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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
전자현미경을 이용한 호흡기계 조직 손상 연구
- 연구책임자
- 이용훈외 2명
- 수 행 연 도
- 2016년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- , 1. 연구제목 전자현미경을 이용한 호흡기계 조직 손상 연구 2. 연구 필요성 및 목적 작업장에서 화학물질이 노출되면 1차적으로 호흡기계에 영향을 일으킨다. 그러므로 호흡기계 손상성 화학물질을 확인하기 위한 고감도 진단 기법은 독성시험에서 필수이다. 전자현미경은 배율이 최대 100 만배까지 확대가 가능하여 고감도 장비로 미토콘드리아, 조면소포체, 골지체, 핵의 크로마틴 등 세포 미세소기관 변화와 시험물질의 분포, 미세한 세포 표면 변화 등을 관찰 할 수 있어, 화학물질 독성 기전에 대한 세부 정보를 제공 할 수 있다. 따라서, 본 연구는 독성시험에서 전자현미경을 이용하여 화학물질에 의한 호흡기계 손상지표를 확인하고자한다. 3. 연구내용 및 방법 ○ 화학물질독성연구실 연구 및 사업 과제 시험 중 호흡기계 손상이 확인 된 대상시험의 시험동물로부터 호흡기계 조직 절취 ○ 광학 현미경 및 전자현미경 관찰 위한 표본 제작 ○ 광학현미경과 전자현미경을 이용한 호흡기계 조직 손상 지표 비교 확인 및 고찰 4. 연구결과 랫드를 이용한 Calcium Sulfate 급성 흡입독성시험에서는 고용량 노출군의 랫드의 비강을 광학현미경에서 관찰한 결과, 비갑개의 점막 하 충혈 소견이 관찰되었으나, 이는 부검 시 정상적인 범위 안에 관찰될 수 있는 정도로 판단되었으며, 그 외 특이적인 소견은 관찰되지 않았다. 하지만 주사전자 현미경에서 관찰한 결과, 비강 Level 1의 비갑개 점막 부위에서 산발적인 이행상피세포 탈락이 관찰되었고, 실모양의 섬유소와, 적혈구, 혈소판 및 섬유소가 탈락 상피로 추정되는 구조물과 혼재되어 있는 것이 관찰되었다. 따라서 본 소견은 미세출혈로 판단되었다. 랫드를 이용한 Methyl Formate 아만성 흡입독성시험에서는 Methyl Formate 고용량군 랫드의 비강 Level 3의 사골갑개 부위를 광학현미경에서 관찰한 결과, 후각 상피세포의 섬모가 소실되었으며, 상피의 공포화 관찰, 세포 층구조 소실 및 핵의 응축이 관찰되었다. 따라서, 본 소견은 후각상피 세포 변성으로 진단하였다. 투과전자현미경에서 관찰한 결과, 후각상피의 신경지각후각세포, 지지세포 간의 공간의 확장이 관찰되었고, 이들 세포의 섬모소실이 관찰되었다, 후각신경세포의 핵소체의 응축 관찰이 관찰되었다. 일부 세포의 세포질에서는 다수의 공포화가 관찰되었다. 흡입독성자료를 활용한 희토류 물질의 인체 무영향 도출 연구에서는 나노 네오디움 산화물 고용량군 랫드의 폐를 광학현미경에서 관찰한 결과, 폐포의 내강 안에 창백한 호산성 물질이 차 있는 것이 관찰되었다. 그리고 폐포 내에서 제2형 폐포 상피세포들이 미미하게 비대 되어 있는 것이 관찰되었다. 따라서, 본 소견은 폐포 지질단백증으로 진단하였다. 투과전자현미경에서 관찰한 결과, 폐포내강의 단백질성의 물질과 전자밀도가 높은 시험물질인 나노입자가 관찰되었다. 그리고 폐포의 제2형 폐포상피세포의 세포질에서 확장된 층판소체가 다수 관찰되었다. 또한, 핵의 진정염색질 부위가 이질염색질 부위보다 커진 것이 관찰되었다. 실험동물을 이용한 나노 란탄산화물(La2O3)의 흡입독성 연구에서는 나노란탄산화물 고용량 노출군의 랫드의 폐를 광학현미경에서 관찰 한 결과, 폐포의 내강이 대부분 거품성의 대식세포가 가득 차 있었으며, 일부 폐포에서 조직구로 이루어진 염증세포가 침윤되어 있는 것이 관찰되었으며, 그 주위로 죽은 폐포 대식세포 및 탈락세포가 관찰되었다. 그리고 일부 폐포 상피에서는 제2형 폐포세포 증식이 관찰되었다. 따라서, 본 소견은 폐포 조직구증으로 판단하였다. 투과전자현미경에서 관찰 결과, 폐포 내강의 폐포 대식세포의 세포질에서 다수의 층판소체와 시험물질인 나노입자가 관찰되었으며 세포 주위로 단백질성 물질이 관찰되었다. 그리고 폐포의 제2형 폐포상피세포의 세포질에서는 층판소체의 확장 및 기저막과 세포질 사이에 공간이 확장되고, 미토콘드리아에서 시험물질의 축적이 관찰되었다. 핵에서 진정염색질 부위가 이질염색질부위보다 넓게 관찰되었다. 화학물질 노출에 의한 유전자돌연변이(발암)의 조기 확인(II)(실험동물을 이용한 고감도 발암성 확인기법의 검증)에서 우레탄 투여군 마우스의 폐를 광학현미경에서 관찰한 결과, 정상 폐조직과 경계가 명확한 청자색의 병소가 관찰되었으나 주변조직으로 침습은 관찰되지 않았다. 세포의 세포질은 호염성인 원주상피로 유두상 구조를 이루고 있었다. 세포의 형태는 대부분 일정하였으며, 세포 다형성과 유사분열은 관찰되지 않았다. 따라서, 소견의 진단명은 세기관지-폐포 샘종로 진단하였다. 투과전자현미경에서 관찰한 결과, 종양은 제2형 폐포상피세포 유래인 것을 확인하였으며, 핵에서 진정염색질 부위가 이질염색질 부위보다 넓게 관찰되었고, 종양의 세포질에서는 층판소체가 관찰되었다. 5. 활용방안 및 기대성과 ○ 생체조직에서 전자현미경 조직 검체제작 기법 확립 ○ 독성시험에서 호흡기계 손상 기전 연구 활용 6. 중심어 전자현미경, 독성병리, 호흡기계, 독성시험 7. 연락처 ▶ 연구책임자：화학물질독성연구실 연구위원 이용훈 ▶ 연구원 담당자：산업안전보건연구원 화학물질독성연구실 연구위원 이용훈
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