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Caffeine Biotransformation in Zebrafish Larvae: Integrated LC-MS/MS Quantification and FTIR Spatial Mapping.

ゼブラフィッシュ幼生におけるカフェインの生体内変換:LC-MS/MS定量とFTIR空間マッピングの統合 (機械翻訳の邦題)

Molecules (Basel, Switzerland)2026Bartoszek A, Kozub-Pędrak A, Wielgosz A, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象動物

記録の確認項目

研究デザイン
その他の原著論文
対象
動物
出版年
2026
出典
doi.org
抄録の表示
表示あり
出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/03
鮮度
確認期限内
確認段階
自動処理
記録状態
公開

日本語要約(機械生成)

カフェイン(CAF)の代謝はヒトやげっ歯類で広く研究されているが、ゼブラフィッシュ幼生での知見は限られている。本研究では、4日齢のゼブラフィッシュ幼生をCAF濃度15、25、50 mg/Lで18時間曝露し、LC-QQQ-MSによる代謝物定量とFTIRイメージングによる組織分布解析を行った。その結果、CAFはパラキサンチン(PAR)へ最大4.54%、テオブロミン(THR)へ最大1.32%、テオフィリン(THY)へ最大0.27%変換され、濃度依存的にPAR/CAF比とTHR/CAF比は増加したが、THY/CAF比は減少した。FTIRイメージングではCAF、PAR、THRの組織内局在が確認されたが、THYは検出されなかった。代謝物の局在は組織によって異なり、肝臓成熟前の幼生においてCYP450を介した代謝活性が低いながらも存在することが示された。本研究はゼブラフィッシュ幼生のCAF代謝を包括的に特徴づけた初めての報告であり、発生期の薬物動態研究におけるモデルとしての有用性を支持する。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

Caffeine (CAF) is one of the most widely consumed psychoactive substances worldwide. It is primarily metabolized to paraxanthine (PAR), theobromine (THR), and theophylline (THY). While CAF metabolism has been extensively characterized in humans and rodent models, corresponding data in zebrafish (Danio rerio) larvae remain limited. This study provides a comprehensive characterization of CAF biotransformation in zebrafish larvae using validated LC-QQQ-MS for quantitative metabolite profiling and FTIR imaging for spatially resolved tissue distribution mapping. Zebrafish larvae at 4 days post fertilization (dpf) were exposed to CAF at concentrations of 15, 25, and 50 mg/L for 18 h. The LC-MS/MS analysis demonstrated dose-dependent conversion of CAF to PAR (up to 4.54%), THR (up to 1.32%), and THY (up to 0.27%). The PAR/CAF and THR/CAF ratios increased as CAF concentration rose, while the THY/CAF ratio declined. In parallel, FTIR imaging was applied to visualize the spatial distribution of CAF and selected metabolites in larval tissue sections, confirming the presence of CAF, PAR, and THR and revealing their localization within the tissue. However, THY was not detected by this method. Metabolite localization differed across larval tissues, indicating compartmentalized metabolic processes. This study provides the first comprehensive characterization of CAF metabolism in zebrafish larvae, revealing low but detectable CYP450-mediated metabolic activity prior to full hepatic maturation. The findings support the utility of zebrafish larvae as a model for developmental pharmacokinetic studies.

MeSH

AnimalsBiotransformationCaffeineChromatography, LiquidLarvaLiquid Chromatography-Mass SpectrometrySpectroscopy, Fourier Transform InfraredTandem Mass SpectrometryZebrafish

DOI 10.3390/molecules31071095

PMID 41976139

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