Although Semisulcospira libertina is generally regarded as a supplement for the alleviation of alcohol hangover, little is known about its effects on cell metabolism. Therefore, this study was conducted to analyze the constituents of the extracts prepared using different extraction methods and to compare their biochemical properties. The amino acid contents were found to be much higher in acidic and enzymatic hydrolysates than hot water extracts from S. libertina. DPPH radical scavenging activities in acidic and enzymatic hydrolysates were higher than those of hot water extracts. Three types of S. libertina hydrolysate was added to HepG2 cells damaged by acetaminophen (AAP), after which the survival rate of HepG2 cell were measured. In addition, lactate dehydrogenase (LDH) activities in the culture media were evaluated. The survival rates of HepG2 cells were 77.0±4.3% and 81.5±1.3% at 3 h and 5h enzymatic hydrolysates, respectively. These cell survival rates were higher compared to those of the negative control group (67.8±4.3%) treated only with acetaminophen. Cellular toxicities induced by treatment with AAP were also significantly alleviated in response to treatment with the extracts of S. libertina. In addition, the activities of 2 key enzymes that metabolize ethanol, alcohol dehydrogenase and aldehyde dehydrogenase, were upregulated by 4.7- and 2.7-fold respectively in response to treatment with a 3 h enzymatic hydrolysate of S. libertina. Taken together, these results provide biochemical evidence of the method by which S. libertina exerts its biological functions, including the alleviation of alcohol hangover and the protection of liver cells against toxic insults.

Although Semisulcospira libertina is generally regarded as a supplement for the alleviation of alcohol hangover, little is known about its effects on cell metabolism. Therefore, this study was conducted to analyze the constituents of the extracts prepared using different extraction methods and to compare their biochemical properties. The amino acid contents were found to be much higher in acidic and enzymatic hydrolysates than hot water extracts from S. libertina. DPPH radical scavenging activities in acidic and enzymatic hydrolysates were higher than those of hot water extracts. Three types of S. libertina hydrolysate was added to HepG2 cells damaged by acetaminophen (AAP), after which the survival rate of HepG2 cell were measured. In addition, lactate dehydrogenase (LDH) activities in the culture media were evaluated. The survival rates of HepG2 cells were 77.0±4.3% and 81.5±1.3% at 3 h and 5h enzymatic hydrolysates, respectively. These cell survival rates were higher compared to those of the negative control group (67.8±4.3%) treated only with acetaminophen. Cellular toxicities induced by treatment with AAP were also significantly alleviated in response to treatment with the extracts of S. libertina. In addition, the activities of 2 key enzymes that metabolize ethanol, alcohol dehydrogenase and aldehyde dehydrogenase, were upregulated by 4.7- and 2.7-fold respectively in response to treatment with a 3 h enzymatic hydrolysate of S. libertina. Taken together, these results provide biochemical evidence of the method by which S. libertina exerts its biological functions, including the alleviation of alcohol hangover and the protection of liver cells against toxic insults.

To determine their acute toxicities on the earthworm (Eisenia fetida), six toxic chemicals were evaluated, according to the OECD guideline 207: sulfuric acid, methanol, methylethylketone, nitric acid, formic acid, and toluene. Sulfuric acid exhibited the maximum toxicity. The LC50 values of sulfuric acid, nitric acid, formic acid, and toluene were 20.5, 49.1, 55.5, and 534.5 μg cm-2, respectively. Toluene showed 26-fold lower toxicity than sulfuric acid. In this study, methanol and methylethylketone did not exhibit any toxicity to the earthworm. Further evaluation revealed that nitric acid, formic acid, and toluene exerted a change in the body weight of the chemically treated earthworms, whereas the other chemicals were ineffective. These results can be used for environmental risk assessment, when the chemicals are accidently discharged into the environment.

목적: 미세먼지 등의 증가로 안구세척제 사용이 늘어감에 따라 안구세척제의 자극성에 대한 연구가 필요하므로 안구세척제의 세포독성을 평가하였다. 방법: 세포독성 검정을 위해 L929 세포는 α-MEM (GIBCOCo, USA)에 10% FBS, fungizone 및 antibiotics를 첨가해 배양하여 96 well-plate에 각각 분주하고 세포가 well 당 80% 정도 채워졌을 때 처리하였다. 처리된 세포는 MTT 200 ㎍/㎖가 포함된 배양액으로 교환하고 3시간 반응시켰다. 3시간 후 배양액을 버리고 dimetylsulfoxide(DMSO; Sigma CO. USA)를 200㎕/well 씩을 넣어 5분간 실온 방치하여 푸른색 결정인 formazan을 용해 시킨 후 ELISA plate reader (Bio-Tech, USA)로 570nm에서 흡광도를 측정하여 대조군과 비교하여 세포 증식 저해율이 30% 이상이면 독성이 있는 것으로 판정하였다. 결과: 본 연구의 실험결과는 저자극 안구세척제에 대한 시험성적은 세포생존율 50%를 기준으로 높을수록 저자극, 낮을수록 자극성을 보이는데 시중에 가장 많이 유통되고 있는 안구세척제의 세포독성실험을 한 결과, 65.48±2.25%로 나타나 자극이 아예 없다고는 볼 수 없으나 자극은 낮은 것으로 나타났다. 결론: 본 연구는 환경오염으로 인한 안구세척제의 개발의 중요성을 알고 눈의 건강을 위해 더 지속적으로 안구에 저자극인 안구세척제를 개발이 있어야 할 것으로 사료된다.

다양한 무기나노물질은 기존의 물질과는 다른 특성을 보유하고 있어, 식품첨가물, 식품포장재 및 보충제 등으로 식품산업에서 널리 사용되고 있다. 이와 같이 나노물질의 사용이 증가함에 따라 독성 및 안전성 평가가 함께 요구되는데, 상대적으로 이와 관련된 연구는 부족한 실정이다. 특히 나노물질은 작은 입자크기로 인해 기존의 물질과는 다른 특성을 보유하고 있어, 나노물질의 잠재적 독성 평가를 위한 독성동태 및 생체 내 거동 연구가 필수적인데 이 같은 연구를 위해서는 우선적으로 나노물질의 생체 내 정량기법 확립되어야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 식품분야에서 널리 응용되고 있는 이산화티타늄(TiO2) 및 산화아연(ZnO) 나노물질의 생체 내 정량분석법 확립 및 정량결과에 있어서 크기 및 입자형태에 의한 영향을 확인하고자 하였다. 정량분석을 위한 전처리 방법은 질산, 황산 및 과산화수소의 첨가량, 반응시간과 온도 등을 조절하여 확립하였으며, 이후 각 나노물질의 Zn와 Ti의 원자방출 특성을 활용하여 ICP-AES (inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy)로 분석하였다. 최종적으로 각 정량결과의 회수율, CV (coefficient of variation), RE (relative error)값을 산출하여 확립된 정량분석법의 정확성 및 정밀도를 검증하였다. 그 결과, 본 연구에서 확립한 정량방법을 통해서 물질의 형태(이온 및 크기)에 의한 정량결과에 영향은 없음이 확인되었으며, 생체 매트릭스에 의한 효과 또한 없는 것으로 확인되었다. 또한 최종적으로 분석된 정량결과가 정량분석의 기준치인 회수율 90%이상, CV 15% 이내, RE ±10% 이내에 들어오는 것이 확인되어 정량분석법의 정밀성 및 정확도를 검증하였다. 본 연구결과는 식품용 무기나노물질의 생체 내 정량분석법을 제시함으로써, 생체 내 거동 및 독성동태 연구를 통하여 향후 잠재적 독성 예측을 위한 기반 자료로 활용될 것으로 기대된다.

곤충병원균인 Pseudomonas entomophila를 Riptortus pedestris의 체내에 주사하였을 때, 곤충을 사멸시키는 효과를 나타내는 물질을 찾기 위하여, P. entomophila를 배양한 배양액을 이온교환 크로마토그래피 및 크기배제 크로마토그래 피를 통해 살충 효과를 나타내는 물질을 정제 하였다. 그 결과 R. pedestris에 대해 살충효과를 보이는 독성 물질은 metalloproteinase의 일종인 AprA 단백질인 것으로 나타났다. 정제 된 AprA를 R. pedestris에 주사하였을 때, 곤충이 매우 빠른 속도로 사멸하는 양상을 보였다. AprA 단백질이 어떠한 작용 기전으로 R. pedestris에 독성 효과를 보이는지 알기 위하여, 정제 된 AprA를 R. pedestris의 체내로 주사한 후 hemocyte (혈구)의 숫자를 조사한 결과, AprA를 주사 한 직후에는 혈구의 숫자가 증가하였으나, 1시간 이후부터는 혈구의 수가 급격히 감소하기 시작하였고, 결국은 모든 곤충이 사멸하였다. 본 연구진은 AprA가 R. pedestris의 면역반응을 어떻게 억제하는지 알기 위해, AprA가 R. pedestris의 혈구를 제거하는 기작을 보고하고자 한다.

본 연구는 우엉 뿌리 추출물의 항산화 활성 및 피부에 대한 안전성을 평가하기 위하여 총 폴 리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH radical 소거 활성을 통하여 항산화 활성을 살펴보고, B16F10 melanoma 세포에 대한 세포 독성 및 자외선 A에 대한 피부 세포 보호 효과를 확인하였다. 또 한 화장품 소재로서의 활용을 검증하기 위하여 1차 피부 첩포 테스트를 실시하였다. 본 실험 결과 우엉 뿌리 추출물의 함량이 증가됨에 따라 높은 폴리페놀과 플라보노이드의 함량이 확인되었으며, DPPH radical 소거 활성을 확인하였다. B16F10세포에 대한 세포 독성을 확인한 결과 B16F10 melanoma 세포 에 대해 독성이 낮고, 자외선 A에 대해 80% 이상의 세포 보호 효과를 확인하였다. 또한 1차 피부 첩포 테스트를 통해 우엉 뿌리 추출물이 피부에 자극이 거의 없음을 확인하였다. 이러한 결과를 통하여 우엉 뿌리 추출물이 항산화 활성과 자외선에 대한 피부 보호 효과가 뛰어나고 피부 세포에 대한 독성이 낮으 며, 피부에 대한 안전성이 확인됨에 따라 화장품 소재로서의 가능성을 확인하였다.

This study was conducted to investigate whether the presence of mcy gene and microcystin production are related to morphological characteristics of Korean Microcystis species. We isolated 6 different species of Microcystis (M. aeruginosa, M. ichthyoblabe, M. flos-aquae, M. novacekii, M. viridis and M. wesenbergii) from drinking water supply dams (Yeongchun, Ankei, Gachang), and used microscopic method for morphological identification, molecular method for amplifying a partial region of mcyB gene and ELISA method for microcystin analysis. In the present study, 80% of M. aeruginosa strains contained mcy gene, followed by 45% (10 strains) of M. icthyoblabe, 33% (1 strain) of M. wesenbergii, and 11% (4 strains) of M. flos-aquae. Each percentage of mcy gene in Microcystis morphospecies was similar to that of microcystin production in Microcystis morophospecies. In conclusion, the present study shows that molecular method using mcy gene primers can be used as an indirect indicator for the monitoring of toxic cyanobacteria (Microcystis).

식물에서 흔히 존재하는 isoquercetin의 유전독성을 평가하기 위하여 최종평가항목인 DNA 절단 및 염색체 손상을 quercetin과 비교 평가하였다. 7주령의 수컷 ICR 마우스를 사용하였고 3일 동안 시험물질을 경구로 투여하였다. 부형제로 0.5% carboxymethylcellulose를 사용하였고 isoquercetin과 quercetin은 각각 250, 500 mg/kg/day로 투여하였으며, 양성대조물질로 ethyl methanesulfonate 200mg/kg/day를 사용하였다. 일차 투여 후 48시간에 그리고 마지막 투여 후 3시간 내에 부검하였고 조직을 적출하였다. DNA 손상은 Comet assay를 사용하여 위와 간세포에서 관찰하였고, 소핵시험은 골수세포에서 소핵 분석방법을 사용하여 평가하였다. 두 가지 유전독성 시험을 동일마우스를 사용하여 수행하였다. 그 결과, isoquercetin과 quercetin의 경구 투여는 500 mg/kg/day에서도 위와 간에서 DNA 손상을 초래하지 않았으며 골수세포에서 소핵을 유발하지 않았다. 따라서 본 연구에서 사용한 플라보노이드는 본 실험 조건하에서 유전독성을 유발하지 않는 것으로 사료된다.

님(Azadirachta indica) 추출물은 곤충의 식욕, 발달 및 산란 억제 효과가 있다. 이러한 효과는 접촉보다 주로 섭식에 의해서 높게 나타난다. 주요 원예해충인 담배가루이에 대하여 님제제(5,000 ppm azadirachtin)의 경구독성을 분석하였다. Double-parafilm chamber에 0, 5, 10, 50 ppm의 azadirachtin을 함유한 20% 설탕액을 72시간 섭식시켜본 결과 살충율이 12.5, 77.5, 97.5, 100%로 나타났다. 담배가루이 약충이 붙어있는 오이잎을 이용한 single leaf assay 결과 우화율이 87.0, 16.6, 16.1, 6.6%로 감소하였다. 또한, 토마토 시설재배지에 azadirachtin 50ppm 농도로 관주처리를 해 본 결과 잎당 약충 수가 평균 60.3% 감소하였다. 그리고 약 2개월간 육안조사에서 작물의 성장에는 무처리구와 차이가 없었다. 본 시험결과, 님액상제제를 관주처리함으로서 가루이 뿐만 아니라 시설재배지의 다른 흡즙성 해충의 경구독성을 유발함으로서 친환경적 해충방제에 효과적인 방법이라고 판단된다.

전 세계적으로 환경규제가 강화됨으로서 기존 및 신규 물질등록을 위한 자료 생산과 자국의 수 생태계의 보호를 위하여 다양한 시험생물들이 생태독성평가에 사용되고 있다. 물질등록을 위한 생태독성평가는 자국 및 국제적인 시험법에 따라서 추천된 다양한 실험생물들을 사용하여 시험을 하고 있으나, 각 국가마다 자국의 수질 및 저질 등 환경기준 설정, 수질오염 물질의 독성평가 및 규제 등은 국제적인 시험종 보다는 자국에 서식하는 토착 생물종을 이용하고 있다. 국내에서도 2011년부터 생태독성 관리제도가 시행되어 물벼룩(Daphnia magna)을 이용하여 개별사업 장과 폐수종말처리 시설의 방류수에 대한 독성평가를 하고 있다. 그러나 국내 수 생태계 보호를 위한 생태독성 평가에 국내 서식종이 아닌 외래종을 사용하여 평가하는 것은 한번쯤 고민할 필요가 있다고 생각되며, 국내 서식하는 다양한 수서곤충을 시험생물로 개발하고자 하는 연구와 이미 다양한 연구에 사용되는 국내서식 수서곤충을 생태독성 표준 시험종으로 등록하고자 하는 노력이 필요하다고 생각된다.

장님마디톡토기는 토양생태계에서 오염물질의 독성영향을 평가하기 위한 국제 공인 표준시험종으로 제안되고 있다. 토양생태계 먹이사슬에서 중요한 역할을 수행하는 톡토기의 특성에 따라 다양한 연구가 시도되고 있으며, 더 민감한 독성영향 종말점이 제시되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 대표적인 토양오염물질인 중금속의 생태독성영 향을 평가하기 위하여 장님마다톡토기의 도약능을 이용하였다. 장님마디톡토기는 표준시험법에 따라 중금속 오염토 양에 만성노출되었으며, 이후 생존개체를 수집하여 도약능 평가를 수행하였다. 톡토기의 도약은 일시적인 화학스트레 스를 이용하여 유도되었으며, 이를 회피하기 위한 운동능을 컴퓨터 프로그램을 통해 기록하여 평가하였다. 중금속 오염토양에 노출된 개체는 도약을 통한 회피 경로가 단순화되었으며, 도약 횟수와 길이가 중금속 농도에 따라 통계적으로 유의하게 감소하였다. 이는 중금속 오염토양에서 톡토기의 회피능력이 감소할 수 있음을 의미하며, 생태독성을 평가하기 위한 종말점이 될 수 있을 것이라 판단된다.

Aquatic ecosystems are receiving various harmful effects due to anthropogenic chemical pollutions. To protect wildlife, risk assessments of the chemicals are conducted using reference indexes of toxicity estimated by species-level laboratory tests and/or micro-/mesocosm community-level studies. However, the existing micro-/mesocosm communities are structurally too complicated, and it is also difficult to compare the experimental results directly with those from species-level tests. Here, we developed a procedure of a simple bi-trophic microcosm experiment which contains the common species (a green algae, Pseudokirchneriella subcapitata and a cladoceran, Daphnia magna) for testing chemical toxicities. For the proper operation of bitrophic microcosm experiment, the minimum required concentration of primary producer (P. subcapitata) is 5×105 cells mL-1. The microcosm system showed higher stability when the initially introduced D. magna population was composed of neonates (<24-h old) than adults and those mixture. This simple microcosm system would be an applicable tool to estimate the disturbing impacts of pollutants on plant-herbivore interactions, and linking the species- and population-/community level risk assessments in the future studies.

We developed a new ecotoxicological test method using native test species, eggs of Ephemera orientalis, and five kinds of industrial wastewater were tested to validate the test method. The water samples were collected in Jun 2006 from the following industries: pesticide, metal plating, PCB, leather1, and leather2. Wastewater and effluent were diluted by distilled water, respectively, to prepare various concentrations, 100, 50, 25, 12.5, 6.3, 3.1, and 0%. For the egg bioassay, 20 freshly laid eggs (<24 h old) were exposed to test solutions in a Petri dish (52×12 mm) at 20℃ with photoperiod of 16 h light and 8 h dark for 14 days. The median egg hatching concentrations (EHC50) were estimated using Probit analysis. All EHC50s of wastewater were less than 3.1%, which meant very high ecotoxicity except for the wastewater of PCB industry having 6.1% of EHC50. Among the effluents, the least toxic effluent was from pesticide industry having 58% of EHC50, while the effluent of leather2 was the most toxic having 7.3% of EHC50.

Essential oils (EOs) extracted from plants possess various biological activities and have been considered as natural insecticides due to their potent insecticidal activities. In regard to develop natural insecticides, EOs are formulated as an emulsifiable concentrate and their acute toxicity against to fishes were determined in a static condition using Cyprinus carpio. Coriander EO was used as an active ingredient mixed with ethanol for solvent and various surface active agents. The tested EOs were obtained from a commercial market, and three different extractions were also undertaken to produce EO using steam distillation, solvent extraction, and supercritical fluid extraction. Among the emulsifiable concentrate including a commercial coriander EO, surface active agents such as Tween 80, sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS), and mixture of SDBS and Nonidet showed acute toxicity to the fish. With the three different EO extraction, coriander EO obtained from supercritical fluids with Triton X-100 exhibited acute toxicity to C. carpio. Taken together, Tetgitol and Nondet are considered as surface active agents for the emulsifiable formulation of coriander EO.

Toxicity assessment of heavy metals (As, Cr and Pb) has been investigated by using the rate of survival and population growth(r) of marine rotifer, Brachionus plicatilis. The survival rate was determined after 24 hours of exposure to As, Cr and Pb. As and Cr reduced survival rate in dose-dependent manner and a significant reduction were occurred at concentration of greater than 30 and 150 mg L-1, but Pb had no effect on survival rate. The r was determined after 72 hours of exposure to As, Cr and Pb. As, Cr and Pb reduced r in dose-dependent manner and a significant reduction were occurred at concentration of greater than 5, 25 and 50 mg L-1. The toxicity of heavy metals were ranked As>Cr>Pb, with EC50 values of 12.98, 82.34 and 110.14 mg L-1, respectively. The no-observed-effect-concentration (NOEC) of r in As, Cr and Pb exposure were 1, 12.5 and 50 mg L-1, respectively. The lowest-observed-effect-concentration (LOEC) of r in As, Cr and Pb exposure were 5, 25, and 50 mg L-1, respectively. From the results, the concentration of As, Cr and Pb (greater than 5, 25 and 50 mg L-1, respectively) have toxic effect on the r of B. plicatilis in natural ecosystems. These results (including NOEC and EC50) might be useful for the mixing toxicity assessment and toxic guide line of heavy metals in marine ecosystems.