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벤조피렌(Benzo[a]pyrene)이 다세대간 전이에 미치는 후성적 생식 영향에 관한 연구(Ⅱ)
Epigenetic actions of Benzo[a]pyrene on transgenerational effect in reprduction

  • 사업명

    안전성관리기반연구

  • 과제명

    벤조피렌(Benzo[a]pyrene)이 다세대간 전이에 미치는 후성적 생식영향에 관한 연구(II)

  • 주관연구기관

    동아대학교 산학협력단

  • 연구책임자

    김종민

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2009-11

  • 과제시작년도

    2009

  • 주관부처

    식품의약품안전청

  • 사업 관리 기관

    식품의약품안전청
    Korea Food & Drug Administration

  • 등록번호

    TRKO201000012705

  • 과제고유번호

    1475005140

  • 키워드

    분자후성학.정자.질환.병리학적 변화.다세대간 전이현상.molecular epigenetics.sperm.onset disease.pathologic change.multi-transgeneration.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    Although benzo[a]pyrene (B[a]P) has been well recognized and classified as a strong carcinogen since 1930' s, it's significance i...

    Although benzo[a]pyrene (B[a]P) has been well recognized and classified as a strong carcinogen since 1930' s, it's significance in human health risk again began to empathize for increasing exposure rate from foods, drinks and drugs. Regarding the effect of B[a]P on male reproduction and related endocrine function, few inf:ormations are available from the study in male experimental rodents. They showed that exposure to B[a]P results in the reduction of sperm numbers and motility as well as decrease of testosterone concentration in serum. However, the effect of B[a]P exposure in growing male rats(FO) by gavaging on F1 and F2 generation is not yet to be investigated, especially in terms of epigenetic study. In the present study, two doses (0.01 and 10 mg/kg-BW/day) of B[a]P have been administered to Sprague-Dawley rats (4 week-old) by gavaging for 6 weeks. For control experiment, same amount of vehicle (corn oil) was applied for oral administration. At day above 90, rats were sacrificed for analyses of sperm and various tissue processing. At the same time, some fully grown rats already exposed to B[a]P had been employed to mating experiment for generation of F1 and F2. The obtained infant F1 and F2 was waited for maturation and sampling by at least 90 day-old. For analysis of sperm, epididyrcis was excised and sperm were collected from cauda region of epididyis. And various tissues including testis, epididymis and prostate were fixed in Bouin's solution by whole body perfusion technique. In B[a]P-exposed groups, sperm motility and quality were significantly decreased compared to control group, and this transgenerated into sperm in F1 epididymis, but not in F2. Methylation-specific restric enzyme analysis showed that sperm DNA from B[a]P-exposed rat was hypermethylated compared to control sperm DNA, which also was epigeneticaliy transmitted into F1 and F2 epididymal sperm. In addition, Lysotracker staining revealed that acrosomal proteins in sperm head was decreased remarkably in all the B[a]P-expsoed groups, and this occurred in F1 and F2 with same pattern as well. The results presented herein showed the potential relationship between B[a]P exposure and transgenerational effects in male reproduction, but the further studies on molecular epigenetical approaches involved with the current phenomena would be required to elucidate the precise mechanism(s) on the multigenerational effect of B[a]P.


    벤조피렌 (Benzo[a]pyrene; B[a]P) 은 비교적 오래전부터 발암작용 둥을 일으키는 독성물질로 인식 분류되어 왔으나, 최근에 들어 B[a]P가 포함되어 있는 식품 등의 인체노출 증가로 인하여 이에 대한 위해성이 다시 부...

    벤조피렌 (Benzo[a]pyrene; B[a]P) 은 비교적 오래전부터 발암작용 둥을 일으키는 독성물질로 인식 분류되어 왔으나, 최근에 들어 B[a]P가 포함되어 있는 식품 등의 인체노출 증가로 인하여 이에 대한 위해성이 다시 부각되기 시작하였다. B[a]P가 생체에 일정기간 노출되었을 경우 나타날 수 있는 생식내분비적 독성효과에 대해서는 일부 알려진 바가 있는 상태이다. 그러나 B[a]P 가 성장성숙기에 노출되었을 시 당세대 생식독성영향의 후세대에 미치는 후성유전학적 전달현상에 대해서는 현재까지 조사된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 성장성숙기의 수컷 흰쥐 (4 주령)에 B[a]P를 저농도(0.01
    mg/kg 체중) 및 고농도(10 mg/kg- 체중)의 2가지 실험군으로 나누어 6주간 투여한 후, 완전 성숙기 (12주령 이상)의 고환, 부고환, 전립선을 비롯하여 다양한 비생식기관 (부신, 뇌하수체, 뇌, 간, 위장, 소장, 췌장, 비장, 신장, 폐)에서 발생할 수 있는 병적이상현상을 일차적으로 조사하고자 하였다. 이어서 B[a]P에 노출된 동물을 대상으로 하여 암컷과의 임신을 유도하여 후세대 (F1-F2) 의 완전 성숙동물의 생식기관 및 비생식기관에서 나타날 수 있는 후성유전학적 전달현상을 조사하고자 하였다. B[머P의 노출은 정자의 생존율에는 영향을 끼치지 못하였으나 정자의 운동성과 수정능을 저하시켰으며 이는 후세대의 정자에까지 이어져 나타났다. 이와 같은 현상으로 인하여 B[a]P 에 노출된 동물을 대상으로 한 후세대 생산을 위한 임신유도에 있어 대조군에 비해 소요기간이 길어지는 현상이 발생하였다. B[a]P에 노출된 DNA는 대조군에 비혜 메칠화도가 높았으며, 이는 후세대에 전달되어 나타났다. 한편, 생식기관 외 10가지 비생식기계 조직을 대상으로 하여 B[a]P의 노출영향과 후성 유전학적 전달현상을 조사한 결과, 부신, 뇌하수체, 대뇌, 위장, 소장, 비장 및 신장에는 형태적으로 병적 이상의 징후가 관찰되지 않았다. 간과 훼장 역시 조직학적으로 형태적 이상을 보이지 않았으나, B[a]P에 민감할 수 있고 각종 간질환과 당뇨 등으로 주요 기관이므로 각각 PCNA와 인슐린에 대한 면역조직화학법을 적용하여 보았으나 대조군과 특별한 차이를 보이지 않았다. 비생식기계 기관중에서 폐조직은 B[a]P 노출이후 과다세포증식 현상을 비롯하여 비정상적인 조직학적 특성을 나타내었고, 이와 같은 현상은 후세대 폐조직에까지 젠달되어 나타났다. 폐조직 DNA의 메칠화도는 대조군에서 높았고 B[a]P 노출군에서 모두 감소하는 경향을 보였으며, 이는 후성유전학적으로 세대간 전달되었다. B[a]P의 성장성숙기 노출에 의하여 발생한 정자의 질적 감소현상과 폐조직의 이상은 세대간 전달될 수있는 가능성이 높다고 판단된다. 그러나 이와 같은 현상이 인간을 포함한 모든 포유류에서 발생한다는 결론을 내리기에는 아직 증거가 충분하지 않다고 생각한다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 제출서 ... 2
    3. 제출문 ... 3
    4. 목차 ... 4
    5. I. 총괄연구개발과제 요약문 ... 5
    6. 1. 국문요약문 ... 6
    7. 2. SUMMARY ... 8
    8. II. 총괄연구개발과제 연구결과 ... 10
    9. 제1장 ...
    1. 표지 ... 1
    2. 제출서 ... 2
    3. 제출문 ... 3
    4. 목차 ... 4
    5. I. 총괄연구개발과제 요약문 ... 5
    6. 1. 국문요약문 ... 6
    7. 2. SUMMARY ... 8
    8. II. 총괄연구개발과제 연구결과 ... 10
    9. 제1장 총괄연구개발과제의 목적 및 필요성 ... 10
    10. 1.1 총괄연구개발과제의 목표 ... 10
    11. 1.2 총괄연구개발과제의 목표달성도 ... 22
    12. 1.3 국내.외 기술개발 현황 ... 23
    13. 1.4 총괄연구개발과정에서 수집한 국외과학기술정보 ... 24
    14. 제2장 총괄연구개발과제의 내용 및 방법 ... 26
    15. 2.1 최종 연구개발 내용 ... 26
    16. 2.2 연구방법 ... 28
    17. 2.3 연구추진체계 ... 31
    18. 제3장 총괄연구개발과제 의 최종결과 및 고찰 ... 32
    19. 3.1 성장성숙기 B[a]P 노출에 의한 세대간 생식영향 ... 32
    20. 3.2 성장성숙기 B[a]P 노출에 의한 세대간 정자 DNA의 매칠화도 변화 ... 36
    21. 3.3 성장성숙기 B[a]P 노출에 의한 생체 내 비생식기계 장기조직의 변화 ... 36
    22. 3.4 B[a]P 노출에 의한 세대간 비생식기계 조칙 DNA의 메칠화도 변화 ... 40
    23. 3.5 고찰 ... 80
    24. 제4장 총괄연구개 발과제 의 연구성과 ... 83
    25. 4.1 총괄활용성과 ... 83
    26. 4.2 총괄 활용계획 ... 84
    27. 제5장 총괄주요연구 변경사항 ... 84
    28. 제6장 총괄참고문현 ... 85
    29. 제7장 총괄첨부서류 ... 89
  • 참고문헌

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