초록 ▼

PCB의 노출은 성장기의 두뇌에서 가장 큰 신경독성을 나타내며 영아 및 유아는 상대적으로 높게 노출되어 위험집단으로 분류된다. 본 연구는 신경세포의 성장 발달 및 신경계 내분비호르몬의 조절에 영향을 주는 작용 기전의 분석을 통하여 PCB가 신경 독성에 미치는 영향을 이해하고, 또한 PCB의 구조적 특성에 따른 작용기전을 확보함으로서 PCB의 효율적인 위해성 평가의 기틀을 마련하고 구조적 특성에 민감하게 반응하는 생체지표를 개발함으로서 우리 주변 환경 및 식품 등을 통하여 우리 몸에 축적되어 신경 독성을 일으키는 새로운 물질의 선별

PCB의 노출은 성장기의 두뇌에서 가장 큰 신경독성을 나타내며 영아 및 유아는 상대적으로 높게 노출되어 위험집단으로 분류된다. 본 연구는 신경세포의 성장 발달 및 신경계 내분비호르몬의 조절에 영향을 주는 작용 기전의 분석을 통하여 PCB가 신경 독성에 미치는 영향을 이해하고, 또한 PCB의 구조적 특성에 따른 작용기전을 확보함으로서 PCB의 효율적인 위해성 평가의 기틀을 마련하고 구조적 특성에 민감하게 반응하는 생체지표를 개발함으로서 우리 주변 환경 및 식품 등을 통하여 우리 몸에 축적되어 신경 독성을 일으키는 새로운 물질의 선별 및 평가를 증진시킬 수 있는 기초 자료를 제공하고자 하였다. 본 연구에서는 생 후 7일된 성장이 활발한 소뇌과립세포(cerebellar granule cell)를 실험모델로 사용하였다. PCB노출에 따른 신경세포의 성장 발달에 대한 영향을 평가하기 위하여 신경세포의 이동 및 발육에 관련하는 세포외 기질인 GAP(growth-associated protein)-43, RC-3에 대한 변화를 RT-PCR을 이용하여 분석하였다. PCB에 의한 갑상선호르몬의 감소는 PKC의 활성과 밀접한 관계가 있는 것으로 알려져 있음으로 PKC 각각의 이성질체에 대한 관련성을 분석하였으며. PCB의 구조적 특성(coplanar vs. non-coplanar)에 따른 뇌세포의 반응을 분석하였다. PKC의 전체적인 활성을 [$^{3}H$]PDBu로 분석한 결과 coplanar PCB에 비해 non-coplanar PCB의 활성이 높게 나타나 non-coplanar 구조가 neuroactive한 화학적 구조임을 확인하였으며 western blot 결과 PKC isoform 중에는 PKC-alpha, epsilon 및 delta의 경우 non-coplanar PCB 에서 더 높은 활성을 보였다. RC 및 GAP-43은 non-coplanar 구조에서 만 mRNA의 증가를 보여 구조활성관계를 분별하는 지표로서 활용가능성을 보였다. oxidative stress는 구조활성 간의 차이가 없었다. PKC-epsilon, RC-3 및 GAP-43는 PCB의 구조에 따른 신경세포 영향을 나타내는 지표로서 활용 가능성을 제시함으로서 PCB의 신경세포 내 표적물질을 발견하는 계기가 될 수 있으며 기억력 및 학습력 장애등 PCB관련 신경독성에 관여하는 신호전달의 기전을 이해하는데 기여할 수 있다. 혼합형태로 존재하는 PCB이성질체 중 non-coplanar 및 coplanar를 구별하는데 활용 될 수 있으므로 신경독성 위해성평가의 개선에 기초자료를 제공 할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼

PCBs deposit in our body through food chain and cause a variety of adverse health effects including neurotoxicities such as cognitive deficits and motor dysfunction. Since the exposure to PCBs during young age causes more serious harmful effects than in adulthood, young children and, in particular,

PCBs deposit in our body through food chain and cause a variety of adverse health effects including neurotoxicities such as cognitive deficits and motor dysfunction. Since the exposure to PCBs during young age causes more serious harmful effects than in adulthood, young children and, in particular, neonates are considered a high risk group to the neurotoxicity of PCB exposure. The present study attempted to analyze the mechanism of PCB-induced neurotoxicity and identify the target molecules in the neuronal cells for PCBs. In addition, the study looked into the structure-activity relationship among PCB congeners which is associated with the mechanism of action. Since the developing neuron is particularly sensitive to PCB-induced neurotoxicity, we isolated cerebellar granule cells derived from 7-day old SD rats and grew cells in culture for additional 7 days to mimic PND-14 conditions. Only non-coplanar PCBs at a high dose showed a significant increase of total PKC activity at [3H]PDBu binding assay, indicating that non-coplanar PCBs are more neuroactive than coplanar PCBs in neuronal cells. PKC isofoms were immunoblotted with respective monoclonal antibodies. PKC-alpha, epsilon and delta were activated with non-coplanar PCB exposure. Among these isoforms, PKC-epsilon was most activated. RACK, anchoring protein for activated PKC, was more induced with exposure to coplanar PCBs than non-coplanar PCBs. The induction was mediated via Ah receptor. The result suggests that coplanar PCBs have a PKC pathway different from non-coplanar PCBs. RT-PCR analysis showed a structure-dependent induction of RC-3 and GAP-43 mRNA. mRNA levels of both factors were more induced with non-coplanar PCBs than coplanar PCBs. GAP-43 induction was independent of Ah receptor. The results indicate that these factors may be useful biomarkers for differentiating non-coplanar PCBs from coplanar PCBs. The present study demonstrated that non-coplanar PCBs are more potent neurotoxic congeners than coplanar PCBs. The study provide an evidence that non-coplanar PCBs, which have been neglected in the risk assessment processes, should be incorporated in the future to improve the quality and accuracy of risk assessment on the neuroendocrinal adverse effects of PCB exposures.

목차 Contents

• 용역연구개발사업최종보고서 ...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 ...11
• 가. 연구수행내용 ...11
• 나. 연구방법 ...13
• 다. 연구결과 ...14
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ...26
• 가. 성장기 뇌 세포 모델의 확보 ...26
• 나. 구조-활성 관련 지표 ...26
• 다. non-coplanar PCB의 신경독성의 확인 및 위해성 평가향상 ...26
• 제5장 연구개발결과의 활용성과 및 계획 ...27
• 가. 계량적 성과 ...27
• 나. 성과내용기술 ...27
• 다. 활용계획 ...27
• 제6장 기타 중요변경사항 ...28
• 제7장 참고문헌 ...28
• 총괄 연구과제 요약 ...31