TritanTM copolyester의 두 가지 구성물질에 대한 수서생물의 만성독성 영향과 내분비계 교란작용 연구 Effect of chronic exposure to two components of TritanTM copolyester on aquatic organisms and potential mechanisms of endocrine disruption원문보기
트라이탄(TritanTM) 수지는 이스트만 사(Eastman company)에서 2007년에 새롭게 개발한 플라스틱 물질로, 비스페놀 A(bishpenol A)의 대체물질로서 음료나 식품의 포장재로 널리 사용되고 있다. 트라이탄 수지는 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), dimethyl terephthalate (DMT), 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclo-butanediol (TMCD)의 세 가지 구성 물질로 이루어져 있다. 이 물질들은 다양한 용도로 사용되어 물환경 중으로 배출될 수 있으나, 장기간 노출되었을 경우 수서생물에 미치는 만성 영향에 대해서는 연구가 부족하다. 본 실험에서는 두 종의 수서무척추동물(...
트라이탄(TritanTM) 수지는 이스트만 사(Eastman company)에서 2007년에 새롭게 개발한 플라스틱 물질로, 비스페놀 A(bishpenol A)의 대체물질로서 음료나 식품의 포장재로 널리 사용되고 있다. 트라이탄 수지는 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), dimethyl terephthalate (DMT), 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclo-butanediol (TMCD)의 세 가지 구성 물질로 이루어져 있다. 이 물질들은 다양한 용도로 사용되어 물환경 중으로 배출될 수 있으나, 장기간 노출되었을 경우 수서생물에 미치는 만성 영향에 대해서는 연구가 부족하다. 본 실험에서는 두 종의 수서무척추동물(Daphnia magna, Moina macrocopa)과 두 종의 수서척추동물(Oryzias latipes, Danio rerio)을 이용하여 CHDM과 TPA(DMT의 대사체)의 만성독성영향 및 내분비계 교란 영향을 살펴보았다. 스테로이드호르몬 생합성과 연관된 내분비계 교란 영향 및 기전을 알아보기 위해 H295R 세포주도 이용하였다. 만성독성실험 결과 TPA에 노출된 D. magna에서는 생식능력(어미 한 마리 당 낳은 평균 산자 수)이 유의하게 감소하였으며, M. macrocopa에서도 1회 산란 시 낳는 산자 수가 농도-의존적으로 유의하게 감소하였다. O. latipes(일본산 송사리)를 이용한 초기성장단계 노출 실험에서는 각각 10 mg/L와 1 mg/L 이상의 CHDM에 노출시킨 물고기에서 생존수와 습중량이 유의하게 감소하였다. 또한 CHDM에 노출시킨 일본산 송사리의 vtg2 mRNA와 TPA에 노출시킨 cyp19b, star, cyp17, cyp19a mRNA가 유의하게 증가하였다. 환경 중 검출이 가능한 농도로 CHDM에 노출시킨 D. rerio(제브라피쉬)에서는 산란수의 유의한 변화가 관찰되지 않았으나, 수컷 물고기에서 시상하부-뇌하수체-생식선축(hypothalamic-pituitary-gonad (HPG) axis)에 연관된 몇 가지 유전자들이 유의하게 감소하였다. 고농도의 CHDM과 TPA에 노출된 H295R 세포에서도 성호르몬이 유의하게 변화하여 물고기에서 관찰한 결과를 뒷받침하였다. 본 연구의 결과는 트라이탄의 구성물질이 만성적으로 수서생물에 노출되었을 때 생식과 관련된 내분비계 교란이 발생하여 궁극적으로 산자수가 감소할 수 있음을 나타낸다. 추후 in vivo와 in vitro 실험에서는 내분비계 교란에 대하여 구성물질들의 혼합형태의 물질에 대한 연구가 필요하다.
주요어: 트라이탄; 1,4-사이클로헥산디메탄올; 테레프탈릭산; 내분비계 교란; 만성 독성
트라이탄(TritanTM) 수지는 이스트만 사(Eastman company)에서 2007년에 새롭게 개발한 플라스틱 물질로, 비스페놀 A(bishpenol A)의 대체물질로서 음료나 식품의 포장재로 널리 사용되고 있다. 트라이탄 수지는 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), dimethyl terephthalate (DMT), 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclo-butanediol (TMCD)의 세 가지 구성 물질로 이루어져 있다. 이 물질들은 다양한 용도로 사용되어 물환경 중으로 배출될 수 있으나, 장기간 노출되었을 경우 수서생물에 미치는 만성 영향에 대해서는 연구가 부족하다. 본 실험에서는 두 종의 수서무척추동물(Daphnia magna, Moina macrocopa)과 두 종의 수서척추동물(Oryzias latipes, Danio rerio)을 이용하여 CHDM과 TPA(DMT의 대사체)의 만성독성영향 및 내분비계 교란 영향을 살펴보았다. 스테로이드호르몬 생합성과 연관된 내분비계 교란 영향 및 기전을 알아보기 위해 H295R 세포주도 이용하였다. 만성독성실험 결과 TPA에 노출된 D. magna에서는 생식능력(어미 한 마리 당 낳은 평균 산자 수)이 유의하게 감소하였으며, M. macrocopa에서도 1회 산란 시 낳는 산자 수가 농도-의존적으로 유의하게 감소하였다. O. latipes(일본산 송사리)를 이용한 초기성장단계 노출 실험에서는 각각 10 mg/L와 1 mg/L 이상의 CHDM에 노출시킨 물고기에서 생존수와 습중량이 유의하게 감소하였다. 또한 CHDM에 노출시킨 일본산 송사리의 vtg2 mRNA와 TPA에 노출시킨 cyp19b, star, cyp17, cyp19a mRNA가 유의하게 증가하였다. 환경 중 검출이 가능한 농도로 CHDM에 노출시킨 D. rerio(제브라피쉬)에서는 산란수의 유의한 변화가 관찰되지 않았으나, 수컷 물고기에서 시상하부-뇌하수체-생식선축(hypothalamic-pituitary-gonad (HPG) axis)에 연관된 몇 가지 유전자들이 유의하게 감소하였다. 고농도의 CHDM과 TPA에 노출된 H295R 세포에서도 성호르몬이 유의하게 변화하여 물고기에서 관찰한 결과를 뒷받침하였다. 본 연구의 결과는 트라이탄의 구성물질이 만성적으로 수서생물에 노출되었을 때 생식과 관련된 내분비계 교란이 발생하여 궁극적으로 산자수가 감소할 수 있음을 나타낸다. 추후 in vivo와 in vitro 실험에서는 내분비계 교란에 대하여 구성물질들의 혼합형태의 물질에 대한 연구가 필요하다.
A novel plastic form from Eastman Company, TritanTM copolyester, has been widely applied for packaging of beverages and food contact films as an alternative of bisphenol A. TritanTM is manufactured based on three main monomers: 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), dimethyl terephthalate (DMT), and 2,2,...
A novel plastic form from Eastman Company, TritanTM copolyester, has been widely applied for packaging of beverages and food contact films as an alternative of bisphenol A. TritanTM is manufactured based on three main monomers: 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), dimethyl terephthalate (DMT), and 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclo -butanediol (TMCD). Despite its wide application, the effects of long-term exposure to these compounds have seldom been investigated. In the present study, chronic effects and endocrine disruption potential of CHDM and terephthalic acid (TPA), main mammalian metabolite formed from DMT, using freshwater invertebrates (Daphnia magna and Moina macrocopa), and freshwater fish (Oryzias latipes and Danio rerio). The effects on sex hormone balance and the associated mechanisms were also investigated by use of H295R cells. In chronic toxicity test, D. magna showed significant decrease in reproduction (number of young per female) after exposure to 10 mg/L TPA. The number of young per brood of M. macrocopa exposed to TPA was significantly decreased in a dose-response manner. In early life stage exposure using O. latipes, significant decrease of juvenile survival and weight were observed in fish exposed to 10 mg/L and ≥1 mg/L CHDM, respectively. Expressions of vtg2 mRNA in fish exposed to CHDM and those of cyp19b, star, cyp17, and cyp19a mRNAs in fish exposed to TPA were significantly up-regulated. Though significant changes were not observed in egg production in D. rerio exposed to environmentally relevant concentration (up to 0.1 μg/L) of CHDM, expressions of several genes related to hypothalamic-pituitary-gonad (HPG) axis were significantly down-regulated in male fish. The results of H295R cell assay also showed that both chemicals at high concentrations could alter sex hormone production in steroidogenic pathway. These observations showed that CHDM and TPA modulate transcriptions of genes and hormone productions in HPG axis, which in turn, can cause adverse effects on reproduction. Further in vivo and in vitro studies will be needed to investigate the mixture effect of co-polymer on endocrine disruption.
A novel plastic form from Eastman Company, TritanTM copolyester, has been widely applied for packaging of beverages and food contact films as an alternative of bisphenol A. TritanTM is manufactured based on three main monomers: 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), dimethyl terephthalate (DMT), and 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclo -butanediol (TMCD). Despite its wide application, the effects of long-term exposure to these compounds have seldom been investigated. In the present study, chronic effects and endocrine disruption potential of CHDM and terephthalic acid (TPA), main mammalian metabolite formed from DMT, using freshwater invertebrates (Daphnia magna and Moina macrocopa), and freshwater fish (Oryzias latipes and Danio rerio). The effects on sex hormone balance and the associated mechanisms were also investigated by use of H295R cells. In chronic toxicity test, D. magna showed significant decrease in reproduction (number of young per female) after exposure to 10 mg/L TPA. The number of young per brood of M. macrocopa exposed to TPA was significantly decreased in a dose-response manner. In early life stage exposure using O. latipes, significant decrease of juvenile survival and weight were observed in fish exposed to 10 mg/L and ≥1 mg/L CHDM, respectively. Expressions of vtg2 mRNA in fish exposed to CHDM and those of cyp19b, star, cyp17, and cyp19a mRNAs in fish exposed to TPA were significantly up-regulated. Though significant changes were not observed in egg production in D. rerio exposed to environmentally relevant concentration (up to 0.1 μg/L) of CHDM, expressions of several genes related to hypothalamic-pituitary-gonad (HPG) axis were significantly down-regulated in male fish. The results of H295R cell assay also showed that both chemicals at high concentrations could alter sex hormone production in steroidogenic pathway. These observations showed that CHDM and TPA modulate transcriptions of genes and hormone productions in HPG axis, which in turn, can cause adverse effects on reproduction. Further in vivo and in vitro studies will be needed to investigate the mixture effect of co-polymer on endocrine disruption.
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