β-シクロデキストリンは、キラル薬物であるvenlafaxineとその代謝物に対する淡水藻類Spiny Scenedesmusの耐性を向上させることができた

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J. Hazard. Mater..2020 Jun;399:123076. S0304-3894(20)31065-7. doi: 10.1016/j.jhazmat.2020.123076.Epub 2020-06-03.

β-シクロデキストリンは、キラル薬物であるvenlafaxineとその代謝物に対する淡水藻類Spiny Scenedesmusの耐性を向上させることができた

β-cyclodextrin improve the tolerant of freshwater algal Spiny Scenedesmus to chiral drugs venlafaxine and its metabolite.

Wei Wang
Wenwen Gong
Shuangxi Zhou
Jiajun Han
Delin Qi
Han Qu

PMID: 32540709 DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.123076.

抄録

本研究では、ベンラファキシンに対する耐性を有する淡水藻類であるSpiny scenedesmus(S. scenedesmus)を対象に、藻類の除去能力を調査することを目的とした。ここでは初めてβ-シクロデキストリン（β-CD）のS. scenedesmusに対するvenlafaxineおよびO-desmethylvenlafaxineの毒性を低減し、除去能力を向上させる効果を評価した。藻類に対するR-venlafaxine（EC = 6.81 mg-L）及びR-O-desmethylvenlafaxine（EC = 3.36 mg-L）の毒性は，β-CD投与時の2倍以上であった（R-venlafaxineは10.64 mg L，R-O-desmethylvenlafaxineは11.87 mg L）。S-venlafaxine (11.07 mg L )とS-O-desmethylvenlafaxine (10.24 mg L )の間に有意な差が認められ、R型よりも毒性が強かった。また，β-CD存在下では，R-およびS-venlafaxineの半減期は0.8dおよび0.5dであり，それぞれ単独での半減期よりも明らかに短かった。さらに、β-CDはベンラファキシンとO-デスメチルベンラファキシンの除去に特に優れた性能を示しただけでなく、藻類に対するベンラファキシンの毒性を有意に減少させることが示された。これらの結果は、キラル薬物の除去や水生生物の保護に関連したβ-CDの利点を強調しており、将来的には環境や生態系の安全性を高めるためのより良い応用が期待される。

This study based on the freshwater algae Spiny scenedesmus (S. scenedesmus) with tolerance to venlafaxine aiming to investigate algae removal abilities. Here presented for the first time to evaluate the effect of β-cyclodextrin (β-CD) on reduce toxicity and enhance removal ability of venlafaxine and O-desmethylvenlafaxine to S. scenedesmus. Based on dose-response results, the toxicity of R-venlafaxine (EC = 6.81 mg·L ) and R-O-desmethylvenlafaxine (EC = 3.36 mg·L ) to algae were more than two times than those in the presence of β-CD treatment (10.64 mg L for R-venlafaxine and 11.87 mg L for R-O-desmethylvenlafaxine). The significant differences were observed between S-venlafaxine (11.07 mg L ) and S-O-desmethylvenlafaxine (10.24 mg L ), which were more toxic than R-forms. The half-lives of R- and S-venlafaxine were 0.8 d and 0.5 d in the presence of β-CD, which were obvious shorter than those in alone treatments. In addition, our experiments not only demonstrated that β-CD performed particularly well for removal of venlafaxine and O-desmethylvenlafaxine, it significantly reduces the toxicity of venlafaxine to alga. These results highlight advantages of β-CD relevant to chiral drugs removal and protection of aquatic organisms, which may have a better application for environmental and ecological safety in future.