TBTCl 노출에 의한 대복, Gomphina veneriformis (Bivalvia: Veneridae) 외투막의 미세구조적 변화 Ultrastructural Changes in the Mantle of the Equilateral Venus, Gomphina veneriformis (Bivalvia: Veneridae) Exposed to TBTCl원문보기
TBTCl에 36주 동안 노출된 대복, Gomphina veneriformis 의 미세구조적인 변화를 전자현미경으로 관찰하였다. 대복의 외투막은 가장자리에 4개의 주름을 가지며, 내부와 외부상피층이 단층의 원주형 상피세포, 섬모세포, 분비세포로 구성되어 있었다. 이들 상피층은 혈림프동이 존재하는 결합조직층을 둘러싸고 있었다. 대복의 외투막은 TBTCl 노출 12주째 내부상피층에 존재하는 섬모의 수가 감소하였으며, 혈림프동의 확장과 함께 격막의 파괴가 관찰되었다. 노출 20주째 세포질내의 공포형성, 핵응축과 같은 변화가 관찰되었고, 결합조직층에서는 근섬유다발의 분절이 부분적으로 관찰되었다. 노출 28주째 상피층의 부분적인 붕괴, 섬모의 변화 및 섬모세포에 존재하는 미세구조가 괴사되었다. 결합조직층에 존재하는 다수의 근형질막은 팽창되었으며, 막의 내부에는 근섬유들이 대부분 파괴되어 막 주변에 근섬유 잔여물들이 관찰되었다. 노출 36주째에는 섬모들은 모두 탈락되고, 핵 응축되고, 이형소체의 증가가 나타나는 퇴행성 상피세포가 나타났다. 외부상피층의 상피세포들이 괴상되어 핵이 파괴되고, 세포질 내에는 다수의 용해소체들이 가득 차 있었으며, 미세융모들은 대부분 소실되었다. 따라서 만성적인 TBTCl 노출은 대복의 외투막은 각장성장 및 생리적인 기능의 장애를 유발하는 것으로 생각된다.
TBTCl에 36주 동안 노출된 대복, Gomphina veneriformis 의 미세구조적인 변화를 전자현미경으로 관찰하였다. 대복의 외투막은 가장자리에 4개의 주름을 가지며, 내부와 외부상피층이 단층의 원주형 상피세포, 섬모세포, 분비세포로 구성되어 있었다. 이들 상피층은 혈림프동이 존재하는 결합조직층을 둘러싸고 있었다. 대복의 외투막은 TBTCl 노출 12주째 내부상피층에 존재하는 섬모의 수가 감소하였으며, 혈림프동의 확장과 함께 격막의 파괴가 관찰되었다. 노출 20주째 세포질내의 공포형성, 핵응축과 같은 변화가 관찰되었고, 결합조직층에서는 근섬유다발의 분절이 부분적으로 관찰되었다. 노출 28주째 상피층의 부분적인 붕괴, 섬모의 변화 및 섬모세포에 존재하는 미세구조가 괴사되었다. 결합조직층에 존재하는 다수의 근형질막은 팽창되었으며, 막의 내부에는 근섬유들이 대부분 파괴되어 막 주변에 근섬유 잔여물들이 관찰되었다. 노출 36주째에는 섬모들은 모두 탈락되고, 핵 응축되고, 이형소체의 증가가 나타나는 퇴행성 상피세포가 나타났다. 외부상피층의 상피세포들이 괴상되어 핵이 파괴되고, 세포질 내에는 다수의 용해소체들이 가득 차 있었으며, 미세융모들은 대부분 소실되었다. 따라서 만성적인 TBTCl 노출은 대복의 외투막은 각장성장 및 생리적인 기능의 장애를 유발하는 것으로 생각된다.
Equilateral venus, Gomphina veneriformis exposed to tribultyltin chloride (TBTCl) for 36 weeks was showed ultrastructural changes of the mantle. The fine mantle had 4-folds and its epidermal layer consisted of simple columnar epithelial cells and ciliated cells and secretory cells. Inner and outer e...
Equilateral venus, Gomphina veneriformis exposed to tribultyltin chloride (TBTCl) for 36 weeks was showed ultrastructural changes of the mantle. The fine mantle had 4-folds and its epidermal layer consisted of simple columnar epithelial cells and ciliated cells and secretory cells. Inner and outer epidermal layer covered connective tissue. The mantle exposed to TBTCl at 12 weeks was decreased cilia in the inner epidermal layer, and observed extension of the hemolymph sinus and destruction of the septum. At 20 weeks, it revealed vacuole formation and pycnosis in the cytoplasm, and scattered muscular fiber. After 28 weeks of exposure, the mantle revealed partially degenerative changes in the epidermal layer. In the ciliated cells, basal body was isolated from the cilia and rootlet complex and basal foot were scattered. The sarcolemma had debris fiber. At 36 weeks, it observed degenerative cells that it revealed disappearance of the cilia, atrophic nucleus, poorly membrane and destruction of the cresternae in the mitochondria, and increasing heterophagosome. The outer epithelial cell had necrotic nuclus, numeous lysosome and disappearance of the microvilli. Therefore, results of this study suggested that chronical TBTCl exposure in the Gomphina veneriformis induced the disorders of shell growth and physiological function with histopathological changes of the mantle.
Equilateral venus, Gomphina veneriformis exposed to tribultyltin chloride (TBTCl) for 36 weeks was showed ultrastructural changes of the mantle. The fine mantle had 4-folds and its epidermal layer consisted of simple columnar epithelial cells and ciliated cells and secretory cells. Inner and outer epidermal layer covered connective tissue. The mantle exposed to TBTCl at 12 weeks was decreased cilia in the inner epidermal layer, and observed extension of the hemolymph sinus and destruction of the septum. At 20 weeks, it revealed vacuole formation and pycnosis in the cytoplasm, and scattered muscular fiber. After 28 weeks of exposure, the mantle revealed partially degenerative changes in the epidermal layer. In the ciliated cells, basal body was isolated from the cilia and rootlet complex and basal foot were scattered. The sarcolemma had debris fiber. At 36 weeks, it observed degenerative cells that it revealed disappearance of the cilia, atrophic nucleus, poorly membrane and destruction of the cresternae in the mitochondria, and increasing heterophagosome. The outer epithelial cell had necrotic nuclus, numeous lysosome and disappearance of the microvilli. Therefore, results of this study suggested that chronical TBTCl exposure in the Gomphina veneriformis induced the disorders of shell growth and physiological function with histopathological changes of the mantle.
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문제 정의
따라서 본 연구는 투과전자현미경을 이용하여 TBTCl에 노출된 대복 외투막의 미세구조적 변화를 관찰하였다. 따라서 Park and Lee (2008) 가 보고한 연구에서 규명하기 못했던 조직병리학적인 미세구조적 변화를 보고하여 성장억제의 원인과 외투강 정화와 같은 생리적인 활동의 장애를 판단 할 수 있는 근거자료를 제시하고자 한다.
따라서 본 연구는 투과전자현미경을 이용하여 TBTCl에 노출된 대복 외투막의 미세구조적 변화를 관찰하였다. 따라서 Park and Lee (2008) 가 보고한 연구에서 규명하기 못했던 조직병리학적인 미세구조적 변화를 보고하여 성장억제의 원인과 외투강 정화와 같은 생리적인 활동의 장애를 판단 할 수 있는 근거자료를 제시하고자 한다.
가설 설정
A: Epidermal layer, showing the epithelial cell (Ec), and ciliated cell (Cc) with numerous mitochondria (Mt) at the apical region. B: Secretory cell (Sc), note the typical goblet form and secretory granules with low electron density. C: Connective tissue layer, showing the collagen fiber (Cf) with low electron density and muscular fiber (Mf) with high electron density.
B: Sagittal section, showing hemolymph sinus (Hs) that partitioned by septum (St) between the inner epidermal layer (Iel) and the outer epidermal layer (Oel). C: Inner epidermal layer, note the simple epidermal layer with cilia(C) on the free surface. D: Outer epidermal layer, note the thick epidermal layer (El).
C: Inner epidermal layer, note the simple epidermal layer with cilia(C) on the free surface. D: Outer epidermal layer, note the thick epidermal layer (El). E: Frontal view of the inner epidermal layer, showing the numerous cilia on the free surface and high power view of cilia (insert).
E: Frontal view of the inner epidermal layer, showing the numerous cilia on the free surface and high power view of cilia (insert). F: Frontal view of the outer epidermal layer, note the free surface without cilia. Ctl, connective tissue layer; Ec, epithelial cell.
제안 방법
TEM 관찰 절편은 ultramicrotome (MT-X, RMC, Germany) 을 이용한 두께 70 nm로 section 한 다음 grid에 올려서 uranyl acetate-lead citrate으로 염색하고, TEM (H-7500, Hitachi, Japan) 으로 관찰하였다. SEM을 이용하여 관찰하기 위한 표본들은 amyl acetate로 30분씩 2회 치환하고, CO2 가스로 임계건조 (critical point drying) 한 다음 1분 동안 금이온 증착 (gold ion particle coating) 하여 SEM (S-3000N, Hitachi, Japan) 으로 관찰 하였다.
TBTCl 노출실험농도를 정하기 위해 TBTCl을 인위적으로 노출시키지 않은 수조를 대조구로 하였으며, 두 차례에 걸친 예비실험을 통해서 LC9 (20.0 μgL-1) 의 1/25 농도인 0.8 μg L-1를 가장 높은 농도구로 정하고, 그 보다 낮은 0.6과 0.4 μg L-1를 추가로 설정하였다.
TBTCl에 36주 동안 노출된 대복, Gomphina veneriformis 의 미세구조적인 변화를 전자현미경으로 관찰하였다. 대복의 외투막은 가장자리에 4개의 주름을 가지며, 내부와 외부상피층이 단층의 원주형 상피세포, 섬모세포, 분비세포로 구성되어 있었다.
TEM을 이용하여 관찰하기 위한 표본들은 propylene oxide로 30분씩 2회 치환하고, 에폭시 수지로 포매 (60℃ dry oven에서 36-48시간 동안 중합) 한 1 μm 두께의 semithin section을 toluidine blue로 염색하여 광학현미경으로 관찰하였다. TEM 관찰 절편은 ultramicrotome (MT-X, RMC, Germany) 을 이용한 두께 70 nm로 section 한 다음 grid에 올려서 uranyl acetate-lead citrate으로 염색하고, TEM (H-7500, Hitachi, Japan) 으로 관찰하였다. SEM을 이용하여 관찰하기 위한 표본들은 amyl acetate로 30분씩 2회 치환하고, CO2 가스로 임계건조 (critical point drying) 한 다음 1분 동안 금이온 증착 (gold ion particle coating) 하여 SEM (S-3000N, Hitachi, Japan) 으로 관찰 하였다.
TEM을 이용하여 관찰하기 위한 표본들은 propylene oxide로 30분씩 2회 치환하고, 에폭시 수지로 포매 (60℃ dry oven에서 36-48시간 동안 중합) 한 1 μm 두께의 semithin section을 toluidine blue로 염색하여 광학현미경으로 관찰하였다.
채집된 재료는 각장, 각고, 전중량, 육중량, 각중량을 측정하고, 해부하여 외투막 일부를 절취하였다. 전자현미경 조직표본제작은 Cormack (2001) 의 방법에 따라 0.
대상 데이터
본 연구에 사용된 대복, Gomphina veneriformis은 강원도 주문진읍 연안 (37°54′ 27″N, 128°49′ 38″) 에서 채집한 각장 30.00 mm-35.00 mm 크기의 성체로서 실험에 사용된 개체 수는 120개체 였다.
실험 개체들은 10 cm 정도의 모래가 깔려있는 30 L의 지수형 순환여과식 사각 유리수조에서 사육하였다. 본 연구에 사용된 시험물질은 tributyltin chloride (TBTCl;[CH3(CH2)3]3SnCl, Sigma) 를 acetone (CH3COCH3, Junsei) 으로 10000 mg L-1 농도의 stock solution을 만든 다음 dimethyl sulfoxide (DMSO; (CH3)2SO, Junsei) 를 이용하여 100 mg L-1 농도인 substock solution을 만들었다. TBTCl substock solution은 각각의 TBTCl 노출 실험 수조에 희석하여 사용하였다.
실험 개체들은 10 cm 정도의 모래가 깔려있는 30 L의 지수형 순환여과식 사각 유리수조에서 사육하였다. 본 연구에 사용된 시험물질은 tributyltin chloride (TBTCl;[CH3(CH2)3]3SnCl, Sigma) 를 acetone (CH3COCH3, Junsei) 으로 10000 mg L-1 농도의 stock solution을 만든 다음 dimethyl sulfoxide (DMSO; (CH3)2SO, Junsei) 를 이용하여 100 mg L-1 농도인 substock solution을 만들었다.
이론/모형
채집된 재료는 각장, 각고, 전중량, 육중량, 각중량을 측정하고, 해부하여 외투막 일부를 절취하였다. 전자현미경 조직표본제작은 Cormack (2001) 의 방법에 따라 0.1 mol phosphate buffer (pH 7.5) 로 완충시킨 2.5% glutaraldehyde 용액으로 2시간 동안 전 고정하였으며, 0.1 mol phosphate buffer(pH 7.5) 로 20분 동안 3회 수세 하였다. 그 후 1% osmium tetroxide (OSO4) (Sigma) 로 2시간 후 고정한 후, 0.
성능/효과
TBTCl 노출 4주째 대복 외투막에서 미세구조적인 변화는 관찰되지 않았다. 노출 12주째 내부상피층에 존재하는 섬모의 수가 감소하였으며, 혈림프동의 확장과 함께 격막의 파괴가 관찰되었다.
TBTCl 노출 4주째 대복 외투막에서 미세구조적인 변화는 관찰되지 않았다. 노출 12주째 내부상피층에 존재하는 섬모의 수가 감소하였으며, 혈림프동의 확장과 함께 격막의 파괴가 관찰되었다. 노출 20주째 섬모세포들에서는 섬모가 소실되었고, 상피세포들의 세포질에는 기저부에 타원형의 공포가 형성됨에 따라 기저부에 존재하던 핵은 응축되어 세포의 중앙으로 이동 하였다 (Fig.
대복의 외투막은 TBTCl 노출 12주째 내부상피층에 존재하는 섬모의 수가 감소하였으며, 혈림프동의 확장과 함께 격막의 파괴가 관찰되었다. 노출 20주째 세포질내의 공포형성, 핵응축과 같은 변화가 관찰되었고, 결합조직층에서는 근섬유다발의 분절이 부분적으로 관찰되었다. 노출 28주째 상피층의 부분적인 붕괴, 섬모의 변화 및 섬모세포에 존재하는 미세구조가 괴사되었다.
1F). 대복 외투막을 TEM으로 관찰한 결과 상피층에서는 상피세포, 섬모세포 그리고 분비세포들을 관찰할 수 있었다. 내부상피층과 외부상피층은 길이 20-30 μm의 원주형상피세포로 구성되어 있었는데, 이들의 자유면은 미세융모로 덮여 있었다.
이들 상피층은 혈림프동이 존재하는 결합조직층을 둘러싸고 있었다. 대복의 외투막은 TBTCl 노출 12주째 내부상피층에 존재하는 섬모의 수가 감소하였으며, 혈림프동의 확장과 함께 격막의 파괴가 관찰되었다. 노출 20주째 세포질내의 공포형성, 핵응축과 같은 변화가 관찰되었고, 결합조직층에서는 근섬유다발의 분절이 부분적으로 관찰되었다.
또한 각장성장은 노출 12주 이후부터 대조구에 비해 유의적인 차이를 보이며 감소하였다 (p < 0.05).
Park and Lee (2008) 의 연구에 따르면 TBTCl 노출 28주 이후부터 외투막 가장자리에 존재하는 주름들의 심각한 퇴행성 변화가 관찰되었다. 본 연구에서도 28주 이후부터 상피세포들의 괴사로 인하여 상피층의 부분적인 파괴가 관찰되었으며, 섬모세포들은 섬모의 탈락 혹은 섬모 외막이 팽창되어 축사와 분리된 조직상이 관찰되었다. 또한 섬모세포의 정단부에 다수 존재하는 미토콘드리아들은 팽창 및 괴사되었다.
, 2006). 아연에 노출된 대복 외투막은 내부상피층의 자유면에 발달한 선조연의 일부가 소실되었으며, 부분적으로 결합조직층에 존재하는 근섬유다발의 분절화와 혈림프동의 확장이 관찰되었다. 가장 높은 농도에서 실험 종료시에는 단층의 외부상피층이 다층으로 관찰되었다(Ju et al.
4B). 외부상피층을 구성하는 원주형 상피세포들의 핵은 축소되면서 세포의 가장자리로 이동하였으며, 세포질 내에 다수의 공포와 용해소체들이 관찰되었고 (Fig. 6A), 조면소포체의 감소와 이형소체의 출현 그리고 세포의 자유면에 미세융모가 짧아지는 퇴행성 조직상이 관찰되었다 (Fig. 6B). 외부상피층의 상피세포들이 괴사되어 핵이 파괴되고, 세포질 내에는 다수의 용해소체들이 가득 차 있었으며, 미세융모들은 대부분 소실되었다 (Fig.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
tributyltin의 효과는?
1960년대 이후 부착생물들이 선박의 표면에 부착하는 것을 최소화시키기 위해 뛰어난 부착방지 효과를 가진 tributyltin(TBT) 이 선박용 페인트에 널리 사용되었으며, 이들의 효과를 증대시키기 위하여 triphenyltin (TPT) 도 함께 사용되어져 왔다 (U.S.
butyltin이 동물에게 미치는 문제는?
생물에 대한 유기주석화합물(butyltin) 의 영향은 1970년대 프랑스의 아카숑만의 굴의 패각기형 현상이 처음 보고된 이후 오염지역의 조사 및 독성실험을 통해서 굴의 성장억제 및 패각기형을 유발하는 것으로 보고되었다 (Waldock and Thain, 1983; Thain and Waldock, 1986; Stephenson, 1991). 특히, 동물의 생식관련 내분비계 장애를 유발시키고, 면역독성, 호르몬 분비 억제 및 먹이 섭이율 저하 등의 문제를 야기 하는 것으로 알려져 있다 (Kannan et al., 1997; Gauthier-Clerc et al.
국내의 TBT사용 규제 현황은?
이러한 해양생물체에 대한 독성 때문에 세계 각국에서는 TBT을 각국의 사정에 따라 사용을 규제하고 있고 (Champ, 2000), 우리나라의 경우에도 2003년 법을 개정하여 수산화트리알킬주석 (trialkyltin hydroxide) 과 그 염류 (trialkyltin oxide 포함), TBT 또는 그 중 하나를 0.1% 이상 함유한 혼합 물질의 사용을 금지 시키고 있다 (환경부, 2003). 국제해사기구 (IMO) 의 경우에도 2003년 1월 1일 이후, TBT를 주성분으로 하는 선박용 페인트의 도포를 금지하기로 하였으며, 2008년 1월 1일 이후 도포되어 있는 TBT 성분의 선박용 페인트를 선체로부터 완전 제거 또는 동 페인트가 해수로 용출되지 않도록 도막을 도포하도록 하고 있다.
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