다환방향족 탄화수소, benzo[a]pyrene이 점망둑, Chamichthys dolichognathus의 난모세포 성숙에 미치는 영향

Abstract

Benzo[a]pyrene (B[a]P)은 다환방향족 탄화수소류(polycyclic aromatic hydrocarbons; PAHs)에 속하는 대표적인 독성 물질로, 원유의 주성분이며 탄소화합물의 불완전 연소와 같은 다양한 과정에서도 생성되는 소수성 유기 오염물질이다. 특히 해양 유류 사고 등에 의해 유출된 B[a]P은 수용성 독성물질(water soluble fraction; WSF)로 전환되어 어류를 비롯한 해양 생물들에게 생식독성, 면역억제, 발암, 그리고 돌연변이를 일으킬 뿐 아니라 성장과 성숙에 관여하는 내분비 기작을 교란시킨다고 알려져 있다. 본 연구에서는 성숙한 점망둑 암컷의 난소를 대상으로 in vitro 조건에서 다양한 농도의 B[a]P에 노출시킨 후, 최종성숙 과정인 GVBD (germinal vesicle breakdown; 핵막붕괴)와 이 과정에 관여하는 성 스테로이드 호르몬 농도 변화를 조사하였다. 평균난경 0.74, 0.88 그리고 0.93 mm인 성숙한 난모세포들을 24시간 배양 후 GVBD 관찰한 결과, 평균난경 0.88 mm의 난모세포에서는 B[a]P을 1 과 100 ng/ml로 처리한 실험구에서 GVBD가 각각 대조구에 비해 유의하게 감소하였다. 또한 평균난경 0.93 mm의 난모세포에서는 B[a]P을 10 과 100 ng/ml로 처리한 실험구에서 GVBD가 각각 대조구에 비해 유의하게 증가하였다. 농도별 B[a]P에 24시간 노출시킨 후 생성된 성 스테로이드 호르몬의 농도변화에서는 평균난경 0.88 mm에서는 T 농도는 B[a]P 1 과 10 ng/ml에서 각각 대조구에 비해 유의하게 감소하였다. E2/T의 비율은 B[a]P 1과 10 ng/ml 농도에서 평균난경 0.88 mm는 대조구에 비해 유의하게 증가하였으나, 평균난경 0.93 mm에선 대조구에 비해 유의하게 감소하였다. 위의 결과를 종합하면, B[a]P은 난모세포의 성숙 내지 발달 단계에 따라, 난모세포 성숙에 estrogenic effect 뿐만 아니라 antiestrogenic effect를 나타내는 것으로 생각된다.

Benzo[a]pyrene (B[a]P), one of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) is lipophilic and organic environmental pollutant derived from crude oil and incomplete combustion of carbon. B[a]P has been demonstrated to be potentially mutagenic, carcinogenic and teratogenic as well as to impair some functions of the reproduction of fish. This study investigated the effect of B[a]P in vitro during oocyte maturation in the marine fish, Chasmichthys dolichognathus, using steroid hormone assays and GVBD assay. Maturing oocytes (oocyte diameter = 0.74, 0.88 and 0.93 mm) were incubated with 1, 10 and 100 ng/mL of B[a]P for 24 hours. In oocytes 0.74 mm diameter (vitellogenic oocytes), B[a]P had no significant effect on GVBD at the concentrations tested. In oocytes 0.88 mm diameter (fully vitellogenic oocytes), B[a]P inhibited GVBD significantly at 1 and 100 ng/mL, significantly decreased T production and increased the ratio of E2/T at 1 and 10 ng/mL compared with control. In 0.93 mm diameter oocytes (germinal vesicle located near the center of oocytes), B[a]P induced GVBD significantly at 10 and 100 ng/mL and decreased the ratio of E2/T significantly at 1 and 10 ng/mL compared with control. The results from this study suggested that B[a]P may act either estrogenic or anti-estrogenic effects according to ovarian developmental stage.