최근 전세계적으로 기능성 성분이 강화된 유전자교정 작 물의 생산 및 소비가 증가하고 있다. 하지만 유전자교정 작물의 유전독성에 관한 소비자의 우려도 증가하고 있어 과학적인 자료 확보 및 정보 공유에 대한 인프라가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 CRISPR/Cas9 시스템을 활용한 유 전자교정 토마토 동결건조물(LTT)이 DNA나 염색체에 직접 적인 손상을 일으키고 형태적 또는 기능적 이상을 유발하 는지 여부를 확인하기 위해 유전독성 평가를 수행하였다. 이를 위하여 미생물 복귀돌연변이시험, 염색체이상시험, 골수세포를 이용한 체내 소핵시험을 국제적으로 표준화된 OECD Guidelines에 따라 시험을 진행하였다. 복귀돌연변이 시험에서 LTT는 S9의 존재 여부와 관계없이 Salmonella typhimurium 균주 TA98, TA100, TA1535 및 TA1537, 그리 고 Escherichia coli WP2 uvrA에서 복귀돌연변이를 유발하 지 않았다. LTT는 CHL 세포의 수적이상 중기상과 구조적 이상 중기상 등의 염색체 이상을 유발하지 않았다. 또한, LTT는 다염성 적혈구에서 소핵화된 다염성 적혈구의 빈도 를 증가시키지 않았다. 이러한 연구를 통해 CRISPR/Cas9 시스템을 활용한 유전자교정 토마토의 안전성을 검증하고, 향후 CRISPR/Cas9 시스템을 활용한 유전자교정 작물의 유 전독성을 평가하는 기초 자료로 사용될 수 있을 것이다.

Volcanic seawater has been naturally filtered and purified by volcanic rock layers. It contains abundant minerals such as calcium, magnesium, and iron. This study investigated the genotoxicity of calcium from Jeju lava seawater (CJLS). We performed bacterial reverse mutation assay, chromosomal aberration assay, and mammalian micronucleus test at up to 5,000 g/plate concentrations with or without metabolic activation to determine the CJLS genetic toxicity. None of these tests showed any mutagenic potential. The bacterial reverse mutation assay showed that the CJLS did not induce mutagenicity in Salmonella typhimurium TA98, TA100, TA1535, TA1537, and Escherichia coli WP2uvrA with or without metabolic activation of the S9 mixture. The oral administration of CJLS also did not significantly increase the number of micronucleated polychromatic erythrocytes or the mean ratio of polychromatic to total erythrocytes. Additionally, CJLS did not cause a significant chromosomal aberration in CHL cells in the presence or absence of S9 activation. Therefore, CJLS could be considered as a reliable and safe functional food ingredient.

본 연구는 고삼 물추출물과 주 성분인 마트린의 유전 독성 유발능을 마우스 간세포 및 혈구세포에서 체내 단세포전기영동 시험법을 사용하여 평가하였다. OECD TG 489 에서 정하고 있는 체내 알카리코멧 시험법(in vivo alkanine Comet assay)을 수컷 마우스를 사용하여 수행하였다. 고삼 물추출물의 투여 용량은 한계 용량을 포함하도록 체중 대비 1,000와 2,000 mg/kg으로 하였다. 마트린의 세 투여용량은 50, 100, 200 mg/kg으로 정하였고, 최고 투여용량은 용량 설정시험을 통하여 설정하였다. 음성대조물질과 시험물질은 경구로 3회 투여하였고, 양성대조물질(ethyl methanesulfonate, EMS)은 2회 투여하였다. 마지막 투여 후 3-4시간 내에 간 조직과 혈액을 채취하였고 단세포전기영동을 알카리 조건에서 수행하였다. 코멧 시험 결과, 고삼 물추출물과 마트 린에 의한 체중의 변화가 관찰되지 않았으며, 간세포와 혈구세포에서 통계적으로 유의성 있는 유전자 손상을 유발 하지 않았다. 따라서, 본 연구조건에서 고삼 물추출물과 마트린은 유전독성 유발능이 없는 것으로 사료된다.

감은 중국, 한국, 일본, 브라질, 터키, 이탈리아 등을 포함하는 온대지역에서 널리 재배되고 있으며 일부 아시아권 소비자들에게는 건강에 유익한 기능성 원료로 인식되고 있다. 또한 감에 포함된 풍부한 파이토케미컬들은 감을 섭취함으로써 건강과 관련된 다양한 문제점을 개선하기 위한 연구의 가능성을 제시한다. 본 연구에서는 감의 미숙과인 풋감추출물(DKA)의 유전독성을 확인하고자 한다. 미생물복귀돌연변이시험, 염색체이상시험, 포유류 소핵발생 시험을 수행하여 풋감추출물(DKA)의 유전독성을 평가하였다. 미생물복귀돌연변이시험에서 DKA는 Salmonella typhimurium TA98, TA100, TA1535, TA1537 와 Escherichia coli WP2uvrA에서 S9 대사활성계의 존재에 상관없이 돌연변이 유도를 보이지 않았다. 또한 마우스를 이용한 소핵 시험은 풋감추출물(DKA)처리군에서 소핵을 가진 다염성 적혈구와 전체적혈구 중 다염성 적혈구의 비율의 증가는 볼 수 없었으며 통계학적 유의성도 나타나지 않았다. 한편, CHL 세포를 이용한 염색체이상시험에서 모든 세포주 의 처리시간 및 S9 대사활성계 존재유무에 상관없이 염색 체이상을 보이지 않았다. 따라서 본 연구결과에 의하면 풋 감추출물(DKA)은 유전독성을 유발하지 않는 안전한 기능성 식품 원료로서 활용 가능하다고 판단된다.

This study aimed to evaluate the genotoxicity of Litsea japonica fruit-hexane extract (LJF-HE). In order to examine the genotoxicity, we carried out bacterial reverse mutation assay, chromosome aberration assay, and a micronucleus induction (MN) test according to the OECD and the Korea Ministry of Food and Drug Safety (MFDS) toxicity test guidelines. In the bacterial reverse mutation assay, no significant increase in revertant colonies, nor bacterial toxicity, was observed in the LJF-HE treatment group, regardless of the absence or presence of metabolic activation by the S9 mixture. However, in the positive control group, revertant colony counts were shown to be more than twice that of the negative control group. The chromosome aberration test showed that the repetition rate of abnormal chromosome aberration was less than 5%, regardless of the treatment time, and with or without the S9 mixture. No significant change was observed when (p < 0.05) compared with the negative control group. The micronucleated polychromatic erythrocytes (MNPCE) repetition rate of the polychromatic erythrocytes (PCE) showed no significant changes when compared with the negative control group (p < 0.05). The PCE portion of total erythrocytes also showed no significant changes (p < 0.05). These results showed that LJF-HE had no significant genotoxic effects.

청국장추출물과 청국장의 주요한 플라보노이드의 하나인 genistein의 HepG2 세포에서 Trp-P-1 유도 세포독성과 DNA손상에 대한 보호효과를 평가하였다. 청국장추출물과 주요 플라보노이드성분 genistein은 Trp-P-1 유도 세포독성에 대하여 세포독성보호효과를 나타내었다. 청국장추출물 은 Trp-P-1 유도 DNA single strand breaks를 억제하였다. 한편, 청국장추출물은 HepG2 세포에서 Trp-P-1 유도에 의한 CYP1A1와 CYP1A2 발현의 억제를 나타내었다. 청국 장추출물과 genistein은 Trp-P-1에 의한 유도 세포독성과 DNA손상에 대하여 CYP1A1, CYP1A2 발현억제에 의하 여 보호효과가 나타나는 것으로 판단된다. 한국의 전통 콩 발효식품인 청국장은 게놈 불안정성(genomic instability)을 일으키는 heterocyclic amines (HCAs)과 같은 식품의 가열 조리로부터 올 수 있는 발암물질에 대한 유전독성을 예방할 수 있는 유망한 기능성물질로서 활용가능성이 있을 것으로 판단된다.

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.

본 연구는 발효 탐라오가피(fermented A. koreanum) 추출물의 유전독성을 연구하기 위하여, 미생물복귀돌연변이시험, 마우스 골수세포를 이용한 소핵시험, 염색체 이상시험을 연구하였다. 미생물복귀돌연변이 연구에서 발효 탐라오가피 추출물은 Salmonella typhimurium TA98, TA100, TA1535, TA1537와 Escherichia coli WP2uvrA에 대하여 대사활성계의 존재(+S-9 Mix) 및 부재(-S-9 Mix) 하에서 돌연변이 유도를 보이지 않았다. 또한, ICR 마우스를 이용한 소핵실험에서 발효 탐라오가피 추출물은 500, 1,000, 2,000 mg/kg 농도에서 MNPCE/2,000 PCE 와 PCE/200 RBC의 소핵형성을 유발하지 않았다. 한편, CHO-K1 세포를 이용한 염색체 이상실험에서 발효 탐라오가피 추출물은 대사활성계의 존재 6시간 처리군, 대사활성계 부재 6시간 처리군 및 대사활성계 부재 24시간 처리군에서 염색체 이상을 보이지 않았다. 따라서, 본 연구결과 발효 탐라오가피 추출물은 유전독성을 나타내지 않음을 알 수 있었다.

The safety of a new natural plant composition (ADP) was assessed on the genotoxicity study and 14-day repeat dose toxicity study. ADP contains a mixed water extract obtained from the mixture of Phellodendron cortex (Phellodendron amurense) and Anemarrhena rhizoma (Anemarrhena asphodeloides), and poses the contractile properties mediated by alpha-adrenoceptor of the prostate and urethra as well as antioxidant and anti-inflammatory properties. In order to evaluate genetic safety, in vivo micronucleus test was performed in ICR mice orally administered with three dose levels of 1250, 2500, 5000 mg/kg body weight, and vehicle and positive control. In the 14 days study, Sprague-Dawley rats were treated with ADP at the dose levels of 500, 1000, 2000 mg/kg once a day, and clinical signs, body weights, hematology, serum biochemistry, necropsy findings and organ weights were monitored and examined. In experimental results, ADP treatment, compared with vehicle control, did not induce the micronucleated erythrocytes from mouse bone marrow. In the 14 days study, any significant and toxicological differences in all measurements of parameters were not observed in ADP treatment groups of animals, compared with vehicle treatment. The No-Observed-Adverse-Effect-Level (NOAEL) of ADP in the 14 days study was determined to be greater than 2000 mg/kg/day in both sexes.

Zizyphi spinosi semen (Z. spinosi) has been used in traditional Chinese medicine for the treatment of rheumatoid arthritis and wounds. However, toxicity in high doses was often observed due to the presence of alkaloids. This study was conducted to investigate the potential genotoxicity of Z. spinosi in vitro and in vivo. This was examined by the Bacterial reverse mutation (Ames) test using Salmonella typhimurium TA98, TA100, TA1535, TA1537 and Escherichia coli WP2uvrA, Chromosomal aberration was investigated using Chinese hamster lung cells and the micronucleus test using mice. Z. Spinosi did not induce mutagenicity in the Ames test, and it did not produce chromosomal aberration in Chinese hamster lung cells with and without metabolic activation, nor in the micronucleated polychromatic erythrocytes in the bone marrow cells in mice. Based on these results, it is concluded that Z. spinosi does not have mutagenic potential under the conditions examined in each study.

Ixeris dentata is a typical oriental herb. It is a widely distributed perennial in Korea, Japan and China, which belongs to the Compositae Family. The whole plant of I. dentata has been used for the treatment of pneumonia, contusion, tumor and hepatitis.

The genotoxicity of combinations of four p-oxybenzoic acids (methyl paraben, ethyl paraben, isopropyl paraben, butyl paraben) and benzoic acid had been evaluated. The in vitro Ames test using Salmonella typhimurium (TA 98, TA 100, TA 1535, TA 1537) and the in uiuo micronucleus assay using mouse peripheral blood were performed. Methyl paraben plus benzoic acid, ethyl paraben plus benzoic acid, and ethyl paraben plus butyl paraben slightly increased the frequency of micronucleated reticulocytes in the high doses, but were negative in Ames test with Salmonella typhimurzum with and without rat liver microsomal activation. The other combinations tested were negative in Ames test and did not show any clastogenic effect in micronucleus test. These results suggest that genotoxicity can produced by the combinations of p-oxybenzoic acid.

본 연구는 에탄올과 염산으로 유도된 위염모델에 대해 익모초의 물 추출물이 위염예방효과를 나타내는지 알아보기 위해 진행하였고, 안전성 평가를 위해 유전독성평가인 소핵시험을 수행하였다. 익모초 물 추출물은 음성대조군 대비 위에서 분비되는 PGE2의 농도를 증가시켰을 뿐만 아니라 염산과 에탄올 투여에 의한 점막 표피세포 및 선상피세포의 손상과 울혈을 충분히 예방하는 것을 확인하였다. 또한 익모초 물 추출물에 대한 소핵시험을 실시한 결과, 익모초 물 추출물은 소핵을 유발하지 않는 것으로 나타났다. 결과를 종합하였을 때 익모초 물 추출물은 자체적으로 위염 예방효과를 나타냈지만 정확히 어떤 기전을 통해 예방하는지 추가적인 실험이 필요하다고 사료되며, 익모초에 포함된 여러 단일 성분을 이용해 위염 예방평가를 실시하여, 위염에 대한 익모초의 효능과 효율을 높이는 연구가 필요하다고 생각된다.

본 연구는 환자용 균형영양식으로 제조하여 감마선 조사처리를 통해 살균한 모델식품의 유전독성 여부를 평가하기 위해 수행되었다. 4 kGy 이상의 흡수선량으로 감마선 조사처리한 시료에서 생균수가 1 log CFU/g의 검출한계 이하로 나타났기 때문에 살균을 위한 조사처리 선량으로 4 kGy를 설정하였다. 복귀돌연변이 유발성 평가 결과, 모델식품의 열수 추출물과 메탄올 추출물은 처리한 용량과 대사활성계존재 여부와는 상관없이 음성대조구(멸균증류수 또는 DMSO)와 유사한 수준의 복귀돌연변이 발생빈도를 나타내었다. 염색체 이상 시험에서 실험군들의 정상 염색체의 수는 음성대조군과 유사하였으며, 용량 및 대사활성계에 대한 비의존성을 나타내어 염색체 이상 유발능은 없는 것으로 판단하였다. 또한 최고 2,000 mg/kg 체중의 농도로 모델식품을 경구 투여한 마우스의 골수세포에서도 소핵 다염성적 혈구의 발생빈도는 음성대조군에 비해 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 따라서 4 kGy의 흡수선량으로 감마선 조사처리한 환자용 균형영양식은 본 실험 조건하에서 유전독성을 나타내지 않는 것으로 사료된다.

소핵시험은 세포분열 단계 중 간기 세포의 세포질 내 소핵 유무를 조사함으로써 유전독성을 평가하는 시험법이다. 최근 화장품 안전성 평가에 동물실험을 금지하거나 최소화하려는 노력이 확산되고 있어 유전독성 평가에 있어서도 기존의 동물실험이 아닌 새로운 in vitro 시험법이 요구되고 있다. 본 연구에서는 3차원 배양 인공피부모델인 KeraSkinTM을 이용하여 도포 처치된 물질의 유전독성을 평가하였다. 2종의 유전독성물질인 mitomycin C (MMC)와 methyl methanesulfonate (MMS)는 농도 의존적으로 세포독성과 소핵 형성이 유도 된 반면, 대조물질인 4-nitrophenol (4-NP)와 trichloroethylene (TCE)에서는 농도 의존적으로 세포독성은 관찰되었으나 소핵은 형성되지 않았다. 따라서 인공피부모델을 이용한 소핵시험이 화장품과 같은 피부적용물질 의 in vitro 유전독성 평가에 유용할 것으로 사료된다.

DNA damage such as genotoxicity was identified with comet assay, which blood cell of a marine parrot fish (Oplegnathus fasciatus) was exposed to an acidified seawater, lowered pH gradient making of CO2 gas. The gradient of pH were 8.22, 8.03, 7.81, 7.55 with control as HBSS solution with pH 7.4. DNA tail moment of fish blood cell was 0.548 ± 0.071 exposed seawater of pH 8.22 condition, on the other hand, DNA tail moment 1.601 ± 0.197 exposed acidified seawater of pH 7.55 lowest condition. The approximate difference with level of DNA damage was 2.9 times between highest and lowest of pH. DNA damage with decreasing pH was significantly increased with DNA tail moment on blood cell of marine fish (ANOVA, p < 0.001). Ocean acidification, especially inducing the leakage of sequestered CO2 in geological structure is a consequence from the burning of fossil fuels, and long term effects on marine habitats and organisms are not fully investigated. The physiological effects on adult fish species are even less known. This result shown that the potential of dissolved CO2 in seawater was revealed to induce the toxic effect on genotoxicity such as DNA breakage.

강원도 산지의 뽕나무의 잎, 줄기, 뿌리를 건조하여 100% EtOH와 물로 추출하여 얻은 추출물 및 EtOH추출물로부터 용매별 분획물들을 NIH/3T3에 대한 세포독성, comet assay를 이용한 DNA damage손상으로부터 유전 독성, in vitro micronucleus assay를 이용한 유전독성, Ames test를 이용한 돌연변이 유발을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 각 시료들의 NIH/3T3에 대한 세포독성은 0.5mg/ml 농도에서 약 80%의 생육활성을 나타냈다. 2)뽕나무 잎의 1차 추출물들은 comet assay에서 양성 대조구 대비 약 40% 정도의 유전독성을 보였다. 뽕잎의 EtOH 추출물에서 분획한 분획물 시료중 수용성 분획은 거의 독성이 나타나지 않았으나, hexan의 0.25mg/ml 농도의 분획물이 약 50%정도를 보였으며 다른 시료들은 이 보다 약한 독성을 보였다. 또한 뽕나무 줄기의 분획물 시료들 중에서 0.5mg/ml 농도의 chloroform 분획물이 양성 대조구 대비 가장 강한 50%의 유전독성을 보인것 외에 다른 시료들은 그보다 약한 독성을 보였다. 3) In vitro micronucleus assay를 이용한 유전독성은 재료의 1차 추출물은 거의 유전독성이 나타나지 않았고 EtOH 추출물의 재분획물인 시료중에서 0.5mg/ml의 농도의 hexan 및 chloroform 분획물은 MN의 발생 빈도가 음성대조구에 비하여 약 2배의 증가로 나타났다 또 뽕나무 줄기의 분획물 시료들에서 0.5mg/ml의 hekan, chloroform 및 EtOAc 분획물에서 MN이 관찰 되었으나 그중 chloroform 분획물 시료에서 더 많은 MN 발생을 보였다. 4) Ames test를 이용한 돌연변이 실험결과 뽕나무 잎 1차 추출물들은 0.25mg/ml의 농도에서 TA98에 대하여 거의 돌연변이 현상이 없었고, EtOH 추출물로부터 재 분획한 BuOH 및 chloroform분 획물에서는 강한 돌연변이 현상이, 또 5mg/ml의 hekan 분획물에서는 더욱 강한 돌연변이 현상이 관찰되었다. TA100 strain에 대하여는 각 재료의 1차 추출물이나 분획들의 낮은 농도 (1.25mg/ml)에서는 돌연변이 현상이 매우 약하거나 거의 없었고, 0.25mg/ml의 1차 추출물들에서는 매우 약한 돌연변이가 나타났으나 이들의 EtOAc 분획물은 다소 강한 돌연변이 유발성이 관찰 되었다. 그러나 수용성 분획물은 두 균주에 대하여 전혀 돌연변이 유발성을 보이지 않았다. 5) 뽕나무 줄기로부터 조제한 시료중 수용성 분획물과 EtOAc분획물은 IA98에서 전혀 돌연변이 유발성이 없었으나 0.25mg/ml 농도외 물 추출물, EtOH 춘출물, hexan 및 chloroffrm분획물들이 약 40%증가한 복귀변이 콜로니가 관찰되었고, 이보다 농도를 증가시킨 물 추출물 및 BuOH 분획물에서도 같은 수준의 복귀변이 콜로니가 관찰 된 결과로부터 돌연변이 유발성이 있음이 확인되었다 TA100에 대하여 뽕나무 줄기의 수용성 분획물은 전혀 돌연변이가 나타나지 않았고, 0.25mg/ml의 물 추출물, EtOH추출물, hexan 및 BuOH분획물들이 약 10%증가한 약한 돌연변이가 관찰되었다. 그러나 농도를 5 mg/ml로 한 EtOAc 분획물은 26의 돌연변이 유발성을 보였다. 이상의 결과로 부터 뽕나무를 이용한 식용 제품생산을 고려할 때 추출물들의 제조와 선택을 가름하는 자료로서의 활용이 기대되며 앞으로 in vivo test 등 더욱 연구할 필요가 있을 것으로 사료된다.

강원도 산지에서 채취한 만병초 잎의 70% ethanol 추출물과 다른 유기용매 분획 과정을 통한 3가지의 분획물에 대한 in vitro에서의 정상세포에 대한 세포독성과 유전독성, 여러 암세포에 대한 항암 기능, 면역세포에 대한 면역기능 등을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다 1. 만병초 잎의 EtOH 추출물과 각 용매 분획물 들의 사람의 정상 세포인 HEL 299와 Chang에 대한 세포 독성을 SRB assay로 측정한 결과, 대부분의 시료 0.5 mg/ml 이하의 농도에서 35% 이하의 세포 독성이 나타났다. 2. 만병초 잎의 70% EtOH 추출물 및 각 다른 용매 분획물만 처리한 정상 세포에 대한 유전독성을 comet assay에서 측정한 결과, 양성 대조구 (10-2M, H2O2)과 비교시, 가장 높은 농도인 1 mg/ml의 농도에서 1/3 이하의 낮은 DNA damage가 관찰되었다. 이것은 세포독성과 관련하여 대부분의 각 시료가 세포 DNA에 대하여 매우 약한 손상만 일으키는 것이 확인되었다. 3. 사람의 암세포에 대한 SRB 및 MTT assay를 이용한 만병초의 잎의 모든 시료의 1 mg/ml의 농도의 70% EtOH의 추출물은 실험대상인 모든 사람의 암세포에 대하여 80% 이상의 항암 기능을, EtOAc fr.는 모든 암세포에 대하여 가장 높은 농도인 1 mg/ml에서 70% 이상의 높은 억제 활성이 보인 결과로 부터 유효한 성분이 역시 EtOAc fr.에 함유되어 있을 것을 시사하였다. 4. 만병초 잎 추출물의 면역세포 생육에 대한 조사에서 사람의 B-cell과 T-cell에 대하여 0.5 mg/ml의 농도에서 배양 3일째에 BuOH fr.에서 대조구와 비교시 1.6배 정도의 생육 촉진활성을 보였다. 5. SCGE를 통해 H2O2로 유도된 산화적 손상에 대한 만병초 잎 추출물과 분획물들의 유전독성 억제 기능은 EtOAc fr.이 100 μg/ml 농도에서 대조구 대비 68.5%의 가장 높은 산화손상 억제율을 보였으며 BuOH fr.에서도 강한 유전독성 억제기능이 있음이 확인되었다. 그러나 수용액 분획은 매우 약한 유전독성 억제 활성을 보여 각 분획의 특성이 다양함을 알 수 있었다.