• Toxicological Research
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• 제33권2호
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• pp.107-118
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• 2017

Although alternative test methods based on the 3Rs (Replacement, Reduction, Refinement) are being developed to replace animal testing in reproductive and developmental toxicology, they are still in an early stage. Consequently, we aimed to develop alternative test methods in male animals using mouse spermatogonial stem cells (mSSCs). Here, we modified the OECD TG 489 and optimized the in vitro comet assay in our previous study. This study aimed to verify the validity of in vitro tests involving mSSCs by comparing their results with those of in vivo tests using C57BL/6 mice by gavage. We selected hydroxyurea (HU), which is known to chemically induce male reproductive toxicity. The 50% inhibitory concentration ($IC_{50}$) value of HU was 0.9 mM, as determined by the MTT assay. In the in vitro comet assay, % tail DNA and Olive tail moment (OTM) after HU administration increased significantly, compared to the control. Annexin V, PI staining and TUNEL assays showed that HU caused apoptosis in mSSCs. In order to compare in vitro tests with in vivo tests, the same substances were administered to male C57BL/6 mice. Reproductive toxicity was observed at 25, 50, 100, and 200 mg/kg/day as measured by clinical measures of reduction in sperm motility and testicular weight. The comet assay, DCFH-DA assay, H&E staining, and TUNEL assay were also performed. The results of the test with C57BL/6 mice were similar to those with mSSCs for HU treatment. Finally, linear regression analysis showed a strong positive correlation between results of in vitro tests and those of in vivo. In conclusion, the present study is the first to demonstrate the effect of HU-induced DNA damage, ROS formation, and apoptosis in mSSCs. Further, the results of the current study suggest that mSSCs could be a useful model to predict male reproductive toxicity.

• 생명과학회지
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• 제24권11호
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• pp.1252-1257
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• 2014

DMSO는 배양포유류세포 동결보존의 동결보호제로써 일반적으로 사용 되어져 왔지만, DNA 메틸화 및 히스톤의 수식에 의해 일부 세포에서는 분화를 일으키는 것으로도 알려져 있다. 동결보존시의 배양세포의 안정된 분화형질유지에는 메틸화를 일으키는 DMSO 이외의 동결보호제의 사용이 필요하다. 세포독성이 낮고, 동물정자동결보존에 효과적인 것으로 알려진 아미도 화합물이 동일하게 포유류의 배양세포의 동결보존에서 동결보호작용이 있는지를(8종류의 아미드 화합물) 배양 마우스 혈관내피세포를 이용해 조사했다. 조사한 아미드 화합물 중에 아세트아미드와 락트아미드의 2종류가 배양세포에 대해서 동결보호작용이 있고, 가장 효과적인 것은 농도가 1.5 M의 락트아미드이다. 배양세포의 동결보존에 관해서는 삼투압 스트레스를 받지 않을 필요가 있기 때문에, 1.5 M 락트아미드 용액을 제작 시, 용매를 각 희석율의 PBS로 하고, 삼투압을 바꾼 동결 보존액에 동결세포의 생존율을 조사했다. 그 결과, 0.4배 농도의 PBS가 삼투압 스트레스를 가장 낮고 생존율이 가장 높음을 확인했다. 동결보존배지에 고 분자량재료를 첨가하면 세포생존율이 개선되는 것이 알려져 있기 때문에 BSA, HES, 데키스트란의 효과를 조사했다. 그 결과, 락트아미드를 이용한 동결보존배지는 $0.4{\times}PBS$를 이용한 1.5 M 락트아미드용액에 1%의 BSA를 첨가한 경우, DMSO의 동결보호작용에 필적하는 동결보호작용을 나타내는 것을 확인했다.

• 대한수의학회지
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• 제34권1호
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• pp.165-172
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• 1994

DA-125는 새로운 안트라사이클린계 항암성 항생제로서 아드리아마이신의 유도체이다. Sprague-Dawley 랫트를 이용하여 DA-125의 배아 및 태자독성발현능력을 조사하였다. 교미확인(정충확인일=0일)된 120마리의 랫트를 4개군으로 나눈후 0, 0.1, 0.3 및 1.0mg/kg의 용량으로 임신 7일 부터 임신 17일까지 1일 1회 연속 정맥투여 하였으며 임신 20일째에 제왕절개를 하여 태자를 적출하였다. 1mg/kg 투여군에서는 모동물의 사료섭취량의 감소, 체중감소 및 비장중량의 감소와 배아 흡수율의 증가 및 태자체중의 감소가 관찰되었다. 또한 여러가지 종류의 외표, 내부장기 및 골격기형들이 각각 11.9, 41.8 및 14.5%의 빈도로 출현했다. 그중 특이 기형소견으로는 뇌탈출증, 복벽파열, 외측 및 제3뇌실의 확장, 늑골유착 등을 들 수 있다. 0.1 및 0.3mg/kg 투여군에서는 어떠한 배아 및 태자 독성증상도 나타나지 않았다. 이상의 결과에서 DA-125는 랫트에 있어서 경미한 모독성 용량에서 배아 및 태자독성효과를 나타냄을 알 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제43권3호
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• pp.151-158
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• 2007

유전자치료W터의 주입시 생식세포를 통한 다음 세대로의 전달 가능성은 안전성 측면에서 관심을 중대시키고 있다. 특히 전립선암이나 난소암의 치료시 바이러스를 생식기관에 인접한 부위에 주입하여야 하므로 그 가능성이 높다. 따라서 본 연구에서는 유전자치료에 많이 이용되는 아데노바이러스를 매개로하여 tumor suppressor 유전자인 p53을 발현하는 아데노바이러스 벡터를 제조하여 이를 투여시 생식장기를 포함한 주요장기조직에의 분포와 germ cell을 통한 차세대로의 전달 가능성 등의 생식독성을 조사하였다. In vivo biodistribution study를 위하여 $Ad-CMV-{\beta}-gal$흑은 Ad-CMV-p53를 마우스 암 수의 복강에 주사한 후 생식장기를 포함한 주요 장기에서 아데노바이러스 유래 DNA검출 및 RNA발현 여부를PCR과 RT-PCR로 각각 확인하였다. 그 결과 간 및 비장과 같은 일반 장기에서도 주입한 외부유전자의 DNA가 검출되거나RNA가 발현되었을 뿐만 아니라, 정낭, 전립선, 부고환, 난소 및 자궁 등의 생식장기에서도 주입한 외부유전자가 검출되거나 발현되는 것으로 나타났다. Real-time PCR을 이용하여 각 장기에서의 투여된 아데노바이러스 벡터는 시간 의존적으로 감소되는 것을 정량하였다. Ad-CMV-p53를 암 수 마우스의 난소와 고환에 각각 직접 주사하여 교배시킨 후 그 후세대의 DNA를 분리하여 주입한 아데노바이러스 유래의 DNA를 검색한 결과, 어떠한 차세대에서도 주입한 아데노바이러스 유래의 DNA가 검출되지 않았다. 한편 생식장기에서의 PCR및 RT-PCR signal유래 vector의 위치를 확인하기 위해 매우 감도가 높은 in-situ PCR로 조사한 결과 고환의 경우 간질조직으로의 전달은 일어나나 정세관 내에는 아데노바이러스 벡터가 전달되지 않으며, 난소에서도 아데노바이러스벡터는 난포내의 난자에 전달되지 않고 기질조직에 존재하는 것으로 확인되었다. 결론적으로 복제 능력 이 결여된 아데노바이러스를 매개로 한 유전자치료제는 생식 장기에서 검출되더라도 다음 세대로 전달될 가능성은 대단히 낮음을 제시한다.

• 환경생물
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• 제38권2호
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• pp.207-215
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• 2020

둥근성게(Mesocentrotus nudus)의 수정 및 배아 발생률을 이용하여 신방오도료 2종(Diuron, Irgarol)의 독성영향을 조사하였다. Diuron과 Irgarol이 시험생물에게 미치는 독성영향을 살펴보기 위해, 시험농도 1.25, 2.50, 5.00, 10.00, 20.00 및 40.00 mg L^-1를 조성하였다. M. nudus으로부터 정자와 난자를 얻기 위하여 체강에 0.5M KCl 1mL를 주입하여, 수컷에서는 흰색이나 크림색 정자를, 암컷에서는 노란색이나 주황색 난자를 획득하였다. 획득 후, 30분 이내에 충분히 세척한 뒤 시험에 사용하여, 수정률의 경우는 10분, 정상배아 발생률은 48시간 동안 노출하였다. Diuron과 Irgarol은 수정률에는 영향을 미치지 않았으나, 정상배아 발생률은 농도 의존적으로 감소하였다(EC₅₀=21.62 mg L^-1, 95% CI=18.95~24.29 mg L^-1) and irgarol (EC₅₀=22.45 mg L^-1, 95% CI =22.15~22.75 mg L^-1). 또한, Diuron과 Irgarol에 노출된 정상배아 발생률의 NOEC는 <1.25 mg L^-1였으며, LOEC는 각각 1.25, 2.5 mg L^-1를 나타냈다. Diuron과 Irgarol은 해양생태계 내에서 1.25, 2.5 mg L^-1 이상의 농도가 나타날 시, M. nudus를 포함한 무척추동물에 독성영향을 미치는 것으로 사료된다. 본 연구를 통하여 도출된 결과와 독성값(NOEC, LOEC 및 EC₅₀)은 해양생태계 내에서 Diuron과 Irgarol 같은 신방오도료의 해양환경 기준농도를 설정하는 귀중한 자료로 활용될 것이다.

• 환경생물
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• 제38권3호
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• pp.333-342
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• 2020

본 연구에서는 다환방향족탄화수소(PAHs) 중, phenanthrene이 둥근성게(Mesocentrotus nudus)와 말똥성게(Hemicentrotus pulcherrimus)의 수정률과 정상유생 발생률에 미치는 독성 효과를 확인하고자 하였다. H. pulcherrimus와 M. nudus의 모체에서 각각 획득한 정자와, 인공수정을 통하여 획득된 수정란을 phenanthrene에 노출시킨 후, 수정률과 정상배아 발생률을 측정하였다. 시험결과, H. pulcherrimus와 M. nudus의 수정률과 정상배아 발생률은, 농도 의존적으로 감소하였으며, H. pulcherrimus와 M. nudus의 수정률에 대한 EC₅₀값은 17.48 mg L^-1과 16.21 mg L^-1이었고, 정상배아 발생률의 EC₅₀값은 각각 2.99mgL^-1과 0.36mgL^-1인 것으로 나타났다. 연구결과, H. pulcherrimus는 M. nudus보다 phenanthrene 노출에 대하여 더 민감하게 반응하는 것으로 나타났으며, 정상배아 발생률은 수정률에 비하여 더 민감한 종말점인 것으로 나타났다. 따라서, phenanthrene은 두 종의 성게 정자의 수정과 초기발달 단계를 포함한, 연안에 서식하는 다양한 생물종에 영향을 미치는 것으로 보여진다. 그중, 두 종의 성게는 다른 연안 서식 생물 종들에 비하여, Phenanthrene의 bio-monitoring을 위한 민감한 생물종일 수 있다고 사료된다. 또한, 본 연구를 통하여 도출된 결과와 독성값(NOEC, LOEC 및 EC₅₀)은 Phenanthrene을 포함한 PAHs의 환경 기준농도 설정을 위한 유용한 기초 자료로 활용될 수 있다.