본 연구는 이산화규소나노입자의 급성독성을 확인하기 위해 여러 농도로 마우스의 복강에 주사한 다음 24시간 후에, 혈액학적, 혈액생화학적, 그리고 병리조직학적인 검사를 수행하였다. 혈액학적 검사에서, group II (100 mg/kg 이산화규소 나노입자)에서는 lymphocyte와 monocyte의 수치가 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 나타내었으며(p < 0.05), group III (200 mg/kg 이산화규소 나노입자)에서는 lymphocyte, monocyte, 그리고 hemoglobin의 수치가 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p < 0.05). 혈액생화학적 검사에서, group II의 경우에는 ALT가, group III의 경우에는 AST, ALT, BUN, 그리고 creatinine이 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p < 0.05). 병리조직학적 관찰에서는, group III의 간과 신장 조직에서 미약한 독성작용이 관찰되었다. 향후, 이산화규소 나노입자에 대한 장기적인 연구를 통해 독성영향 및 작용기전을 규명할 필요가 있는 것으로 사료된다.
본 연구는 이산화규소 나노입자의 급성독성을 확인하기 위해 여러 농도로 마우스의 복강에 주사한 다음 24시간 후에, 혈액학적, 혈액생화학적, 그리고 병리조직학적인 검사를 수행하였다. 혈액학적 검사에서, group II (100 mg/kg 이산화규소 나노입자)에서는 lymphocyte와 monocyte의 수치가 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 나타내었으며(p < 0.05), group III (200 mg/kg 이산화규소 나노입자)에서는 lymphocyte, monocyte, 그리고 hemoglobin의 수치가 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p < 0.05). 혈액생화학적 검사에서, group II의 경우에는 ALT가, group III의 경우에는 AST, ALT, BUN, 그리고 creatinine이 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p < 0.05). 병리조직학적 관찰에서는, group III의 간과 신장 조직에서 미약한 독성작용이 관찰되었다. 향후, 이산화규소 나노입자에 대한 장기적인 연구를 통해 독성영향 및 작용기전을 규명할 필요가 있는 것으로 사료된다.
For the application of nano-sized material in various fields, the evaluation of nano-sized material toxicity is important. In the present study, various concentrations of 200 nm-sized silicon dioxide nanoparticle suspension were intraperitonially injected into mice to identify the toxicity of silico...
For the application of nano-sized material in various fields, the evaluation of nano-sized material toxicity is important. In the present study, various concentrations of 200 nm-sized silicon dioxide nanoparticle suspension were intraperitonially injected into mice to identify the toxicity of silicon dioxide nanoparticle in vivo. In the hematological analysis of group II treated with silicon dioxide nanoparticle 100 mg/kg body weight, lymphocytes and monocytes were significantly different compared to the control group. In group III treated with silicon dioxide nanoparticle 200 mg/kg body weight, lymphocytes, monocytes and hemoglobin were significantly different compared to the control group. In blood biochemical analysis of group III, the concentration of AST, ALT, BUN, and creatinine were significantly different compared to the control group. Histopathologic examination of the kidney indicated a mild injury only in mice received 200 mg/kg silicon dioxide nanoparticle. According to the results of the present study, the significant differences in the hematological and blood biochemical analyses and abnormal histopathological findings in the mouse kidney may have been related to exposure to silicon dioxide nanoparticle.
For the application of nano-sized material in various fields, the evaluation of nano-sized material toxicity is important. In the present study, various concentrations of 200 nm-sized silicon dioxide nanoparticle suspension were intraperitonially injected into mice to identify the toxicity of silicon dioxide nanoparticle in vivo. In the hematological analysis of group II treated with silicon dioxide nanoparticle 100 mg/kg body weight, lymphocytes and monocytes were significantly different compared to the control group. In group III treated with silicon dioxide nanoparticle 200 mg/kg body weight, lymphocytes, monocytes and hemoglobin were significantly different compared to the control group. In blood biochemical analysis of group III, the concentration of AST, ALT, BUN, and creatinine were significantly different compared to the control group. Histopathologic examination of the kidney indicated a mild injury only in mice received 200 mg/kg silicon dioxide nanoparticle. According to the results of the present study, the significant differences in the hematological and blood biochemical analyses and abnormal histopathological findings in the mouse kidney may have been related to exposure to silicon dioxide nanoparticle.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 식품 및 음료 관련 나노제품들에 사용되고 있어 식품위생과 안전성에 영향을 미칠 수 있는 이산화규소 나노입자의 마우스에서의 급성독성을 확인하기 위해 이산화규소 나노입자를 마우스에 투여하여 독성 영향을 평가하였다.
본 연구는 이산화규소 나노입자의 급성독성을 확인하기 위해 여러 농도로 마우스의 복강에 주사한 다음 24시간 후에, 혈액학적, 혈액생화학적, 그리고 병리조직학적인 검사를 수행하였다. 혈액학적 검사에서, group II (100㎎/㎏ 이 산화규소 나노입자)에서는 lymphocyte와 monocyte의 수치가 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 나타내었 으며 0< 0.
제안 방법
사육온도와 습도는 각각 22 ± l.(FC과 50± 10%로 하였으며, 12시간 간 격으로 조명을 조절하였으며, 환기는 자동으로 조절되는 실험동물 사육장치((주)쓰리샤인, 대전)에서 사육하였다. 사료는 설치류형 고형사료(삼양사료(주), 서울)를 자유 급여 하였고, 물은 상수도를 자유 섭취시켰다.
부검 시 이산화규소 나노입자의 target 장기인 간과 신장에 대한 육안검사를 실시하였으며, 이들 장기를 적출하여 10% formalin 용액에 고정하였다. 통상적인 조직처리 과정을 거쳐 paraHin에 포맷한 다음, 포맷조직을 박절한 후, Hematoxylin & Eosin 염색을 실시하여 광학현미경 하에서 병리조직학적 검사를 실시하였다.
실험군의 구성은 마우스 40마리를 무작위법으로 각 군당 10마리씩으로 분류한 다음, 각 군간의 체중을 고르게 하여 대조군, 실험군 I, 실험군 II 그리고 실험군 in으로 구 성하였고, 대조군은 생리식염수를, 실험군은 이산화규소나 노입자 현탁액을 각각 50, 100, 그리고 200mgkg의 3 용 량 단계로 복강에 투여하였다
부검 시 이산화규소 나노입자의 target 장기인 간과 신장에 대한 육안검사를 실시하였으며, 이들 장기를 적출하여 10% formalin 용액에 고정하였다. 통상적인 조직처리 과정을 거쳐 paraHin에 포맷한 다음, 포맷조직을 박절한 후, Hematoxylin & Eosin 염색을 실시하여 광학현미경 하에서 병리조직학적 검사를 실시하였다.
혈액생화학적 검사를 위해 심장천공법으로 채혈한 혈액으로부터 혈청을 분리하여 자동생화학분석기(Hitachi 911 chemistry analyzer, Hitachi, Japan)를 이용하여 간세포와 근육손상의 지표인 AST (aspartate amino-transferase), 간세포손상의 지표인 ALT (alanine transaminase), 신장기능 지표인 BUN (blood urea nitrogen)과 Cr (creatinine)을 측정하였다.
혈액학적 검사를 위해, 시험물질을 투여한 다음, 24시간 후에 심장천공법으로 혈액을 채혈하여 EDTA tabe (BD vaccutainer, USA)에 넣어 보관하면서 자동혈구계산기(Advia 120 hematology analyzer, Bayer, USA)를 이용하여 적혈구수(RBC, red blood cell), 총 백혈구수(WEC, white blood cell), 적혈구용적율(HCT, hematocrit), 혈색소(Gb, hemoglobin), 호중구(neutrophils), 호산구(eosinophils), 호염기구(basophils), 림 프구(lymphocytes), 단핵구(monocytes)의 백분율, 평균적혈구 용적(merni corpuscular volume, MCV), 평균적혈구혈색소량 (mean corpuscular hemoglobin, MCH), 평균적혈구혈색소농 도(mean corpuscular hemoglobin concentration, MCHC), 그리고 혈소판수(platelets) 등을 측정하였다.
대상 데이터
5주령 (평균체중, 18 ± 1.7 g)의 ICR 마우스 수컷 40마리를 (주)양성 (용인)에서 구입하여 실험에 사용하였다. 마우스 는 5마리씩을 임의로 선택하여 케이지에 분리하여, 1주일간의 적응기간을 거친 후 실험에 사용하였다.
7 g)의 ICR 마우스 수컷 40마리를 (주)양성 (용인)에서 구입하여 실험에 사용하였다. 마우스 는 5마리씩을 임의로 선택하여 케이지에 분리하여, 1주일간의 적응기간을 거친 후 실험에 사용하였다. 사육온도와 습도는 각각 22 ± l.
(FC과 50± 10%로 하였으며, 12시간 간 격으로 조명을 조절하였으며, 환기는 자동으로 조절되는 실험동물 사육장치((주)쓰리샤인, 대전)에서 사육하였다. 사료는 설치류형 고형사료(삼양사료(주), 서울)를 자유 급여 하였고, 물은 상수도를 자유 섭취시켰다.
이산화규소 나노입자의 표준품으로는 입자크기가 100 nm 인 silicon dioxide를 (주)바이테리얼즈 (서울)에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
결과에 대한 통계적 처리는 Sigma plot (Systat Software Inc., USA)을 이용하여 student's t-test로 실시하였으며, p< 0.05일 때, 유의한 차이가 있는 것으로 간주하였다.
성능/효과
Cho 등 (2009)2,은 입자크기가 다른 이산화규소 나노입자를 마우스의 정맥을 통해 50㎎/㎏의 농도로 투여한 후, 이 산화규소의 조직내 분포와 배설에 미치는 입자크기의 영향을 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 이 결과, 100nm 크기의 이산화규소 나노입자를 투여한 실험군에서, 12시간 후에 간에서 염증반응이 대조군과 비교하여 통계적으로 유의성 있게 증가하여, 본 연구의 결과와 일치하는 경향을 나타내었다.
Nishimori 등 (2009)끄는 70 nm 크기의 이산화규소 나노 입자를 각각 30, 50 ㎎/㎏ 농도로 마우스의 정맥을 통해 하루에 두 번 4주 동안 투여하여 마우스에서 이산화규소 나 노입자에 의한 만성독성에 따른 조직학적 분석을 수행하였다. 이 결과, 70nm 크기의 이산화규소 나노입자를 각각 3050 ㎎/㎏ 농도로 투여한 군에서 모두 간 기능지표인 ALT 값이 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 보여, 본 연구의 결과와 일치하는 경향을 나타내었다.
이산화규소 나노입자 100과 200 ㎎/㎏ 농도로 투여한 group II와 Ⅲ에서 간의 기능진단 지표인 ALT의 농도가 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 보여 이산화 규소 나노입자 투여로 인한 독성학적 변화로 판단된다. 또한, group Ⅲ의 경우, 간과 신장 기능진단 지표인 AST, ALT, BUN, 그리고 creatinine의 농도가 정상범위를 벗어나 이산 화규소 나노입자의 투여에 따른 독성학적 변화로 판단된다a.
이산화규소 나노입자를 100㎎/㎏ 농도로 투여한 group II에서 마우스의 혈액학적 수치는 lymphocyte와 monocyte 를 제외하고는 대부분 정상범위 내의 수치를 나타내어 용 량상관성을 확인할 수 없는 관계로, 실험물질 투여로 인한 독성학적 변화로 판단되지 않았으며, 이산화규소 나노입자 200㎎/㎏ 농도로 투여한 group Ⅲ에서의 마우스의 혈액학 적 수치도 lymphocyte, monocyte, 그리고 hemoglobin을 제외한 대부분의 혈액학적 지표들은 모두 정상범위 내의 값을 나타내어 실험물질 투여로 인한 독성학적 영향이 미약한 것으로 판단되었다2D.
이상의 연구 결과로부터, 이산화규소 나노입자의 마우스 복강 투여에 따른 혈액학적, 혈액생화학적 검사에서 group II와 Ⅲ에서 일부지표들이 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 보였으며, 간과 신장의 병리조직학적 검사 에서는 group Ⅲ에서 미약한 독성영향을 나타내었다.
05). 혈액생화학적 검사에서, group Ⅱ의 경우에는 ALT가, group Ⅲ의 경우에는 AST, ALT, BUN, 그리고 creatinine이 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 나타내 었다(?< 0.05). 병리조직 학적 관찰에서는, group Ⅲ 의 간과 신장 조직에서 미약한 독성작용이 관찰되었다.
후속연구
따라서 향후, 이산화규소 나노입자에 대한 장기적인 연구를 통해 독성영향 및 작용기전을 규명할 필요가 있는 것으로 사료된다.
따라서 향후, 이산화규소 나노입자에 대한 장기적인 연구를 통해 독성영향 및 작용기전을 규명할 필요가 있는 것으로 사료된다.
Lison, D., Thomassen, L.C., Rabolli, V., Gonzalez, L., Napierska, D., Seo, J.W., Kirsch-Volders, M., Hoet, P., Kirschhock, C.E. and Martens, J.A. Nominal and effective dosimetry of silica nanoparticles in cytotoxicity assays. Toxicol. Sci. 104, 155- 162 (2008).
Roco, M.C. National nanotechnology initiative - past, present, future. In: Handbook of nanoscience, engineering and technology, 2nd Ed., Goddard, W., Brenner, D., Lyshevski, S. and Iafrate, G. (eds.), CRC Press, Florida, pp. 15-18 (2007).
Nel, A., Xia, T., Madler, L. and Li, N. Toxic potential of materials at the nanolevel. Science 311, 622-627 (2006).
Woodrow Wilson International Center for Scholars (WWICS). A nanotechnology consumer products inventory, WWICS, Project on emerging technologies. 2007. Available from: http:// www.nanotechproject.org. Accessed September 24, 2007.
Kim, J.S., Yoon, T.J., Yu, K.N., Kim, B.G., Park, S.J., Kim, H.W., Lee, K.H., Park, S.B., Lee, J.K. and Cho, M.H. Toxicity and tissue distribution of magnetic nanoparticles in mice. Toxicol. Sci. 89, 338-347 (2006).
Mnyusiwalla, A., Daar, A.S. and Singer, P.A. Mind the gap : science and ethics in nanotechnology. Nanotechnology 14, R9-R13 (2003).
Hanley, C., Thurber, A., Hanna, C., Punnoose, A., Zhang, J. and Wingett, D.G. The influences of cell type and ZnO nanoparticle size on immune cell cytotoxicity and cytokine induction. Nanoscale Res. Lett. 4, 1409-1420 (2009).
Das, S., Mandal, A.K., Ghosh, A., Panda, S., Das, N. and Sarkar, S. Nanoparticulated quercetin in combating age related cerebral oxidative injury. Curr. Aging Sci. 1, 169-174 (2008).
Sharma, H.S., Hussain, S., Schlager, J., Ali, S.F. and Sharma, A. Influence of nanoparticles on blood-brain barrier permeability and brain edema formation in rats. Acta Neurochir. Suppl. 106, 359-364 (2010).
Liu, H., Ma, L., Zhao, J., Liu, J., Yan, J., Ruan, J. and Hong, F. Biochemical toxicity of nano-anatase TiO2 particles in mice. Biol. Trace Elem. Res. 129, 170-180 (2009).
U. S. Food and Drug Administration (FDA). Nanotechnology: A report of the U. S. Food and Drug Administration nanotechnology tesk force. Food and Drug Administration, Rockville, Maryland, pp. 12-18 (2007).
Vallet-Regi, M., Balas, F., and Arcos, D. Mesoporous materials for drug delivery. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 46, 7548-7558 (2007).
Lin,W., Huang, Y.W., Zhou, X.D. and Ma, Y. In vitro toxicity of silica nanoparticles in human lung cancer cells. Toxicol. Appl. Pharmacol. 217, 252-259 (2006).
Slowing, I.I., Trewyn, B.G., Giri, S. and Lin, V.S.-Y. Mesoporous silica nanoparticles for drug delivery and biosensing applications. Adv. Funct. Mater. 17, 1225-1236 (2007).
Wei, H., Zhou, L., Li, J., Liu, J. and Wang, E. Electrochemical and electrochemiluminescence study of Ru(bpy)(2+)3- doped silica nanoparticles with covalently grafted biomacromolecules. J. Colloid Interface Sci. 321, 310-314 (2008).
Loo, C., Lowery, A., Halas, N., West, J. and Drezek, R. Immunotargeted nanoshells for integrated cancer imaging and therapy. Nano Lett. 5, 709-711 (2005).
Santra, S., Zhang, P., Wang, K., Tapec, R. and Tan, W. Conjugation of biomolecules with luminophore-doped silica nanoparticles for photostable biomarkers. Anal. Chem. 73, 4988-4993 (2001).
Wolford, S.T., Schroer, R.A. and Gohs, F.X. Reference range data base for serum chemistry and hematology values in laboratory animals. J. Toxicol. Environ. Health 18, 161-188 (1986).
Nishimori, H., Kondoh, M., Isoda, K., Tsunoda, S., Tsutsumi, Y. and Yagi, K. Histological analysis of 70-nm silica particles-induced chronic toxicity in mice. Eur. J. Pharm. Biopharm. 72, 626-629 (2009).
Cho, M., Cho, W.S., Cho, M., Kim, S.J, Han, B.S., Kim, S.H., Kim, H.O., Sheen Y.Y and Jeong, J. The impact of size on tissue distribution and elimination by single intravenous injection of silica nanoparticles. Toxicol. Lett. 189, 177-183 (2009).
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