니코틴 노출이 금붕어(Carassius auratus)의 면역반응 및 Aeromonas hydrophila 감수성에 미치는 영향 = Effects of Nicotine Exposure on Immune Responses and Aeromonas hydrophila Susceptibility in Goldfish (Carassius auratus)

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 니코틴 노출이 금붕어의 면역 기능과 질병 감수성에 미치는 영향을 규명하기 위해, 급성과 만성 독성을 단계적으로 평가하였다. 고농도 니코틴 노출에 대한 급성 독성을 평가하기 위해 금붕어를 0, 2.5, 5.0, 7.5, 10.0 ppm 농도의 니코틴에 120시간 동안 노출시키고, 폐사율, 혈액생화학적 변화, 조직병리학적 변화를 분석하였다. 그 결과, 50% 치사농도(LD50)는 5.0 ppm으로 산정되었으며, 7.5 ppm 이상의 농도에서는 노출 후 24시간 이내에 모든 개체가 폐사하였다. 혈액생화학 분석 결과, 니코틴 노출군에서 GLU, ALT, AST, BUN 수치가 유의하게 증가하고 ALP는 감소하여, 니코틴이 금붕어의 간 및 신장 기능에 손상을 유발함을 시사하였다. 조직병리학적 분석에서도 아가미 1차 새엽 상피의 과형성, 신세뇨관 상피의 혼탁부종, 간 울혈, 간세포의 유리질 변성이 확인되어 혈액생화학적 분석 결과와 일치하는 장기 손상이 관찰되었다.
저농도 니코틴의 만성 노출이 금붕어의 면역과 세균 감수성에 미치는 영향을 평가하기 위해, 0.5 ppm의 비치사적 농도로 28일간 니코틴을 노출한 뒤 1주(1w), 2주(2w), 4주(4w)에 면역 관련 유전자 발현과 조직병리학적 변화조직병리학적 변화 조사 및 Aeromonas hydrophila에 대한 감수성을 평가하였다. 그 결과, 니코틴에 2주 이상 노출된 금붕어는 A. hydrophila 감염에 더 높은 감수성을 보였으며, 생존 개체의 간에서 대조군 대비 세균 증식이 현저하게 증가하였다. 면역유전자 발현 분석 결과, 니코틴 노출에 의해 간과 신장에서 염증반응과 식작용에 관여하는 IL-1β와 IL-8이 유의적(4.5배 이상)으로 감소하였다. 또한, 조직병리학적 분석에서도 만성 노출 4주차의 금붕어 간과 신장에 괴사, 공포화, MMC 발생 등의 손상이 관찰되었다. 이러한 결과 비치사적 농도의 니코틴에 2주 이상 노출된 금붕어는 염증반응 및 식세포작용과 같은 초기 면역 반응이 억제되어 세균 감염에 대한 방어 능력이 감소하는 것을 확인하였다.
따라서 본 연구는 급성·만성 니코틴 노출이 금붕어의 생리적·면역학적 안정성을 저해하여 세균 감수성을 증가시킬 수 있음을 규명하였으며, 이는 니코틴과 같은 환경성 오염물질이 수생 생태계 어류의 면역 항상성에 미치는 잠재적 위험성을 평가하는 데 중요한 기초자료로 활용될 수 있음을 시사한다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 제2장 재료 및 방법 4
• 2.1. 금붕어에 대한 니코틴의 급성 독성 영향 평가 4
• 2.1.1. FISH 4
• 2.1.2. Nicotine exposure 5
• 2.1.3. Hematobiochemical analysis 7
• 2.1.4. Histopathological analysis 8
• 2.1.5. Statistical analysis 9
• 2.2. 금붕어에 대한 니코틴의 만성 독성 영향 평가 10
• 2.2.1. FISH 10
• 2.2.2. Nicotine exposure 11
• 2.2.3. Aeromonas hydrophila challenge 13
• 2.2.4. RNA extraction and cDNA synthesis 15
• 2.2.5. Real-time qPCR 16
• 2.2.6. Histopathological analysis 18
• 2.2.7. Statistical analysis 19
• 제3장 결과 20
• 3.1. 금붕어에 대한 니코틴의 급성 독성 영향 평가 20
• 3.1.1. Mortality 20
• 3.1.2. Hematobiochemical effects 22
• 3.1.3. Histopathological effects 24
• 3.2. 금붕어에 대한 니코틴의 만성 독성 영향 평가 26
• 3.2.1. Effects of nicotine chronic exposure 26
• 3.2.2. Survival rates against Aeromonas hydrophila challenge 28
• 3.2.3. Gene expression analysis 31
• 3.2.4. Histopathological effects of nicotine exposure 36
• 제4장 고찰 39
• 제5장 결론 49
• 제6장 참고문헌 50
• Abstract 68
• 감사의 글 70