• 생명과학회지
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• 제29권6호
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• pp.724-734
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• 2019

본 연구는 대기 중에 떠다니는 입자인 미세먼지의 발생원에 따라 여러 종류의 사람 세포주에 미치는 세포 독성 효과를 검증해 보고자 하였다. 실험에 사용된 미세먼지는 자동차의 공기 필터(차 미세먼지, 실외)와 집에 있는 청소기의 필터(집 미세먼지, 실내)에서 유래한 미세먼지를 에탄올 추출법으로 포집하여 여과한 다음 대략 $10{\mu}m$ 이하의 미세먼지를 세포배양액에 첨가하였다. MTT 분석 방법으로 조사된 세포성장의 반억제농도 값($IC_{50}$)은 집 미세먼지보다 차 미세먼지에서 각 세포에 대한 $IC_{50}$ 값이 유의적으로(p<0.05) 더 낮았고, 정상세포주인 섬유아세포(MRC-5) 및 사랑니 유래 중간엽성 성체줄기세포(DSC)에서 $IC_{50}$ 값은 폐암세포주(A-549) 및 위암세포주(AGS)에 비해 유의적으로(p<0.05) 더 낮았다. 차 미세먼지를 $100{\mu}g/ml$의 농도로 첨가하여 1주일동안 세포를 배양하여 세포배가시간을 조사하였던 바, 암세포주보다 MRC-5 및 DSC 세포주에서 미세먼지의 처리 후 세포배가시간이 유의적으로(p<0.05) 늘어나는 것을 관찰하였고, 미세먼지에 노출된 세포는 노화 관련 베타-갈락토시다아제의 발현이 증가하여 세포의 노화가 일어나는 것을 관찰하였다. 또한, 차 미세먼지를 각 세포주의 $IC_{50}$ 값으로 1주일 동안 처리한 후, 염증 관련 유전자인 COX-2 및 IL-6의 발현이 유의적으로(p<0.05) 증가하는 것을 관찰하였다. 이상의 결과로 보아, 미세먼지는 세포의 성장을 억제하고, 손상을 일으키면서 염증의 발현을 유도하는 것으로 조사되었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제21권2호
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• pp.100-106
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• 2006

ER와 리포터 유전자인 $\beta$-galactosidase가 도입된 효모재조합검색시험법을 이용하여 파라벤류의 내분비계 장애작용을 검색하였다. 양성대조 시험물질로 앞의 시험법들과 동일하게 E2와 BPA를 설정하여 파라벤류의 에스트로젠성을 비교분석 하였다. E2의 경우 $10^{-9}M$에서 가장 활성이 높게 관찰되었고, BPA의 경우 $10^{-7}M$에서 에스트로젠성이 가장 높았다. 파라벤의 경우 이소프로필파라벤이 $10^{-9}M$에서 $10^{-3}M$까지 시험하였을 때, 농도 의존적으로 에스트로젠성이 증가하였으며, $10^{-9}M$의 경우 가장 강력한 에스트로젠성을 보였다. 또한 양성대조군인 E2와 비교하였을 때, $10^{-7}M$에서 $10^{-3}M$까지의 이소프로필파라벤은 오히려 E2보다 높은 내분비계 장애작용이 검색되었다. 이소프로필파라벤을 제외한 나머지 파라벤류의 경우 $10^{-4}M$과 $10^{-5}M$의 프로필파라벤과 $10^{-3}M$과 $10^{-4}M$의 에틸파라벤에서 에스트로젠성이 관찰되었다. 또한 MCF-7세포주는 사람의 유방암 세포이면서 $ER{\alpha}$가 존재하여 에스트로젠 또는 에스트로젠 유사물질이 ER와 반응하여 세포의 성장을 유도하게 된다. 이번 연구에서 파라벤의 시험 이전에 이미 내분비계 장애물질로 널리 알려진 BPA와 체내에 존재하는 강력한 에스트로젠이면서 BPA보다 활성이 1000배정도 높다고 알려진 E2를 양성대조군으로 설정하여 MCF-7세포의 성장을 관찰하였다. 72시간동안 BPA와 E2를 다양한 농도로 MCF-7세포에 노출한 후 DNA 양을 측정하였더니, E2의 경우 $10^{-9}M$에서 대조군보다 약 2.5배의 세포성장을 관찰할 수 있었으며, BPA의 경우 $10^{-8}M$에서 대조군 보다 약 2.2배의 세포성장을 관찰할 수 있었다. 에틸파라벤의 경우 $10^{-7}M$에서 $10^{-4}M$까지 농도 의존적으로 MCF-7세포의 성장을 증가시켰고, $10^{-4}M$이 대조군에 비해 세포성장이 약 2.2배에 달하여 양성대조군과 비슷하면서 높은 에스트로젠 유사반응을 보였다. 프로필파라벤, 부틸파라벤, 이소부틸파라벤과 이소프로필파라벤의 경우 $10^{-5}M$의 농도에서 2배 이상의 세포성장이 유도되었고, 이소프로필파라벤의 경우 RPE값이 약 104%에 이르는 등, 내분비계 장애작용이 검색되었다. 한편, 본 연구팀은 ER에 대한 파라벤의 시험관 내 상경적 결합력을 측정하기 위해 $ER{\alpha}$와 $ER{\beta}$ competition binding assay kit를 사용하여 시험하였다. 이 시험법은 E2와 비교하여 파라벤류의 $ER{\alpha}$와 $ER{\beta}$에 반응하는 시험물질의 RBA(relative binding affinities) 값을 측정하였다. 파라벤의 $ER{\alpha}$ 상경적 결합시험의 경우. E2의 $IC_{50}$의 값이 $4.29{\times}10^{-9}$이었고, 이소부틸파라벤의 경우 $4.5{\times}10^{-7}$에 달하여 RBA값이 0.952가 계산되었다. 이전 연구에 의해 밝혀진 BPA의 경우 RBA값이 0.333인데 반하여, 이소부틸파라벤은 약 3배가 높은 내분비계 장애작용이 검색되었다. 파라벤의 $ER{\beta}$ 상경적 결합시험의 경우. $ER{\alpha}$와 마찬가지로 이소부틸파라벤이 $1.94{\times}10^{-7}M$의 $IC_{50}$값을 가지면서 RBA값이 0.471이 계산되었다. 이것은 파라벤이 $ER{\alpha}$와 $\beta$모두와 결합을 할 수 있고 E2와 경쟁적으로 결합을 할 수 있으며 이는 내분비계를 방해할 수 있다는 것을 다시 한번 뒷받침 해주고 있다. 덧붙여 본 연구팀의 결과는 이소부틸파라벤의 경우 경쟁적으로 결합하는 능력 또한 내분비계교란물질로 잘 알려진 BPA만큼의 능력을 가지고 있는 것으로 나타났다. 결론적으로 in vitro적 방법으로 파라벤류들의 에스트로젠성을 측정한 결과 이미 보고된 연구와 비슷하게 화학 구조적으로 더 길거나 분지된 알킬기를 가지는 파라벤일수록 에스트로젠성이 더 강하게 나타났다. 따라서, 식품이나 화장품 등의 보존제로 사용되는 이 화학물질의 과다한 노출은 정상적인 내분비계에 큰 영향을 미칠 가능성이 있다고 판단된다.