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보고서 상세정보

할로겐 화합물의 분자수준의 면역독성기작 연구
Molecular immune toxicological mechanism studies on halogenated organic compounds

  • 사업명

    독성연구개발

  • 과제명

    독성기반 및 응용연구(I) : 독성물질의 작용기전 연구

  • 주관연구기관

    조선대학교
    Chosun University

  • 연구책임자

    정혜광

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2006-11

  • 과제시작년도

    2006

  • 주관부처

    식품의약품안전청

  • 사업 관리 기관

    식품의약품안전청
    Korea Food & Drug Administration

  • 등록번호

    TRKO201000015804

  • 과제고유번호

    1470001311

  • 키워드

    면역독성기작.할로겐 화합물.Immune toxicological mechanism.halogenated organic compounds.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    $\bullet$This study was focused on the development of molecular biological methods for evaluating the immune toxicity ...

    $\bullet$This study was focused on the development of molecular biological methods for evaluating the immune toxicity of halogenated organic compounds, such as 1-bromopropane was introduced to the workplace as a new alternative 2-bromopropane on the inflammatory related NO and $PGE_{2}$ production, COX-2 and iNOS expression, air pouch model, and NK/LAK cell activity system.
    $\bullet$This study was accomplished using 1-bromopropane alternative 2-bromopropane caused reproductive toxicity or 1,3-dibromopropane as a target molecules were effective for the increasing of NO and $PGE_{2}$ production as a marker of inflammation, in dose-dependent manner in Raw 264.7 cells.
    $\bullet$Also, we investigate the COX-2 gene expression level of halogenated organic compounds, such as 1-bromopropane, 2-bromopropane, n-butyl bromide, t-butyl bromide, 1,2-dibromopropane, 1,3-dibromopropane, 2,3-dibromopropene, 1,2,3-tribromopropane were increased in dose-dependent manner in Raw 264.7 cells.
    $\bullet$The transactivity of COX-2 after the treatment of 1-bromopropane or 2-dibromopropane were enhanced in dose-dependent manner by the results of transient transfection experiment in Raw 264.7 cells. Also, the transcriptional regulation of COX-2 might be regulated by NF-$_{k}B$ by the results of transient transfection experiment using deletion constructs of COX-2 promoter.
    $\bullet$The transcriptional factor binding activity of NF-$_{k}B$ were induced after the treatment of 1-bromopropane in Raw 264.7 cells by the results of EMSA experiment.
    $\bullet$Western blotting analysis showed that 1-bromopropane induced activation of MAPK (ERK and p38) and transcriptional factors (NF-$_{k}B$) binding the core elements of COX-2 promoter, substantiating the involvement of these signal transduction pathways in the regulation of COX-2 expression by 1-bromopropane.
    $\bullet$1-bromopropane or 1,3-dibromopropane potently increased production of pouch fluid, NO, $PGE_{2}$, TNF-$\alpha$, IL-6, IL-1$\beta$ from in vivo air pouch model in dose dependent manner.
    $\bullet$Additionally, 1-bromopropane or 1,3-dibromopropane potently decreased proliferation of B-cell, activity of mitogen induced B-cell, ability of cancer cell killing from NK/LAK cells in the splenocytes.
    $\bullet$Quantitative analysis for immunotoxicity of halogenated organic compounds could be possible from the assessment of in vitro/ in vivo experiments by 1-bromopropane alternative 2-bromopropane caused reproductive toxicity.


    $\bullet$본 연구는 기존에 공업용 세정제로 사용하였던 할로겐 화합물 중 생식독성 유발로 인해 사용이 금지된 2-bromopropane의 대체물질인 1-bromopropane을 이용하여 염증매개 인자인 NO...

    $\bullet$본 연구는 기존에 공업용 세정제로 사용하였던 할로겐 화합물 중 생식독성 유발로 인해 사용이 금지된 2-bromopropane의 대체물질인 1-bromopropane을 이용하여 염증매개 인자인 NO, $PGE_{2}$와 염증 관련 유전자인 iNOS, COX-2 및 염증성 cytokine의 생성에 미치는 영향과 이들의 발현과 관련이 있는 전사 조절인자의 활성 측정 및 상위 신호전달체계를 규명하고, 실험동물을 이용한 in vivo air pouch 모델과 일차비장세포에서의 임파구 증식능 및 암세포 살해능의 측정을 통해 할로겐 화합물의 염증 유발 면역독성을 in vitro$\prime$ in vivo 실험을 병행하여 평가함으로써 할로겐 화합물의 사용에 대한 안전성 확보를 위한 과학적 근거 자료를 마련하고자 하였음.
    $\bullet$대식세포에서 1-bromopropane과 1,3-dibromopropane이 염증관련 인자인 NO와 $PGE_{2}$의 생성량과 관련 유전자인 iNOS, COX-2 유전자 발현을 증가시켰음. 또한 염증관련 사이토카인 (TNF-$\alpha$, IL-6, IL-1$\beta$)의 생성량이 증가시켰음.
    $\bullet$할로겐 화합물들의 염증 유발 면역독성에 대한 구조-영향 관계를 조사하기 위하여 2-bromopropane, n-butyl bromide, t-butyl bromide, 1,2-dibromopropane, 1,3-dibromopropane, 2,3-dibromopropene, 1,2,3-tribromopropane 등을 처리하여 COX-2 유전자 발현에 대해 확인한 결과 모든 할로겐 화합물에서 COX-2 발현을 증가시켰음.
    $\bullet$1-bromopropane의 작용 기작을 규명하기 위하여 COX-2 plasmid를 이용한 reporter assay를 수행한 결과 1-bromopropane과 2-bromopropane에 의해 COX-2 promoter 활성이 증가하였고, 관련 전사 조절인자인 NF-κB promoter 활성이 증가하였으며, COX-2 promoter의 NF-κB, C$\prime$EBP, CREB/AP-1 부위를 mutation 시킨 COX-2 promoter의 reporter assay를 수행한 결과1-bromopropane에 의해 증가된 COX-2 promoter 활성이 NF-κB 전사조절인자에 의해 영향을 받는 것을 알 수 있었음.
    $\bullet$1-bromopropane에 의한 COX-2 발현의 상위 신호전달체계를 확인하기 위하여 MAP Kinase western blotting을 수행한 결과 ERK과 p38을 경유하여 1-bromopropane의 면역독성관련 COX-2의 발현이 활성화됨을 알 수 있었음.
    $\bullet$이러한 할로겐 화합물의 in vitro 면역독성 평가 방법의 효율성을 검증하기 위하여 실험동물에 인위적으로 염증을 유발하는 in vivo air pouch model을 확립하고, 1-bromopropane과 1,3-dibromopropane의 영향을 조사한 결과, 형성된 농의 삼출액 (pouch fluid)과 염증매개 인자인 NO와 $PGE_{2}$의 생성량 및 염증관련 사이토카인 (TNF-$\alpha$, IL-6, IL-1$\beta$)의 생성량이 증가하였음.
    $\bullet$1-bromopropane의 임파구 활성에 대한 영향을 조사하기 위하여 마우스 비장세포를 분리한 후 임파구의 증식능을 조사한 결과 1-bromopropane에 의해 임파구의 증식능이 감소하였으며 NK cell과 LAK cell의 활성이 감소하였음.
    $\bullet$이상의 결과로부터 할로겐 화합물 중 생식독성 유발로 인해 사용이 금지된 2-bromopropane의 대체물질인 1-bromopropane을 이용하여 할로겐 화합물의 염증 유발 면역독성을 in vitro$\prime$in vivo 실험을 병행하여 수행함으로써, 할로겐 화합물의 생체 내 면역독성에 관한 영향을 분자적 수준에서 평가하여 향후 할로겐 화합물의 면역독성에 대한 안정성 확보를 위한 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료됨.


  • 목차(Contents) 

    1. 연구결과보고서...1
    2. 표지...2
    3. 제출문...5
    4. 목차...6
    5. I. 연구개발결과 요약문...7
    6. (한글) 할로겐 화합물의 분자수준의 면역독성기작 연구...7
    7. (영문) Molecular immune toxicological mechanism studies on halogen...
    1. 연구결과보고서...1
    2. 표지...2
    3. 제출문...5
    4. 목차...6
    5. I. 연구개발결과 요약문...7
    6. (한글) 할로겐 화합물의 분자수준의 면역독성기작 연구...7
    7. (영문) Molecular immune toxicological mechanism studies on halogenated organic compounds...8
    8. II. 총괄연구개발과제 연구결과...9
    9. 제1장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...9
    10. 1.1 총괄연구개발과제의 목표...9
    11. 1.2 총괄연구개발과제의 목표달성도...12
    12. 1.3 국내.외 기술개발 현황...13
    13. 제2장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 방법...14
    14. 2.1. 연구내용...14
    15. 2.2. 연구방법...17
    16. 제3장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 결과...19
    17. 가. 할로겐 화합물의 대식세포주를 이용한 in vitro 면역독성 평가 방법 구축...19
    18. 나. 할로겐 화합물의 면역독성유발과 관련한 세포내 작용 기작 규명...23
    19. 다. 할로겐 화합물의 Air pouch model을 이용한 in vivo 면역독성 평가 방법 구축...27
    20. 라. 할로겐 화합물의 일차 비장세포를 이용한 면역독성 평가...31
    21. 제4장 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...34
    22. 제5장 총괄연구개발과제의 연구성과...36
    23. 5.1 활용성과...36
    24. 5.2 활용계획...37
    25. 제6장 기타 중요 변경사항...38
    26. 제7장 참고문헌...39
    27. 제8장 첨부서류...41
    28. 총괄 연구과제 요약...47
  • 참고문헌

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