硝苯地平相关的市售化合物以及 172 种武田内部候选药物进行了评估。超过 15% 的对 HepG2 细胞无细胞毒性的化合物（低于 50 μM）对 NRK52E 细胞有细胞毒性。我们的结果表明，与仅使用一种细胞系相比，来自 NRK52E 和 HepG2 细胞的细胞活力数据的组合在预测体内毒性结果方面更为出色。此外，NRK52E 细胞活力测定是 NOX 介导的 ROS 产生的良好预测指标，可用作 HepG2 阴性反应后的后续测定，以帮助选择合适的化合物进行体内毒性研究。还针对这两种细胞类型对 12 种在结构和/或药理学上与硝苯地平相关的市售化合物以及 172 种武田内部候选药物进行了评估。超过 15% 的对 HepG2 细胞无细胞毒性的化合物（低于 50 μM）对 NRK52E 细胞有细胞毒性。我们的结果表明，与仅使用一种细胞系相比，来自 NRK52E 和 HepG2 细胞的细胞活力数据的组合在预测体内毒性结果方面更为出色。此外，NRK52E 细胞活力测定是 NOX 介导的 ROS 产生的良好预测指标，可用作 HepG2 阴性反应后的后续测定，以帮助选择合适的化合物进行体内毒性研究。还针对这两种细胞类型对 12 种在结构和/或药理学上与硝苯地平相关的市售化合物以及 172 种武田内部候选药物进行了评估。超过 15% 的对 HepG2 细胞无细胞毒性的化合物（低于 50 μM）对 NRK52E 细胞有细胞毒性。我们的结果表明，与仅使用一种细胞系相比，来自 NRK52E 和 HepG2 细胞的细胞活力数据的组合在预测体内毒性结果方面更为出色。此外，NRK52E 细胞活力测定是 NOX 介导的 ROS 产生的良好预测指标，可用作 HepG2 阴性反应后的后续测定，以帮助选择合适的化合物进行体内毒性研究。还针对这两种细胞类型进行了评估。超过 15% 的对 HepG2 细胞无细胞毒性的化合物（低于 50 μM）对 NRK52E 细胞有细胞毒性。我们的结果表明，与仅使用一种细胞系相比，来自 NRK52E 和 HepG2 细胞的细胞活力数据的组合在预测体内毒性结果方面更为出色。此外，NRK52E 细胞活力测定是 NOX 介导的 ROS 产生的良好预测指标，可用作 HepG2 阴性反应后的后续测定，以帮助选择合适的化合物进行体内毒性研究。还针对这两种细胞类型进行了评估。超过 15% 的对 HepG2 细胞无细胞毒性的化合物（低于 50 μM）对 NRK52E 细胞有细胞毒性。我们的结果表明，与仅使用一种细胞系相比，来自 NRK52E 和 HepG2 细胞的细胞活力数据的组合在预测体内毒性结果方面更为出色。此外，NRK52E 细胞活力测定是 NOX 介导的 ROS 产生的良好预测指标，可用作 HepG2 阴性反应后的后续测定，以帮助选择合适的化合物进行体内毒性研究。我们的结果表明，与仅使用一种细胞系相比，来自 NRK52E 和 HepG2 细胞的细胞活力数据的组合在预测体内毒性结果方面更为出色。此外，NRK52E 细胞活力测定是 NOX 介导的 ROS 产生的良好预测指标，可用作 HepG2 阴性反应后的后续测定，以帮助选择合适的化合物进行体内毒性研究。我们的结果表明，与仅使用一种细胞系相比，来自 NRK52E 和 HepG2 细胞的细胞活力数据的组合在预测体内毒性结果方面更为出色。此外，NRK52E 细胞活力测定是 NOX 介导的 ROS 产生的良好预测指标，可用作 HepG2 阴性反应后的后续测定，以帮助选择合适的化合物进行体内毒性研究。