ADVERTISEMENT RETURN TO ISSUEArticleNEXTPhotocatalytic decomposition of water and photocatalytic reduction of carbon dioxide over zirconia catalystK. Sayama and H. ArakawaCite this: J. Phys. Chem. 1993, 97, 3, 531–533Publication Date (Print):January 1, 1993Publication History Published online1 May 2002Published inissue 1 January 1993https://doi.org/10.1021/j100105a001RIGHTS & PERMISSIONSArticle Views4450Altmetric-Citations432LEARN ABOUT THESE METRICSArticle Views are the COUNTER-compliant sum of full text article downloads since November 2008 (both PDF and HTML) across all institutions and individuals. These metrics are regularly updated to reflect usage leading up to the last few days.Citations are the number of other articles citing this article, calculated by Crossref and updated daily. Find more information about Crossref citation counts.The Altmetric Attention Score is a quantitative measure of the attention that a research article has received online. Clicking on the donut icon will load a page at altmetric.com with additional details about the score and the social media presence for the given article. Find more information on the Altmetric Attention Score and how the score is calculated. Share Add toView InAdd Full Text with ReferenceAdd Description ExportRISCitationCitation and abstractCitation and referencesMore Options Share onFacebookTwitterWechatLinked InReddit PDF (342 KB) Get e-Alerts

ABSTRACT Successful treatment of pediatric cancers often results in long-term health complications, including potential effects on fertility. Therefore, assessing the male reproductive toxicity of anti-cancer drug treatments and the potential for recovery is of paramount importance. However, in vivo evaluations are time-intensive and require large numbers of animals. To overcome these constraints, we utilized an innovative organ culture system that supports long-term spermatogenesis by placing the testis tissue between a base agarose gel and a polydimethylsiloxane ceiling, effectively mirroring the in vivo testicular environment. The present study aimed to determine the efficacy of this organ culture system for accurately assessing testicular toxicity induced by cisplatin, using acrosin-green fluorescent protein (GFP) transgenic neonatal mouse testes. The testis fragments were treated with different concentrations of cisplatin-containing medium for 24 hours and incubated in fresh medium for up to 70 days. The changes in tissue volume and GFP fluorescence over time were evaluated to monitor the progression of spermatogenesis, in addition to the corresponding histopathology. Cisplatin treatment caused tissue volume shrinkage and reduced GFP fluorescence in a concentration-dependent manner. Recovery from testicular toxicity was also dependent on the concentration of cisplatin received. The results demonstrated that this novel in vitro system can be a faithful replacement for animal experiments to assess the testicular toxicity of anti-cancer drugs and their reversibility, providing a useful method for drug development. Short Abstract Assessing the male reproductive toxicity of anti-cancer drugs and the potential for recovery is of paramount importance, however, in vivo evaluations are time-intensive and require large numbers of animals. We utilized an innovative organ culture system that mirrors the in vivo testicular environment to determine its efficacy in accurately assessing testicular toxicity induced by cisplatin. The results demonstrate that this system can be a faithful replacement for animal experiments to assess the testicular toxicity of anti-cancer drugs and their reversibility.

Abstract Microphysiological systems (MPS), also known as Organ(s)-on-Chip (OoC), are in vitro cell culture platforms that reproduce the function of cells/tissues/organs in a microenvironment. To closely mimic in vivo physiological functions, MPS must allow the cells to attain three-dimensional arrangements and be supplied with adequate oxygen and growth factors (via microfluidic channels). Furthermore, as MPS are mostly used in cell-based drug development assays, they must ensure easy analysis and high usability. To make MPS which conform to these various requirements, it is crucial to select appropriate materials; oftentimes, MPS-appropriate materials have been developed. Here, we review the functions and properties of materials used to make MPSs and summarize the specifications, considerations, and selection methods employed in choosing appropriate materials and technologies to fabricate MPS that meet standard requirements. Where possible, we give specific examples to explain several important functions. The functions of the chosen material for MPS depend on the context of use (COU) in the drug development process. Because of the diverse COUs, the material selection strategies and the processes used to fabricate required material functionalities are complex. We also discuss the importance of standardizing MPS material and recent international efforts made in this direction.

Summary Excessive elevation of soluble uric acid (sUA) is associated with the risk of various diseases. However, evolutionary biology implies that sUA has unassigned physiological functions and targets. Here, we demonstrate that sUA directly inhibits the hydrolase and cyclase activities of CD38, a major enzyme responsible for NAD + degradation, via a reversible non-competitive mechanism, thereby increasing NAD + availability. CD38 inhibition is restricted to sUA in purine metabolic pathways. A structural comparison using analogs shows that 1,3-dihydroimidazol-2-one is the main functional group for CD38 inhibition, while the adjacent uracil-like heterocycles are also essential. Moreover, mild and short-term elevation of plasma sUA prevents crude lipopolysaccharide (cLPS)-induced systemic inflammation and monosodium urate (MSU) crystal-induced peritonitis by interacting with CD38. Taken together, this study reveals that sUA functions as an endogenous inhibitor of CD38 to physiologically limit NAD + degradation and innate immunity.

Abstract Following the death due to cardiac arrest of a patient taking pimozide, sertraline and aripiprazole antipsychotic/antidepressant combination therapy, a role of drug-drug interaction was suggested. Here, we investigated P-glycoprotein (P-gp)-mediated interaction among the three drugs using in vitro methods. Sertraline or aripiprazole significantly increased the permeability of pimozide in Caco-2 cell monolayers. ATPase assay indicated that pimozide is a P-gp substrate, and might act as a P-gp inhibitor at higher concentrations. The values of the kinetic parameters of carrier-mediated efflux, calculated from the concentration dependence of pimozide efflux from LLC-GA5-COL150 cells expressing human P-gp, were as follows: maximum transport rate (J max ) = 84.9 ± 8.9 pmol/min/mg protein, half-saturation concentration (K t ) = 10.6 ± 4.7 μM, first-order rate constant (k d ) = 0.67 ± 0.14 pmol/min/mg protein. Further, the efflux ratio of pimozide in LLC-GA5-COL150 cells was significantly decreased in the presence of sertraline or aripiprazole. These results indicate that pimozide is a substrate of P-gp, and its efflux is inhibited by sertraline and aripiprazole. Thus, P-gp inhibition by sertraline and/or aripiprazole may alter the gastrointestinal permeability of co-administered pimozide, resulting in an increased blood concentration of pimozide, which may increase the likelihood of pimozide’s known life-threatening side effect of QT prolongation.

Xenobiotic metabolic reactions in the hepatocyte endoplasmic reticulum (ER) including UDP-glucuronosyltransferase and carboxylesterase play central roles in the detoxification of medical agents with small- and medium-sized molecules. Although the catalytic sites of these enzymes exist inside of ER, the molecular mechanism for membrane permeation in the ER remains enigmatic. Here, we investigated that organic anion transporter 2 (OAT2) regulates the detoxification reactions of xenobiotic agents including anti-cancer capecitabine and antiviral zidovudine, via the permeation process across the ER membrane in the liver. Pharmacokinetic studies in patients with colorectal cancer revealed that the half-lives of capecitabine in rs2270860 (1324C > T) variants was 1.4 times higher than that the C/C variants. Moreover, the hydrolysis of capecitabine to 5′-deoxy-5-fluorocytidine in primary cultured human hepatocytes was reduced by OAT2 inhibitor ketoprofen, whereas capecitabine hydrolysis directly assessed in human liver microsomes were not affected. The immunostaining of OAT2 was merged with ER marker calnexin in human liver periportal zone. These results suggested that OAT2 is involved in distribution of capecitabine into ER. Furthermore, we clarified that OAT2 plays an essential role in drug-drug interactions between zidovudine and valproic acid, leading to the alteration in zidovudine exposure to the body. Our findings contribute to mechanistically understanding medical agent detoxification, shedding light on the ER membrane permeation process as xenobiotic metabolic machinery to improve chemical changes in hydrophilic compounds

The role of the kidney as an excretory organ for exogenous and endogenous compounds is well recognized, but there is a wealth of data demonstrating that the kidney has significant metabolizing capacity for a variety of exogenous and endogenous compounds that in some cases surpass the liver. The induction of drug-metabolizing enzymes by some chemicals can cause drug-drug interactions and intraindividual variability in drug clearance. In this study, we evaluated the expression and induction of cytochrome P450 (P450) and UDP-glucuronosyltransferase (UGT) isoforms in 3D-cultured primary human renal proximal tubule epithelial cells (RPTEC) to elucidate their utility as models of renal drug metabolism. CYP2B6, CYP2E1, CYP3A4, CYP3A5, and all detected UGTs (UGT1A1, UGT1A4, UGT1A6, UGT1A9, and UGT2B7) mRNA levels in 3D-RPTEC were significantly higher than those in 2D-RPTEC and HK-2 cells and were close to the levels in the human kidney cortex. CYP1B1 and CYP2J2 mRNA levels in 3D-RPTEC were comparable to those in 2D-RPTEC, HK-2 cells, and the human kidney cortex. Midazolam 1'-hydroxylation, trifluoperazine N-glucuronidation, serotonin O-glucuronidation, propofol O-glucuronidation, and morphine 3-glucuronidation in the 3D-RPTEC were significantly higher than the 2D-RPTEC and comparable to those in the HepaRG cells, although bupropion, ebastine, and calcitriol hydroxylations were not different between the 2D- and 3D-RPTEC. Treatment with ligands of the aryl hydrocarbon receptor and farnesoid X receptor induced CYP1A1 and UGT2B4 expression, respectively, in 3D-RPTEC compared to 2D-RPTEC. We provided information on the expression, activity, and induction abilities of P450s and UGTs in 3D-RPTEC as an in vitro human renal metabolism model.