초록 ▼

PBDE는 방염제로 널리 사용되어 인체축적 및 환경오염을 일으키는 주범으로 최근 급부상하는 물질이다. PBDE는 식품을 통하여 인체에 축적되어 신경내분비계 장애를 일으키며 어린이가 위험집단으로 분류된다. 신경세포의 성장 발달이 활발한 시기의 독성 작용 기전을 이해하고 이를 바탕으로 노출에 따른 위해성을 민감하게 반영할 수 있는 생체지표를 개발함으로서 식품 등을 통하여 인체에 축적되고 신경 독성을 일으키는 PBDE의 위해성 평가를 증진시키는 기초 자료를 마련하고자 하였다. PCB와 PBDE와 관련된 신경독성은 소뇌와 밀접한 관련이 있

PBDE는 방염제로 널리 사용되어 인체축적 및 환경오염을 일으키는 주범으로 최근 급부상하는 물질이다. PBDE는 식품을 통하여 인체에 축적되어 신경내분비계 장애를 일으키며 어린이가 위험집단으로 분류된다. 신경세포의 성장 발달이 활발한 시기의 독성 작용 기전을 이해하고 이를 바탕으로 노출에 따른 위해성을 민감하게 반영할 수 있는 생체지표를 개발함으로서 식품 등을 통하여 인체에 축적되고 신경 독성을 일으키는 PBDE의 위해성 평가를 증진시키는 기초 자료를 마련하고자 하였다. PCB와 PBDE와 관련된 신경독성은 소뇌와 밀접한 관련이 있으므로 소뇌(cerebellum)를 실험의 표적 부위로 사용하였다. 특히 non-coplanar PCB와PBDE의 신경독성은 성장이 활발한 신생아의 두뇌에서 매우 민감함으로 본 연구에서는 생 후 7일된 성장이 활발한 소뇌과립세포(cerebellar granule cell)를 실험모델로 사용하였다. PBDE와PCB의 구조적 특성에 따른 반응 변화를 이해하기 위해 neuroactive한 구조로 알려진 non-coplanar PCB와 체내 축적이 높은 PBDE 이성질체를 조사대상으로 상대적 비교평가를 실시하였다. PBDE-153은 aroclor 1254등과 유사한 수준으로 PKC활성에 관여하고 PKC-e등 특정 PKC isozyme이 세포내 표적물질임을 확인하였다. ROS의 생성도 PBDE-153은 aroclor1254와 유사하였다. 그러나 신경세포의 성장에 관여하는 RC-3, GAP-43은 PBDE-153의 작용이 aroclor1254보다는 약하여 PBDE가 PCB보다는 potency가 다소 낮음을 보였다. 조사대상의 PBDE는 DNA fragmentation 및 RACK-1의 변화에는 영향을 주지 않아 PBDE의 작용기전이 RACK-1을 매개로하는 TCDD 및 일부 PCB와는 서로 다른 경로임을 나타내었다. PBDE이성질체 중 PBDE-153만이 neuroactive effect를 보인 것은 브롬화정도 등 구조적 특성이 신경독성에 중요한 역할을 하고 있음을 암시하고 있다. 본 연구에서 얻은 PBDE에 반응하는 뉴론세포 내 표적물질의 발견은 PBDE의 위해성을 평가하는데 근간이 되는 생체지표로 개발이 가능함으로 앞으로 새로운 위해성 평가 모델을 개발하는데 필요한 기초 자료로 활용 될 수 있다. 본 연구결과는 급속하게 증가하는 PBDE의 체내 축적에 따른 안전성 및 규제를 설정 할 수 있는 기초정보를 제공하고 PBDE의 브롬화에 따른 구조적인 특성과 신경독성과의 관련성을 제시하였다. 본 연구는 성장기 뇌 발달에 취약한 신경독성 물질을 선별 할 수 있는 뇌 세포 배양 실험조건을 확보함으로서 다양한 물질이 혼재해 있는 실지 샘플에서 신경독성의 요소를 판단하는 tool로 활용될 수 있는 길을 열었다.

Abstract ▼

PBDE is widely used as a flame retardant and rises as a major class of environmental pollutants that bioaccumulate in humans. A major route of exposure to this class of chemical is thru food consumption. Since high concentrations of PBDE were detected in human breast milk, neonates are considered a

PBDE is widely used as a flame retardant and rises as a major class of environmental pollutants that bioaccumulate in humans. A major route of exposure to this class of chemical is thru food consumption. Since high concentrations of PBDE were detected in human breast milk, neonates are considered a high risk group. PBDE and PCB are known to be sensitive to developing brain and associated with neurobehavioral abnormaly. The present study attempted to identify molecular target of PBDE in developing neuronal cells and understand the mechanism of action. Neurotoxic effects of PBDE and PCB are related with the function of cerebellum, thus, we used the cerebellar granule cells that can mimic PND-14 conditions. PBDE congeners highly detected in human serum and human milk were compared with PCBs and TCDD, of which the neurotoxic effects are already well documented. Among PBDE congeners tested, PBDE-153 was most neuroactive. PBDE-154 induced [3H]PBDu binding activity to a level similar to aroclor1254. PBDE-153 induced a translocation of PKC-alpha and -epsilon, as with TCDD or aroclor 1254. Production of ROS was similar between aroclor 1254 and PBDE-153. Other PBDE congeners did not affect ROS production. While PKC activity and ROS production were similar between aroclor 12545 and PBDE-153, mRNA levels of RC-3 and GAP-43 were lower with PBDE-153 than with aroclor 1254. The present results suggest that neuroactive effects of PBDEs may be lower than that of PCBs. DNA fragmentation pattern was not affected by PBDE-153. TCDD and certain isomer of PCBs are known to induce RACK-1 expression as demonstrated in the previous study. However, PBDE congeners in the present study did not affect RACK-1 expression, indicating that signaling pathway of PBDE in neuronal cells may be different from chlorinated aromatic carbons. Since PBDE-153 only demonstrated high neuroactive effects, it is suggested that degree or pattern of bromination may play an important role in determining neurotoxic effects. This study demonstrated possible molecular targets of PBDE in the developing neurons, which can be utilized as biomarker for risk assessment. In addition, neuronal cell model used in the study may provide a valuable tool to ascertain neurotoxic materials from a variety of environmental mixture samples.

목차 Contents

• 연구결과보고서 ...1
• 표지 ...2
• 제출문 ...4
• 요약문 ...5
• Project Summary ...6
• 목차 ...7
• 제1장 서론 ...8
• 제2장 국내.외 기술개발 현황 ...9
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...12
• 가. 연구수행내용 ...12
• 나. 연구방법 ...14
• 다. 연구결과 ...16
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ...29
• 가. 신경독성평가 세포 모델의 확보 ...29
• 나. PBDE의 생체 지표 후보물질 확인 ...29
• 다. PBDE의 신경독성 확인 및 위해성 평가기반 향상 ...29
• 제5장 연구개발결과의 활용성과 및 계획 ...30
• 가. 계량적 성과 ...30
• 나. 성과내용기술 ...30
• 다. 활용계획 ...30
• 제6장 기타 중요변경사항 ...31
• 제7장 참고문헌 ...31
• 총괄 연구과제 요약 ...36