Joint Toxic Effects between Clothianidin and Imidacloprid on Zebrafish Embryonic Development

Abstract

네오니코티노이드계 (neonicotinoid) 살충제는 주로 곤충의 중추신경계에 분포하는 시냅스 후 니코틴성 아세틸콜린 수용체에 강하게 결합하여 경련, 마비와 같은 신경독성 증상을 동반해 최종적으로 죽음에 이르게 한다. 게다가 높은 수용성과 안정성을 가지고 있어 수생태계에 유입되었을 때 수생생물에 만성적인 영향을 미칠 우려가 있다. 한국을 비롯한 동아시아 국가에서는 네오니코티노이드계 살충제의 생산 및 사용에 대한 관련 규제가 없고, 수생 환경에서 혼합 형태로 검출되고 있다. 이러한 화학물질들의 관리와 안전 기준 설정, 그리고 지속적인 혼합 노출이 수생태계에 미치는 잠재적인 위험성 확인을 위한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구는 대표적인 네오니코티노이드계 살충제인 클로티아니딘과 이미다클로프리드, 두 물질을 대상으로 제브라피쉬 배아를 이용한 단일 및 혼합 독성시험을 수행하였다. 각 살충제의 단일 독성 시험은 최대 1000 μg/mL의 농도로부터 2배 간격으로 7일간 노출하였고 이미다클로프리드의 단일 독성이 클로티아니딘보다 독성이 강한 것을 확인하였다. 그리고 두 물질의 독성값을 기준으로 혼합 노출하였을 때 제브라피쉬 배아 발달 독성에 있어 상승작용이 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 수생태계에서 검출되는 농도 범위인 1 ng/mL 농도에서는 치사 독성 영향이 관찰되지 않았지만, 스트레스 반응, 세포 손상 및 발달 장애 지표 유전자의 발현이 변화가 감소 또는 증가되는 것이 확인되었다. 따라서 클로티아니딘과 이미다클로프리드의 수생태계에서 지속적인 노출은 제브라피쉬 배아에서 스트레스-세포손상-발달장애 기작으로 혼합독성을 유발하는 것으로 보인다. 그리고 이러한 클로티아니딘과 이미다클로프리드의 혼합 독성 영향은 수계에서의 수용성과 안정성에 기인할 것으로 사료된다.