復帰突然変異試験(Ames試験)とは
復帰突然変異試験(Ames試験)は、化学物質が遺伝子突然変異を引き起こす性質(変異原性)を有するかどうかを評価するために行われる遺伝毒性試験の1つで、医薬品、医療機器、食品、化学物質、医薬部外品など、多岐にわたる製品に対して実施されます。
復帰突然変異試験の主な目的は、変異原性を有する化学物質（変異原物質）を検出することです。
復帰突然変異試験は、簡便で迅速に遺伝子突然変異を検出できるため、特に初期段階のスクリーニングとして非常に有用です。これにより、化学物質が有する潜在的な変異原性を早期に発見し、開発早期の段階で適切な対策を講じることができます。
国内外を問わずほとんどのガイダンスにおいて実施が義務付けられている安全性試験のひとつであり、アミノ酸代謝に関わる遺伝子に突然変異を起こしたサルモネラ菌および大腸菌を用いて実施します。
突然変異を起こした細菌(アミノ酸要求性株)は、生育に必須のアミノ酸を細菌内で合成することができないため、それらアミノ酸が不足した寒天培地上では増殖できません。
しかし、復帰変異(アミノ酸代謝に関わる遺伝子が正常に戻る)が生じると、その寒天培地上でも増殖し、コロニーを形成することができます。
復帰突然変異試験では、形成された復帰変異コロニー数を陰性対照と比較して被験物質の変異原性を評価します。
試験方法
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使用する細菌株
復帰突然変異試験では、アミノ酸要求性の特性を有する細菌株(特定のアミノ酸合成に関わる遺伝子が変異している)を使用します。
通常、以下の中から4種類のサルモネラ菌株と1種類の大腸菌を選択します。
- サルモネラ菌(ヒスチジン要求性株)
- TA100、TA98、TA1535、TA1537、TA1537a、TA102
- 大腸菌(トリプトファン要求性株)
- WP2 uvrA、WP2 uvrA(pKM101)
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試験の方法
復帰突然変異試験では、菌株、S9 mix(ラットの肝臓から調製した薬物代謝酵素を含む試薬)および被験物質を混合処理するS9 mix存在下と、菌株および被験物質を混合処理するS9 mix非存在下の2つの処理条件を設定します。
アミノ酸要求性から非要求性となった(復帰変異した)菌株のみが、目視で観察できる程度の集落(復帰変異コロニー)を寒天培地上で形成できることから、復帰変異コロニー数を測定することにより、遺伝子突然変異の有無を評価することができます。
平板培地上の復帰変異コロニー
| 検定菌株 | 特性 | |||
|---|---|---|---|---|
| 膜変異 (薬剤透過性) |
薬剤耐性因子* | 欠損修復遺伝子 | 突然変異の型 (標的塩基対) |
|
| TA100 | 有(高い) | 有(+pKM101) | uvrB | 塩基置換型(GC) |
| TA98 | 有(高い) | 有(+pKM101) | uvrB | フレームシフト型(GC) |
| TA1535 | 有(高い) | 無 | uvrB | 塩基置換型(GC) |
| TA1537 | 有(高い) | 無 | uvrB | フレームシフト換型(GC) |
| WP2 uvrA | 無(野生型) | 無 | uvrA | 塩基対置換型(AT) |
| WP2 uvrA/pKM101 | 無(野生型) | 有(+pKM101) | uvrA | 塩基対置換型(AT) |
判定方法および基準
被験物質処理群の復帰変異コロニー数(平均値)が陰性対照群に比べて明らかに増加し、その増加に用量依存性あるいは再現性が認められる場合、陽性(変異原性を有する)と判定されます。
復帰突然変異試験は、化学物質や医療機器が変異原性を有するかどうかを評価するために必要となる遺伝毒性試験の1つです。
そのため、復帰突然変異試験において陽性結果が得られた場合は、変異原物質によって生じるリスクを避けるための適切な対策を講じることが必要となります。