Paraxanthine安全和相比咖啡因

1介绍

咖啡因,中枢神经系统(CNS) methylxanthine类的兴奋剂,是由天然的叶子、种子、水果和许多植物,包括茶叶、可可豆,咖啡豆,瓜拉那和可可果。咖啡因已经“通常被认为是安全的”或肝自1959年以来0.02%的限制(200 ppm) cola-type饮料(医学研究所,2014年),但增加了服务水平以及其直接除了可乐以外的各种各样的食品,包括冰淇淋、照片,口香糖和能量棒。为此,每日总消费和全球接触咖啡因缓慢增加。

意味着咖啡因摄入量之间在美国范围内25 mg 2到11岁的儿童在老年人超过200毫克。在美国50 - 59岁岁成年人,消费的第90个百分位的摄入量是2014年估计为450毫克/天(医学研究所,2014年)。咖啡因是通常的形式消耗咖啡。通常是晋升为战斗疲劳症,促进能量水平(埃文斯et al ., 2022)、精神过敏(陈et al ., 2020)和抑制食欲(Sirotkin Kolesarova, 2021)。尽管有这些所谓的好处,咖啡因的摄入也伴随着不利影响某些消费者敏感的兴奋剂。这些影响可以部分解释为由于咖啡因代谢的差异,导致亚种群的个体被分为缓慢或快速咖啡因的代谢(Cornelis et al ., 2016)。分化成这些子组发生基于多态性CYP1A2的表达,主要参与咖啡因代谢酶(陈et al ., 2015)。CYP1A2的表达的差异决定了咖啡因的速度将体内的代谢和消除,最终影响潜在caffeine-induced副作用当咖啡因存在于体内过剩。而快速的代谢经常报道一些咖啡因使用后的副作用,缓慢的咖啡因的代谢更容易遭受由于过多的咖啡因摄入量caffeine-induced心动过速和失眠。同样,某些人更有可能体验caffeine-induced焦虑,这也是基于遗传倾向。研究表明,这些影响是腺苷受体介导的,得罪,咖啡因会产生anxiogenic效果的腺苷A1受体和负责(Alsene et al ., 2003;蔡尔兹et al ., 2008)。单核苷酸多态性(snp)的证据腺苷酸受体的基因可能影响这些人对咖啡因的反应,因为他们一直在焦虑与更大的增加咖啡因摄入量。此外,一些研究表明更严重的健康风险中咖啡因的代谢缓慢,如高血压和急性心肌梗死的风险增加,咖啡消费量增加(Cornelis et al ., 2006;使et al ., 2009)。因此,另一种兴奋剂与相似的好处和低毒性。

7-dimethylxanthine Paraxanthine(1)是一种代谢物的咖啡因,可以发现少量在某些食品中自然包括绿色的咖啡豆,子叶的叶子一种Coffea阿拉比卡,可可树的东西可可水果,烤咖啡豆,鲜花和西西里柑橘橙花蜂蜜(沃勒et al ., 1983;卡柏和鲍曼,1985;Kretschmar鲍曼,1999;郑X.-Q。et al ., 2004);Arnaud 2011;Bothiraj et al ., 2020;加戈et al ., 2021)。然而,它主要是发现咖啡因的主要代谢物,占大约70%的咖啡因摄入的-72% (Stavric 1988)。Paraxanthine已被证明有几个相同的益智药好处咖啡因,包括改善认知、短期记忆、持续关注石南的成年人(邢et al ., 2021;Yoo et al ., 2021)和有益的认知影响帕金森病动物模型(徐et al ., 2010;邢et al ., 2021;Yoo et al ., 2021)。此外,有益对身体耐力和运动性能的影响,观察咖啡因使用(客人et al ., 2021)也被建议paraxanthine (贼鸥et al ., 2022)。从力学上看,这些效应是由一个类似的机制对咖啡因和paraxanthine,充当腺苷A1受体的拮抗剂和负责(斯奈德et al ., 1981;洛根和卡尼,1984年;费雷et al ., 1991;Orru et al ., 2013)。尽管有这些相似之处机制,据报道,有潜在的腺苷受体亲和力的差异,为腺苷A1 paraxanthine表现出更高的约束力的效能在马前脑和负责受体(周和Vickroy, 2003在大鼠()和更强的运动激活效果Orru et al ., 2013相对于咖啡因)。此外,paraxanthine,但不是其他methylxanthines(咖啡因、可可碱、茶碱)已经被证明能够加强一氧化氮神经传递;有关血流量增加和后续有氧运动性能和心血管健康的变化(费雷et al ., 2013)。从临床研究管理咖啡因和paraxanthine健康受试者表明咖啡因产生一个更大的相对于paraxanthine增加舒张压(波诺维奇et al ., 1995),它似乎是合理的,相对较低的血压增加后paraxanthine咖啡因摄入量相比,可能是由于paraxanthine对一氧化氮的影响生产。从其他methylxanthine Paraxanthine也是独特的兴奋剂,它似乎具有抗焦虑的活动(Costentin et al ., 2009;Okuro et al ., 2010)。虽然人类毒性研究paraxanthine稀缺,但很少有研究在人类进行展示缺乏不良事件(邢et al ., 2021;Yoo et al ., 2021)。事实上,一种改进的安全性paraxanthine相比,咖啡因被建议基于来自临床的证据在体外和在活的有机体内研究(温斯坦et al ., 1975;雷纳,1982;Nakatsuka et al ., 1983;et al ., 1986;Stavric 1988;医学研究所(美国),2001年;Gressner et al ., 2009;蒙泰罗et al ., 2016)。这些研究包括报告paraxanthine滥用倾向较低和不协调的滥用联系影响咖啡因(Lazenka et al ., 2015);除了减少致染色体断裂的相对于咖啡因(温斯坦et al ., 1975),它会导致DNA损伤比咖啡因(雷纳,1982);展品咖啡因(相比更少的细胞毒性Gressner et al ., 2009);并导致胎儿畸形的发生率和吸收速率较低在子宫内接触(Nakatsuka et al ., 1983;et al ., 1986)。此外,临床前安全评价结果paraxanthine (ENFINITY™)巧妙的原料,生产的石油醚证明缺乏诱变和基因毒性(紫癜et al ., 2021)。此外,paraxanthine没有导致死亡或毒性在28 - 90天的反复给药的口服毒性研究(300毫克/公斤体重/天)(紫癜et al ., 2021)。因此,没有观察到的不利影响水平(科学)被确定为≥300毫克/公斤体重/天,男性和女性的最高剂量测试,Wistar鼠。

鉴于许多人挣扎在使用咖啡因的麻烦的后果,paraxanthine代表一个潜在的吸引力methylxanthine替代实现类似兴奋剂咖啡因与改进的安全性影响,基于上述观察从几项研究(例如,paraxanthine抗焦虑的活动,和相对于咖啡因滥用倾向低、少clastogenicity和细胞毒性;和更低的胚胎毒性)。然而,为了证明使用paraxanthine作为食品原料或用于膳食补充剂膳食成分咖啡因替代,其安全性必须彻底的特点和比较的咖啡因。在美国,加入新的食品原料市场要求成分是一个批准的食品添加剂或肝的用途。另外,一个新的膳食成分(NDI)进入市场之前必须通知FDA在膳食补充剂市场。这些上市前的盖茨确保食品和新膳食成分这部小说已被评估对消费者安全风险降到最低。

而一般毒性paraxanthine支持缺乏毒性,目前尚不清楚的潜在毒性如何paraxanthine咖啡因分子比较。因此,本研究的目的是独立的安全评估paraxanthine (Rarebird Inc .)消费和咖啡因的摄入的安全性进行比较使用相同的动物模型通过一连串的毒理学研究按照国际准则,包括诱变(细菌回复突变在体外哺乳动物染色体畸变),基因毒性(在体外哺乳动物细胞基因突变)和急性,sub-acute sub-chronic口服毒性研究。

2材料和方法

2.1测试文章

Paraxanthine (1 7-dimethylxanthine CA 611-59-6)被Rarebird提供,Inc .(圣莱安德罗,CA)和上海Bettersyn生物科技有限公司生产的有限公司批量数量很多的Paraxanthine用于这些研究是:20-04A 20-10A, 20-12A。证书的分析报道很多纯度为98.6 -99.56%。比较复合,咖啡因(1、3、7-trimethylpurine-2 6-dione,中科院58-08-2,批批号190224 - p - 033),是由使用Industrializados del咖啡馆,S.A. (Domicilio Conocido, San Pablo Coapan Naolinco,已经91400年,墨西哥)。基于预制剂试验的结果进行分析验证研究中,羟丙甲纤维素(HPMC, 1% (w / v)]在超纯水1型被用作工具准备paraxanthine和咖啡因的配方。配方是准备新鲜的政府之前,和剂量确认使用高效液相色谱法分析来验证浓度。所有的实验都在国歌生物科学执行分公司,临床前研究的部门,Bommasandra,班加罗尔。

2.2在体外诱变和基因毒性研究

2.2.1艾姆斯测试

本研究按照经合组织指导方针进行(471号,2020年)和符合良好实验室规范(GLP)的经合组织原则(1号,1997)。试剂和媒体没有事先按照准则要求成分(没有任何变化经合组织,2020年)。测试菌株被选为每471年经合组织的指导方针,和包括在内鼠伤寒沙门氏菌TA98、TA100 TA102、TA1535 TA1537(分子毒理学,Inc .)。

诱变的研究是在3000 .0浓度,949.5,300.0,94.9和30.0µg paraxanthine /板使用预孵化方法(包括一个30分钟前潜伏期孵化在电镀前35°C)其次是标准板合并方法(没有前潜伏期)和没有代谢bioactivation系统(鼠肝脏S9微粒体分数)。分析进行了一式三份,同时控制测试(车辆、积极和不育控制)。细菌回复突变的殖民地被数手动48 - 72 h孵化后37°C±1°C。

评估诱变,诱变因子(测试项的回复突变体÷回复突变体在车辆的数量)是使用。对TA98菌株,助教1535年和1537年助教,至少增加三倍殖民地相比,所需的车辆控制价值表明诱变效应。助教菌株100和102年助教,殖民地增加2倍相比,车辆控制被认为是象征的诱变效应。测试项目也被认为是诱变剂如果重现,剂量增加的数量在一个或多个观察菌株回复突变的殖民地。

2.2.2在体外哺乳动物细胞基因突变试验

本研究按照经合组织指导方针进行(490号,2016)(经合组织,2016年经合组织)和符合良好实验室规范(GLP)原理(1号,1997)。培养小鼠淋巴瘤细胞(L5178Y TK±3.7.2C) 6×10⁶细胞/文化(2复制/条件)处理paraxanthine(300、150、75和37.5μg /毫升),车辆(1% DMSO)、苯并[a]芘(2.5μg /毫升,积极控制代谢激活)的存在,或4-Nitroquinoline N-Oxide(0.1μg /毫升,积极控制没有代谢激活)∼4 h在缺乏或代谢活化系统的存在(S9)。有一个为期两天的表达文化时期,然后镀在缺乏Trifluorothymidine (TFT) 1.6∼细胞/好(2盘/文化)“non-selection”和在TFT(3μg /毫升)在∼2000细胞/(4板/文化)“TFT-selection”。突变枚举了10至12天的孵化。

2.2.3染色体畸变

本研究按照经合组织指导方针进行(475号,2014)(经合组织,2014年经合组织)和符合良好实验室规范(GLP)原理(1号,1997)。男性(n = 35)和女性(n = 35)雄性SD (CD (SD) IGS)大鼠中(6 - 7周大开始治疗)是来自Hyalasco生物技术(印度)和随机分配到五组:汽车包含1% HPMC老鼠(n = 10 /性),接受环磷酰胺阳性对照组(40毫克/公斤i p, n = 5大鼠/性),或25 (n = 5大鼠/性),50 (n = 5大鼠/性),或100毫克paraxanthine /公斤(n = 10大鼠/性)。所有组收到各自的测试项配方作为单剂量口服填喂法(剂量体积10毫升/公斤b·w。)。大鼠观察临床症状,发病率和死亡率,体重在研究过程中。所有老鼠都接受中期逮捕代理,秋水仙碱(4毫克/公斤,i . p。),牺牲前3 - 4小时。牺牲后二氧化碳(有限公司₂)吸入,骨髓样本收集在12 - 13 h (n = 5大鼠/性从1 - 5组)或24 h (n = 5大鼠/性从组1和5)从上届政府。从胫骨和股骨骨髓样本收集,处理和组织学检查。幻灯片(4幻灯片/鼠)沾染色溶液(10% v / v)和染色体和染色单体的畸变。至少200人可读的中期细胞每鼠得分结构异常。细胞毒性也评估通过计算每个动物的细胞有丝分裂指数(1000细胞/动物)。

2.3在活的有机体内动物研究

2.3.1动物伦理

所有的研究综述了动物和动物伦理委员会批准的机构(IAEC)。批准协议数量为每个研究如下:IAEC协议数字ABD / IAEC /公关/ 209-20-23 (在活的有机体内哺乳动物染色体畸变试验);ABD / IAEC /公关/ 202-20-23(最大耐受剂量研究);ABD / IAEC /公关/ 203-20-23 (14);和ABD / IAEC /公关/ 167-18-21(90天)。照顾动物是按照委员会的规定控制和监督的目的动物实验(CPCSEA)实验动物指南发表在《公报》的印度,1998年和实验动物保健的评估和认证协会国际(AAALAC)。

2.3.2动物,住房条件和饮食

雄性和雌性的雄性SD (CD (SD) IGS)中,一些来自Hylasco生物技术(印度)分公司,Telangana随机化前和习惯。所有老鼠的健康状态评估是一个兽医研究开始之前,确保只有健康的动物。动物们被安置在标准实验室条件下,对环境监测和空调房间里有足够的新鲜空气供应(10 - 15每小时换气次数)。在这三个在活的有机体内研究,室内温度和相对湿度的范围在19.2°C (24.5°C和41% - -70%,分别在研究期间的12 h光明与黑暗周期。动物被安置在一个标准的聚碳酸酯笼和清洁热压处理过的玉米棒子是提供床上用品材料。水和γ辐照饲料(Altromin spezialfutter Gmbh co。公斤)随意。

2.3.3急性口服毒性研究

这项研究是在423年根据经合组织指导方针(TG进行经合组织指导测试的化学物质。急性口服毒性剂量水平和gh分类除外)(经合组织,2002年经合组织)和符合良好实验室规范(GLP)原理(1号,1997)。女性雄性sd大鼠中(n = 30, 8 - 12周大的时候治疗)禁食过夜和治疗在一个逐步的过程(n = 3动物/组/步骤),口服填喂法如下:paraxanthine剂量100毫克/公斤,125毫克/公斤,200毫克/公斤,375毫克/公斤,500毫克/公斤,750毫克/公斤,1000毫克/公斤,3750毫克/公斤,或5000毫克/公斤(剂量体积10毫升/公斤体重)。车辆控制组1% (w / v)羟丙甲纤维素在超纯水1型解决方案准备。缺乏或存在compound-related死亡率的动物给一步确定下一步的剂量。政府后,所有的动物被观察到20 - 30分钟,1 h±10分钟,2 h±10分钟和4 h±10分钟,6 h±10分钟后剂量;每天一次临床体征和每天两次死亡率和发病率为14天。身体的重量也记录在整个研究。15天,幸存的动物安乐死的有限公司₂并受总值验尸检查。所有的动物被发现死亡或垂死的安乐死,也受到总值验尸检查。

2.3.4 Repeat-dose 14天口服毒性研究

本研究是在遵守经合组织原则进行良好实验室规范(GLP)(1号,1997)。动物雄性和雌性大鼠(n = 20 /性别,年龄7 - 8周治疗)时被随机分配接受车辆控制(HPMC 1% (w / v)准备在超纯水1型),或低(50毫克/公斤体重)、中期(100毫克/公斤体重)或高剂量(150毫克/公斤体重)的paraxanthine老鼠(n = 5 /性/组)。测试项目是由口腔填喂法每天一次连续14天(剂量体积的5毫升/公斤。w。)。所有的动物一天一次观察临床症状,死亡率、发病率和一个详细的临床检查每天两次进行一周一次。同样,身体重量和饲料消费记录在每周的间隔。最后实验时间(15天),血液样本(从轻微异氟烷麻醉下retro-orbital丛)收集在一夜之间从禁食动物血液学、凝固和临床化学分析。安乐死后有限公司₂总值,动物进行病理检查和收集指定器官组织病理学评价用苏木精和伊红。检查身体的外表面,所有的孔,头、胸和腹部腔及其内容也执行。因为治疗相关病变没有观察到高剂量组,只在收集所有组织进行组织病理学检查的车辆控制和高剂量组。

2.3.5 Repeat-dose 90天口服毒性研究

本研究按照经合组织指导方针(经合组织进行测试指导408(采用2018年6月25日)(经合组织,2018年经合组织)和符合良好实验室规范(GLP)原理(1号,1997)。一百和五十个男性和女性(75男性和75女性)雄性sd大鼠中(5 - 6周的年龄治疗)时被随机分配接受车辆(HPMC 1% (w / v)准备在超纯水1型),paraxanthine(100、150、或185毫克/公斤体重),或咖啡因(150或185毫克/公斤体重,n = 10动物/性/组)每日90天口服填喂法(剂量量5.0毫升/公斤体重)。额外的高剂量paraxanthine(185毫克/公斤体重),高剂量咖啡因(185毫克/公斤bw动物)和车辆对待动物(n= 5动物/性/组)作为复苏组在测试项目退出28天的动物。所有的动物研究中观察到毒性的迹象,直到研究结束的时期,包括死亡率、发病率、临床症状、体重和饲料消费。眼科检查(13至17周),笼旋转和神经系统检查/功能观察电池测试(12和17周)也进行了。回家的功能观察电池测试包括:笼式测量,手持测量,开放的实地测量,测量反射测量,神经肌肉和生理测量。临床病理学测量包括尿液(13个主要研究小组,每周17复苏组)、血液学、临床化学、凝固和荷尔蒙分析从对待动物91天或119天复苏组动物进行评估。终端阴道细胞学也评估在90年和118年。血清T4、T3和TSH被量化通过ELISA试剂盒与标准样品在重复运行(Endocrinetech, 021921)。所有幸存的动物安乐死的有限公司₂在91年和119年为主要研究和恢复组,分别。详细的总值验尸包括身体的外部表面的检查,所有的孔,头、胸和腹部腔及其内容。安乐死,几个器官从主学习小组(车辆和高剂量paraxanthine和caffeine-treated动物)是重处理和组织病理学检查与苏木精和伊红。实验过程中演示的时间表图1。

2.4统计

统计分析使用图垫棱镜版本5.03,图垫软件。参数分析了通过一个未配对的学生t(双尾),或一个单向方差分析Dunnett的紧随其后事后根据实验测试组相比较。确切概率法被用来分析每组总异常细胞染色体畸变试验相比,车辆控制。LD₅₀据估计在Microsoft Excel中使用概率元分析。男性和女性的数据被认为是单独进行分析。离群值计算使用Grubbs测试。分析和比较都是评估在95%的置信水平(p< 0.05)。

3的结果

3.1在体外研究

3.1.1艾姆斯测试

的潜在诱变paraxanthine调查测试其恢复的的能力鼠伤寒沙门氏菌在没有和存在代谢bioactivation (S9)。初步毒性研究表明,最高浓度的paraxanthine(3000 .0µg /板)没有细胞毒性板合并方法或预孵化方法没有S9 /。主要实验,意味着他在paraxanthine-treated +回复突变的细胞数量与车辆(DMSO)控制的板合并方法和预孵化方法有/没有S9 (图2模拟)。另一方面,积极控制显示诱变反应没有S9活化,当有显著增加的数量与所有菌株+回复突变体板合并法和预孵化法,与诱变因素范围在2.3和56.1之间。因此,paraxanthine non-mutagenic在测试浓度(3000 .0,949.5,300.0,94.9和30.0µg /板)。

3.1.2在体外哺乳动物细胞基因突变试验

paraxanthine也调查使用的潜在诱变活性L5178Y TK±小鼠淋巴瘤细胞,通过评估的能力paraxanthine诱导基因突变和/或结构染色体损伤TK位点(TK^{+ /−}→TK^−−/)。细胞毒性评价的初步实验,在没有观察到剂量减少测试的相对总增长在任何浓度的测试项目(∼4 h)和存在(∼4 h)的代谢活化系统。基于这些结果,浓度的300年,150年、75年和37.5μg / mL被选为主要诱变研究。

在S9缺席的情况下,没有显著差异的频率突变体观察到的任何测试paraxanthine浓度(图3一)。另一方面,在S9的存在,有统计上显著的增加的频率TK突变体在75年,150年和300年µg paraxanthine /毫升(图3 b)。也有剂量依赖性增加剂量的TK基因突变检测在S9的存在(p< 0.05)。的结果表明,浓度高达300μg /毫升,paraxanthine诱发TK基因突变和/或TK位点的染色体突变培养小鼠淋巴瘤细胞的代谢活化。

3.1.3在活的有机体内哺乳动物骨髓染色体畸变试验

这项研究进行了评估的染色体畸变潜力paraxanthine老鼠的骨髓被口头填喂法。所有剂量的paraxanthine耐受良好,没有死亡率和发病率,体重没有变化或身体体重增加,和任何不良临床毒性观察到的迹象。而阳性对照组有显著提高的畸变细胞数量和总数量的细胞畸变与车辆控制老鼠相比,除了较低的细胞有丝分裂指数与车辆控制老鼠相比,治疗组之间没有显著差异,不同剂量的paraxanthine车辆相比对照组(表1)。因此,结果表明,paraxanthine不会导致骨髓染色体畸变或毒性的雄性sd大鼠中剂量100毫克/公斤体重。

3.2在活的有机体内研究

3.2.1急性毒性:最大耐受剂量的研究

最大耐受剂量研究确定急性全身毒性的潜力paraxanthine单剂量。没有负面影响体重或体重增加剂量的动物,一直延续到15天paraxanthine高达750毫克/公斤b·w。临床毒性观察不同剂量的迹象,和死亡的报道,5000年,3750年,1000年、750年和500毫克/公斤(补充表S1)。验尸结果显示出降低胸腺大小总值paraxanthine-treated老鼠(200、375、500和750毫克的paraxanthine /公斤体重)。然而,这些影响被假定是由于压力。基于这些结果,计算单剂量LD₅₀Paraxanthine是829.20毫克/公斤b . w .本研究的条件下。

3.2.2重复剂量毒性:14天的研究

接下来,14天重复剂量研究的系统性毒性潜在paraxanthine重复,每天换一次政府连续14天。老鼠的男女没有不良临床毒性的迹象,死亡率或发病率在整个实验周期。没有明显差异在女性身体体重增加(图4一);虽然身体体重明显降低(1 - 8天)在高剂量雄性(图4 b)。然而,这种效应只有在性;没有观察到第二周的观察;和没有不良饲料消耗的变化(图4 c, D)。这些变化也发现边际(3.42%)。因此,观察到的变化被认为是偶然的,non-adverse。同样,显著降低饲料消耗在周2(8 - 14天)在低剂量雄性(图4 d)是观察,也被认为是偶然的观察和non-adverse差异只有在性;没有观察到显著变化在第一周的观察;没有不良体重变化;和变化的边际。

临床化学,在钙有显著差异,胆固醇,和ALT paraxanthine-treated动物(补充表S2)。然而,变化视为non-adverse,因为依赖non-dose的关系;这些变化被观察到在一个单一的性和边际比控制;和任何其他相关参数的变化,如磷或钾被观察到。也在正常生理范围内的值。同样,毒物学地的比容观察与发现高剂量paraxanthine男性。剩下的临床化学和血液学参数测试组之间没有显著差异。

病理学评估总值在内部和外部,最小的管状扩张肾脏在高剂量paraxanthine组男性(1/5)。然而,变化被认为是偶然的类似病变观察车辆在一个男性(1/5)和女性(1/5)。没有明显差异绝对或相对器官重量、paraxanthine和车辆之间或组织病理学发现治疗组。

多动症的临床体征和反射亢进期间观察到剂量后观察paraxanthine收到的所有的动物。然而,所有的临床症状被发现被逆转在下次观察(约3 - 5 h)在同一天。从反射亢进是一个典型的刺激性化合物的反应,不视为不良事件。

3.2.3 Subchronic重复剂量毒性:为期90天的研究

90天重复剂量毒性研究进行比较时paraxanthine咖啡因的安全性由口腔填喂法每日连续超过90天。复苏组包含两个测试文章调查是否影响是持久或可逆。

3.2.3.1死亡率、发病率、临床症状、阴道细胞学和眼科检查

死亡率和发病率并没有观察到治疗组在车辆控制和paraxanthine测试项目。然而,死亡率在84年和85年报道的两只动物高剂量caffeine-treated组。

Paraxanthine-treated动物临床表现出极度活跃和反射亢进在两性在治疗期间的所有剂量和高剂量复苏组在治疗期间,预计由于药理类效果的测试项目。临床症状完全逆转的第二天观察治疗期间,和所有的动物在复苏期间显示正常行为。类似的瞬态异常报告在两个剂量的咖啡因组,其中动物显示多动症,穴居行为和增加部分眼睑下垂。

没有治疗相关眼科异常高剂量paraxanthine——或者caffeine-treated组对照组相比,车辆在眼科检查在13和17周。因为治疗相关的异常没有观察到高剂量组,低剂量组的检查没有执行。同样,所有女性的发情周期阶段在90年和118年证明没有治疗相关的不良反应有一个均匀分布的发情周期的阶段在所有的组。

3.2.3.2体重和饲料消费

体重(图5 a, B)和身体体重增加(图5 c, D)显著降低在不同时间点在整个研究两性的咖啡因和paraxanthine-treated老鼠车相比对照组。恢复身体的重量在两性对待测试化合物相比,并发车辆对照组。

有显著降低饲料消耗在高剂量雄性paraxanthine-treated剂量的咖啡因(图5 e, F)。然而,没有治疗相关副作用平均饲料消费女性处理咖啡因或paraxanthine相比,车辆在实验期间。

3.2.3.3神经检查/功能观察电池

有饲养数量显著减少,排尿,和脚张开caffeine-treated组(低和高剂量),和一个显著增加排便caffeine-treated组(高剂量)相比汽车组(表2;表3)。在高剂量paraxanthine-treated动物,有一个显著的减少排尿和饲养的复苏组雌性动物(补充表S3)。然而,由于影响只观察到在一个单一的性别和其他参数评估被发现是正常的;的影响被认为是偶然的。

基于这些发现,神经系统检查扩展到低剂量组的测试项目的日常评估临床症状。孤立的病例临床症状如警觉性,共济失调,增加运动活动,兴奋,和反复盘旋观察治疗组的两个测试项目;这些观察更突出caffeine-treated组。

3.2.3.4临床病理学

某些参数评估在临床化学和血液学评估(表4;表5显著不同的paraxanthine和caffeine-treated动物相比,控制。然而,这些变化被认为是偶然的,因为他们要么是non-dose依赖;值保持在正常健康的范围内;或发生在只有一个性别的差异值。剩下的临床化学参数,测试组之间没有显著差异(补充表S4, S5)。同样,在血液学参数组间没有明显差异。显著增加尿量的中、高剂量paraxanthine男性;比重低和中期paraxanthine剂量和高剂量咖啡因的女性;和尿液pH值高剂量咖啡因的女性相比,控制也观察到(补充表S6)。尿量显著增加在高剂量复苏paraxanthine男性相比,经济复苏对照组(补充表S7)。没有治疗相关的不良反应在临床化学参数恢复组动物各自的车辆相比对照组(补充表S8 S9)。

此外,这些发现的几个代表non-adverse因为他们没有伴随着组织病理学变化或器官重量的变化(表6;表7;表8)。尽管有统计上显著的差异在绝对的肾上腺器官重量paraxanthine治疗女性(中剂量);没有改变各自的相对器官重量也没有任何相关的微观研究。因此,绝对test-item-related没有考虑器官重量和减少的变化测定是偶然的。

没有外部或内部严重病理变化观察到任何的动物测试剂量水平或在车辆控制组。组织病理学检查而言,单一的情况下减少细胞结构在高剂量的胸骨paraxanthine和caffeine-treated男性被观察到。然而,观察没有考虑直接影响测试的项目但次要减少身体体重增加。所有其他的组织病理学研究中观察到所有的发现动物是自然界中零星的和缺乏一致性(补充表S9)。

4讨论

毒理学研究的电池paraxanthine(由Rarebird Inc .)的缺乏在体外和在活的有机体内毒性。,三个电池遗传毒理学研究的结果(细菌回复突变,哺乳动物的染色体畸变,哺乳动物细胞基因突变)表明paraxanthine non-mutagenic剂量测试。在急性口服毒性研究中,一个LD₅₀829.20毫克/公斤体重(bw) paraxanthine的决心。没有死亡或治疗相关副作用的观察评估参数后的14天重复剂量口服毒性研究每日口服低,中或高剂量的paraxanthine(100,或150毫克/公斤体重)。相同的研究结果中观察到subchronic repeat-dose 90天口服毒性研究paraxanthine的日常剂量185毫克/公斤bw导致作业剂量最高的科学测试。虽然没有死亡报告paraxanthine管理后,在两只动物死亡率报告高剂量caffeine-treated组(185毫克/公斤体重)。因此,90天的,科学研究是确定为150毫克/公斤体重的咖啡因。这些研究结果进行了总结图6。

遗传毒理学研究提供证据表明paraxanthine non-mutagenic。在艾姆斯测试,paraxanthine没有数量的增加导致五株回复突变体鼠伤寒沙门氏菌在浓度高达3000 ug /板。而在体外哺乳动物细胞基因突变试验表明paraxanthine(300μg /毫升)诱变TK位点的培养小鼠淋巴瘤细胞的代谢活化在活的有机体内哺乳动物骨髓染色体畸变试验证明缺乏的骨髓染色体畸变和毒性的雄性sd大鼠中剂量(100毫克/公斤体重)。当比较后者的两项研究,重要的是认识到利用哺乳动物细胞培养的缺点与一个在活的有机体内模型。虽然细胞系是有价值的研究工具,细胞系的行为可以改变文化相比,一个完整的有机体。类似的现象,已观察到这些基因毒性研究的发现与咖啡因,这是哺乳动物细胞诱变在文化而不是诱变当哺乳动物细胞培养的肝提取物含解毒酶(Nehlig Debry, 1994)。同样,咖啡和咖啡因缺乏诱变效应在活的有机体内。考虑到paraxanthine旨在成为一个成分在人类食物,的数据在活的有机体内哺乳动物骨髓染色体畸变试验更好的代表的影响试验项目在一个完整的动物。因此,可以得出结论,paraxanthine non-mutagenic在剂量100毫克/公斤体重。

虽然这些临床前研究重要的paraxanthine确定潜在的遗传毒性,在活的有机体内哺乳动物骨髓染色体畸变试验只涉及单一剂量的测试管理的项目。自从paraxanthine旨在被添加到食品提出长期摄入,在活的有机体内repeat-dose研究是必要的,以便更好地理解paraxanthine的毒理学资料。为了建立一个剂量可用于subchronic研究,最大耐受剂量研究首先进行评估paraxanthine的急性毒性。单剂量的paraxanthine口服填喂法高达750毫克/公斤/合著。在女性的雄性sd大鼠中没有显示出负面影响体重,或身体体重增加。此外,总值验尸检查发现没有治疗相关的不良反应。基于这些结果,计算单剂量LD₅₀paraxanthine 829.20毫克/公斤b·w。因此,LD₅₀paraxanthine是高于2.3倍的价值已经报道了咖啡因(LD₅₀367毫克/公斤b·w。) (亚当森,2016)。此外,LD₅₀paraxanthine决心是1601毫克/公斤体重在老鼠,另一项研究表明毒性可能甚至低于水平在本研究报告(紫癜et al ., 2021)。

Repeat-dose口服毒性随后在14天的研究评估。老鼠服用paraxanthine高达150毫克/公斤体重没有显示出治疗相关的不良影响体重,身体体重增加,饲料消耗,血液学,凝固或临床化学参数,器官重量、总病理结果,显微镜检查的组织或临床症状与车辆。虽然有显著差异在某些参数(饲料消费、体重、临床化学参数),毒物学地差别不明显。为了更好地评估paraxanthine subchronic毒性,随后repeat-dose为期90天的研究。

在90天重复剂量口服毒性研究中,没有在老鼠死亡率报告收到paraxanthine剂量185毫克/公斤,而死亡率中观察到两个老鼠收到相同的剂量的咖啡因。虽然身体体重的减少在paraxanthine-treated老鼠,减少身体体重增加也被指出在兴奋剂成分的其他研究已经评估,包括咖啡因(郑g . et al ., 2004;格林伯格et al ., 2006;Tabrizi et al ., 2019;Sirotkin Kolesarova, 2021)。事实上,植物化学物质,如methylxanthines,已报告促进减少身体的脂肪和减肥的肥胖者。的角色methylxanthines脂肪组织功能的调制曾被报道,和methylxanthines被认为是潜在物质治疗肥胖的新治疗方法的发展(Carrageta et al ., 2018)。自从剂量依赖性降低身体体重增加是一个预期的药理效应的测试项,观察和恢复身体体重增加在经济复苏期间,测试项目的影响(咖啡因和paraxanthine)减少体重增加并不能被看作是一个不利影响(郑g . et al ., 2004;Kobayashi-Hattori et al ., 2005;Sirotkin Kolesarova, 2021)。此外,相对预期/预期测试item-related药理paraxanthine对体重和体重增加的影响(更少的减少和恢复),而较低caffeine-treated动物。类似的发现在另一项研究观察被paraxanthine Wistar鼠(紫癜et al ., 2021)。在这项研究中,作者还报道,降低饲料消耗,身体体重和体重增加。建议的变化可能是由于增加methylxanthine-related生热作用和抑制食欲的变化。除了methylxanthines导致体重的变化,行为变化在paraxanthine-treated动物也可能由methylxanthine的影响。Paraxanthine-treated动物显示多动症的临床体征和hypereflexia,而caffeine-treated老鼠证明多动、挖掘和部分眼睑下垂。然而,并不认为是不良事件的影响第二天观察临床症状完全逆转。此外,所有这些发现在啮齿动物模型已报告暴露methylxanthines如咖啡因、茶碱和可可碱(Izawa et al ., 2010;Dalefield 2017;穆雷和Traylor, 2022年)。

一些参数评估在临床化学相比,paraxanthine和caffeine-treated动物明显不同的车辆控制。然而,类似于上述变化,差异被认为是non-toxicologically重大变化要么non-dose依赖;值保持在一个正常、健康的生理范围;或发生在只有一个性别的差异值。此外,这些发现的几个代表non-adverse因为他们没有伴随着组织病理学变化或器官重量的变化。少数组织病理学观察发现被认为是偶然或背景中使用的雄性sd大鼠中研究他们在自然和缺乏一致性(零星的麦克因尼斯,2012)。尿分析参数的显著差异paraxanthine caffeine-treated老鼠被认为是偶然的,和尿量的增加可能是由于利尿剂效果的测试项目(Osswald进行Schnermann, 2011)。

整体,得出的结论是,没有治疗相关的外部或内部严重病变,器官重量的差异,或对尿液的影响,激素参数、血液学、凝固在任何的动物测试剂量水平的paraxanthine相对于对照组。这些结果符合研究从先前的90天在Wistar鼠毒性研究,管理paraxanthine从不同的原料供应商。在这项研究中,作者报道,科学的最高剂量(300毫克/公斤体重)测试因为没有治疗相关的不良反应(紫癜et al ., 2021)。同样,在目前的研究中,科学确定最高剂量测试。然而,本研究的科学价值的限制高层研究,表明真正的subchronic科学可能超过185毫克/公斤,被紫癜和他的同事们证明(紫癜et al ., 2021)。

基于上述研究结果,结果表明paraxanthine的条件下是安全的,同时这些研究,没有治疗相关副作用的毒理学意义的老鼠暴露在所有剂量的paraxanthine。相对,预期/预期测试item-related药理paraxanthine对体重和体重增加的影响被发现是少(更少的减少和恢复)相比caffeine-treated动物。此外,死亡率在caffeine-treated动物,所有的动物研究paraxanthine组中幸存下来。鉴于上述结果,paraxanthine决心的,科学是185毫克/公斤体重和咖啡因,科学是150毫克/公斤体重在雄性和雌性的雄性sd大鼠中曾经连续90天日常管理由口腔填喂法实验条件。这些发现打开未来的讨论paraxanthine是否可能比咖啡因更安全。

数据可用性声明

最初的贡献提出了研究中都包含在这篇文章/补充材料,进一步的调查可以针对相应的作者。

道德声明

动物研究是动物伦理委员会审查和批准的机构(IAEC)。批准协议数量为每个研究如下:IAEC协议数字ABD / IAEC /公关/ 209-20-23 (在活的有机体内哺乳动物染色体畸变试验);ABD / IAEC /公关/ 202-20-23(最大耐受剂量研究);ABD / IAEC /公关/ 203-20-23 (14);和ABD / IAEC /公关/ 167-18-21(90天)。

作者的贡献

所有实验,在国歌正式数据管理和统计分析进行生物科学pvt Ltd .)的临床前研究,Bommasandra,班加罗尔。SS-investigation、监督和审查的数据,撰写初稿;AC-investigation、研究设计、监督;NG-investigation、监督资源;CH-conceptualization、调查、研究设计、监督和审查的数据。所有作者参与修订手稿和批准的最终版本的手稿。

资金

本研究获得资助陶醉Technologies, Inc .的资助者决定公布结果,但是没有参与研究设计,数据收集、分析、解释数据,或写作本文的准备。所有作者声明没有任何利益冲突。

确认

作者要感谢实验工作,完成临床前研究部门的国歌生物科学之中。

的利益冲突

所有作者(SS、AC、NG和CH)是受雇于KGK科学,Inc .研究收到资金从狂欢技术,Inc .的资助者KGK科学公司委托设计和监督的进行研究,并准备手稿。实验工作和分析结果完成临床前研究部门国歌生物科学pvt Ltd .资助者决定发布结果。所有作者声明没有其他利益冲突和没有任何经济利益的营销paraxanthine。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

补充材料

本文的补充材料在网上可以找到:https://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/ftox.2023.1117729/full补充材料

引用