보고서 정보
주관연구기관 |
국립환경과학원 National Institute of Environmental Research |
연구책임자 |
엄익춘
|
참여연구자 |
심일섭
,
유진
,
임성광
,
김혜원
,
김웅
,
김필제
,
유승도
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2018-12 |
과제시작연도 |
2018 |
주관부처 |
환경부 Ministry of Environment |
등록번호 |
TRKO201900003767 |
과제고유번호 |
1485015752 |
사업명 |
국립환경과학원연구사업(R&D) |
DB 구축일자 |
2019-07-13
|
DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201900003767 |
초록
▼
Ⅰ. 서 론
우리는 일상생활 속에서 수많은 화학물질에 노출되며 그로 인해 발생 가능한 여러 유해영향 또한 꾸준히 제기 및 보고되고 있다.1,2 그럼에도 불구하고 현존하는 수많은 화학물질에 비해 독성 정도가 정확하게 알려진 화학물질은 충분치 않으며, 특히 흡입노출에 인한 유해영향 연구에 대한 결과는 시험적 제약으로 인해 매우 부족한 실정이다. 인체에 노출로 인한 우려가 있는 화학물질의 정확한 독성정보 확보가 시급하며, 따라서 우리는 호흡기를 통한 노출의 우려가 높으나 그로 인한 흡입독성이 알려지지 않은 물질을 선별해 독성 영향을
Ⅰ. 서 론
우리는 일상생활 속에서 수많은 화학물질에 노출되며 그로 인해 발생 가능한 여러 유해영향 또한 꾸준히 제기 및 보고되고 있다.1,2 그럼에도 불구하고 현존하는 수많은 화학물질에 비해 독성 정도가 정확하게 알려진 화학물질은 충분치 않으며, 특히 흡입노출에 인한 유해영향 연구에 대한 결과는 시험적 제약으로 인해 매우 부족한 실정이다. 인체에 노출로 인한 우려가 있는 화학물질의 정확한 독성정보 확보가 시급하며, 따라서 우리는 호흡기를 통한 노출의 우려가 높으나 그로 인한 흡입독성이 알려지지 않은 물질을 선별해 독성 영향을 파악하는데 주력해왔다. 금년에는 Benzotriazole (BT), Sodium benzoate (SB), Sodium gluconate (SG), Phenoxyethanol (PE), Trisodium nitrilotriacetate (NTA), Trichloroisocyanuric acid (TCCA) 6종의 화학물질과 작년 시험 물질 중 하나인 Glycolic Acid (GA)를 대상으로 세포독성 및 흡입독성 연구를 통해 그 유해성을 확인하고자 하였다.
흡입독성 연구의 우선순위 선정은 세포독성시험 결과 및 물질 사용 정보를 기반으로 하였으며, 그 결과 선정된 GA는 무색무취 고체상의 물질로 개인위생용품, 화장품, 세정제, 세척제 및 용제 등의 용도로 사용되어 누구나 생활 속에서 자주 접할 가능성이 있는 화학물질 중 하나이다. 또한, GA는 랫드나 토끼에 경구 독성이 있고 심한 눈 손상 및 피부자극성이 유발 가능하다고 보고되었으며,4,5 흡입 노출로 인한 독성 영향도 보고되었으나 OECD TG에 따른 반복 노출 실험은 전무한 실정이다.
(출처 : 본문 I. 서론 10p)
Abstract
▼
As a follow-up study of toxicity assessment study on chemicals contained in consumer products in 2017, this study was conducted based on a toxicity screening methodology. Literature and documents have been comprehensively reviewed for known chemical toxicity data, and among those, 6 chemicals were s
As a follow-up study of toxicity assessment study on chemicals contained in consumer products in 2017, this study was conducted based on a toxicity screening methodology. Literature and documents have been comprehensively reviewed for known chemical toxicity data, and among those, 6 chemicals were selected for in vitro assay using adenocarcinomic human alveolar basal epithelial cell line (A549). 0 – 5,000 μg/mL of Benzotriazole (BT), Sodium benzoate (SB), Sodium gluconate (SG), Phenoxyethanol (PE), Trisodium nitrilotriacetate (NTA), and Trichloroisocyanuric acid (TCCA) were treated to A549 cells. Cells treated with TCCA and BT were found most sensitive with cell viability (IC50) of 127.9μg/mL and 563.8 μg/mL, respectively.
In 14 chemicals whose cell viability had been tested for two years from 2017, Glycolic acid (GA) was selected for further in vivo studies. Intratracheal instillation (ITI) was performed, by dividing rats into 4 groups (control, low, middle, high) and treating them with GA in saline, 0.1, 1 and 10 μg/b.w. kg, respectively. Bronchoalveolar lavage fluid (BALF) samples were analyzed, and in the high dose recovery group, the level of LDH leakage and PMNs showed a significant increase. By measuring the proinflammatory cytokines, the increase of IL-1β in the high dose exposure group, and increase of TNF-α, MCP-1, MIP-2, IL-1β in the high dose recovery group was observed. Multifocal inflammation, pulmonary edema, and severe necrosis of alveolar epithelia were observed through histopathological studies by GA treatment.
Acute inhalation study was conducted in 18.1±1.53, 100±3.46, and 458.3±2.89 mg/m3 for low, middle, and high dose groups, respectively. TNF-α (recovery high group) and MCP-1 (exposure high group), both a well known inflammation index, showed an increasing trend. Increases in percent of PMNs were also observed due to the increase of GA exposure.
By the sub-acute GA inhalation, the actual concentration was measured as 2.35±0.46, 9.9±1.79, 49.5±8.5 mg/m3 in low, middle and high groups, respectively. Through BALF analyses, total protein showed a significant increase in the high exposure group, while an increasing trend was also observed in the BALF LDH leakage and PMNs due to the high inhalation exposure of GA.
Significant increase in the proinflammatory cytokines were observed for TNF-α in the high dose recovery group, as well as for MIP-2 and IL-1β in the exposure groups. The histopathological analysis was conducted, but no clear chemical related lesions were observed.
In order to modify the inhalation toxicity screening scheme proposed in the previous study, LC50 and IC50 were obtained through literature review and experiment. As data sets match less with number between in vivo and in vitro, we aimed to fill the lacking data of in vitro data of substances whose in vivo results are already known. For this reason, 30 in vitro data sets of cytotoxicity in A549 cells were studied, and total 45 in vitro and in vivo data sets were gathered for identifying the correlation between these two experimental methods. Based on these data, in vitro-in vivo correlations were identified by gas/vapor(r2=0.3916) or dust/mist(r2=0.6195). The results showed a strong correlation identified in the case of dust/mist, indicating the possibility that inhalation toxicity screening scheme can prioritize chemicals for animal experiments. However, data for the inhalation toxicity screening method are not yet still sufficient in number. Therefore, more follow-up studies are required for suggesting a higher correlation between in vitro-in vivo inhalation toxicity results.
(출처 : Abstract 8p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 목차 ... 2
- 표목차 ... 4
- 그림목차 ... 6
- Abstract ... 8
- Ⅰ. 서 론 ... 10
- Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 12
- 1. 시험물질 및 연구개요 ... 12
- 2. 세포 독성 평가 (in vitro) ... 12
- 가. 세포주 ... 12
- 나. 세포손상 평가 ... 13
- 다. 세포군집 형성 시험 ... 13
- 3. 동물 호흡기의 독성 평가 (in vivo) ... 13
- 가. 실험동물 ... 13
- 나. 기관 내 점적 시험 방법 ... 14
- 다. 흡입 노출 시험 방법 ... 14
- 라. 일반증상 관찰 및 체중 측정 ... 15
- 마. 기관지폐포세척액 채취 및 폐독성 분석 ... 16
- 바. 조직병리학적 분석 ... 16
- 4. 통계처리 ... 17
- 5. 독성스크리닝 기법 ... 18
- 가. 급성흡입독성 및 세포독성 자료의 문헌 조사 ... 18
- 나. 폐세포 A549 세포를 이용한 cell viability 실험데이터 생산 ... 18
- 다. In vitro-in vivo 상관성 분석 ... 18
- Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 20
- 1. 세포실험을 위한 시험물질 조사 ... 20
- 가. 물리·화학적 특성 및 유해성 ... 20
- 2. 세포 독성 평가 결과 (in vitro) ... 21
- 가. 세포 독성 스크리닝 ... 21
- 나. 세부농도 세포독성 시험 ... 22
- 3. 동물 호흡기 독성 평가 결과 (in vivo) ... 26
- 가. 동물실험용 시험물질 선정 ... 26
- 나. 기관내 점적 시험 결과 ... 28
- 다. 흡입노출 연구 결과 ... 36
- 4. 독성스크리닝 기법 ... 51
- 가. 급성흡입독성 및 세포독성 자료의 문헌 조사 ... 51
- 나. 폐세포 A549 세포를 이용한 cell viability 실험데이터 생산 ... 52
- 다. In vitro-in vivo 상관성 분석 ... 54
- Ⅳ. 결 론 ... 59
- 참 고 문 헌 ... 61
- 부 록 1 흡입독성 스크리닝 기법 연구를 위한 세포독성 표준작업수순서 (SOP)- 개정 사항 ... 71
- 부 록 2 상관성 확인을 위한 LC50-IC50 자료 ... 82
- 끝페이지 ... 87
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