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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이덕희.
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수90
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목적 : 최근 일반인구집단에서 저 농도의 폴리염소화비페닐 (Polychlorinated biphenyls, PCBs)과 유기염소계 농약 (Organochlorine pesticides, OCPs) 같은 잔류성 유기오염물질 (persistent organic pollutants, POPs)에 대한 만성노출이 제2형 당뇨병, 치매, 암 등과 같은 다양한 만성질환의 위험을 높일 수 있는 것으로 보고되고 있으나 아직 그 기전을 불명확하다. 미토콘드리아 기능장애는 이러한 만성질환의 발생기전과 밀접한 관련성이 있으며 다양한 환경오염물질들에 대한 노출은 세포의 미토콘드리아 기능장애를 유발할 가능성이 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구는 역학연구와 세포모델 연구를 통하여 저농도 POPs에 대한 만성노출과 Oxygen Consumption Rate (OCR)로 측정한 미토콘드리아 기능간의 관련성을 평가하고자 시행되었다.
방법 : 30-70세 성인 323명을 대상으로 혈중 POPs농도와 혈소판과 말초혈액단핵세포의 OCR을 측정하였다. 혈중 POPs는 현재 일반인구집단에서 흔하게 검출되는 PCBs와 OCPs를 중심으로 측정하였고 검출율이 60% 이상인 종류에 초점을 맞추어 분석하였다. OCR은 신선한 혈액 20ml에서 혈소판과 말초혈액단핵세포를 추출하여 기저 OCR을 Seahorse XF analyzer를 사용하여 측정하였다. 또한 혈소판, 말초혈액단핵세포, Jurkat T 세포에 저 농도 (0.1pM ~ 100nM)의 Arochlor-1254, β-hexachlorocyclohexane (β-HCH), p,p’-DDT를 처리한 후 세포들의 OCR을 측정하였다.
결과 : 혈중 OCPs 농도가 증가할수록 혈소판 OCR이 유의하게 감소하였으나 PCBs와 혈소판 OCR은 비선형적인 관련성을 보였는데 PCBs농도 3분위수까지는 혈소판 OCR이 감소하다가 그 이후에는 증가하였다. 이러한 패턴은 연령 60세 이상, 남자, 정상 체중군, 당뇨병 혹은 고혈압이 없는 군에서 주로 보였다. 말초혈액단핵세포의 경우, 혈중 PCBs농도가 증가할수록 말초혈액단핵세포 OCR의 감소가 매우 뚜렷했으나 혈중 OCPs농도와는 어떠한 관련성을 보이지 않았다. 혈중 PCBs와 말초혈액단핵세포 OCR간의 관련성은 연령, 성별, 체중, 당뇨병, 고혈압 유무에 관계없이 모든 군에서 유사하게 관찰되었다. 한편 세포실험에서 POPs 처리가 OCR에 미치는 영향은 세포 종류, 화학물질 종류, 화학물질 농도, 처리기간 등에 따라서 매우 다양하였다. 처리기간이 길어질수록 OCR감소추세가 뚜렷하였는데 특히 7일간 POPs노출이 가능했던 Jurkat T 세포에서 Arochlor-1254와 β-hexachlorocyclohexane (β-HCH)는 100 pM ~ 100 nM에서 OCR의 감소를 보였으며 p,p’-DDT는 심지어 0.1 pM과 같은 낮은 농도에서 이미 OCR의 감소를 보였다.
결론 : 역학 연구와 세포 실험 연구 결과를 통합하여 보았을 때, 현재 환경을 통하여 노출되는 정도의 저농도 POPs에 대한 만성노출은 인체에서 미토콘드리아 기능저하를 야기할 가능성이 있다. 미토콘드리아 기능저하는 최근 보고되고 있는 저 농도 POPs와 다양한 만성질환간의 관련성을 설명할 수 있는 주된 기전이 될 수 있을 것이다.
방법 : 30-70세 성인 323명을 대상으로 혈중 POPs농도와 혈소판과 말초혈액단핵세포의 OCR을 측정하였다. 혈중 POPs는 현재 일반인구집단에서 흔하게 검출되는 PCBs와 OCPs를 중심으로 측정하였고 검출율이 60% 이상인 종류에 초점을 맞추어 분석하였다. OCR은 신선한 혈액 20ml에서 혈소판과 말초혈액단핵세포를 추출하여 기저 OCR을 Seahorse XF analyzer를 사용하여 측정하였다. 또한 혈소판, 말초혈액단핵세포, Jurkat T 세포에 저 농도 (0.1pM ~ 100nM)의 Arochlor-1254, β-hexachlorocyclohexane (β-HCH), p,p’-DDT를 처리한 후 세포들의 OCR을 측정하였다.
결과 : 혈중 OCPs 농도가 증가할수록 혈소판 OCR이 유의하게 감소하였으나 PCBs와 혈소판 OCR은 비선형적인 관련성을 보였는데 PCBs농도 3분위수까지는 혈소판 OCR이 감소하다가 그 이후에는 증가하였다. 이러한 패턴은 연령 60세 이상, 남자, 정상 체중군, 당뇨병 혹은 고혈압이 없는 군에서 주로 보였다. 말초혈액단핵세포의 경우, 혈중 PCBs농도가 증가할수록 말초혈액단핵세포 OCR의 감소가 매우 뚜렷했으나 혈중 OCPs농도와는 어떠한 관련성을 보이지 않았다. 혈중 PCBs와 말초혈액단핵세포 OCR간의 관련성은 연령, 성별, 체중, 당뇨병, 고혈압 유무에 관계없이 모든 군에서 유사하게 관찰되었다. 한편 세포실험에서 POPs 처리가 OCR에 미치는 영향은 세포 종류, 화학물질 종류, 화학물질 농도, 처리기간 등에 따라서 매우 다양하였다. 처리기간이 길어질수록 OCR감소추세가 뚜렷하였는데 특히 7일간 POPs노출이 가능했던 Jurkat T 세포에서 Arochlor-1254와 β-hexachlorocyclohexane (β-HCH)는 100 pM ~ 100 nM에서 OCR의 감소를 보였으며 p,p’-DDT는 심지어 0.1 pM과 같은 낮은 농도에서 이미 OCR의 감소를 보였다.
결론 : 역학 연구와 세포 실험 연구 결과를 통합하여 보았을 때, 현재 환경을 통하여 노출되는 정도의 저농도 POPs에 대한 만성노출은 인체에서 미토콘드리아 기능저하를 야기할 가능성이 있다. 미토콘드리아 기능저하는 최근 보고되고 있는 저 농도 POPs와 다양한 만성질환간의 관련성을 설명할 수 있는 주된 기전이 될 수 있을 것이다.
목차
List of TablesList of FiguresI. Introduction 1II. Materials and Methods 31. Study Population 32. Human Study 42.1 Demographic Factors, Physical Measurements, and Health-Related Behaviors 42.2 Measurement of OCR 52.2.1 Isolation of Platelets and Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs) 52.2.2 Bioenergetic Profiles of Platelets and PBMCs 62.3 Measurement of POPs 73. In vitro Experiment 104. Statistical Analysis 12III. Results 141. General Characteristics of Study Subjects 142. Correlation between Basal OCR in Platelets and PBMCs 173. Association between General Characteristics and Basal OCR 193.1 Platelets 193.2 PBMCs 214. Association between Serum Concentration of POPs and Basal OCR 234.1 Platelets 234.2 PBMCs 244.3 Stratification Analysis 274.3.1 Association between Serum Concentration of POPs and Basal OCR Levels of Platelets Stratified by Subgroups 274.3.2 Association between Serum Concentration of POPs and Basal OCR Levels of PBMCs Stratified by Subgroups 325. Correlation between Serum Concentrations of POPs and Basal OCR 365.1 Correlation between Serum Concentrations of OCPs and Basal OCR of Platelets 365.2 Correlation between Serum Concentration of PCBs and Basal OCR of PBMCs 386. In vitro Study 40IV. Discussion 44References 51Abstract 58
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