Analysis of the association of parabens with multiple toxicities and neurodegenerative diseases in a C. elegans model = 예쁜꼬마선충 모델을 이용한 파라벤의 다중 독성 및 퇴행성 신경질환과의 연관성 분석

국문 초록 (Abstract)

파라벤은 유해한 박테리아와 곰팡이의 성장을 억제하고 줄이는 효과가 있는 물질로, 무취∙무미의 특성, 높은 화학적 안정성과 낮은 생산 비용 등의 장점을 지녀 전 세계적으로 화장품 및 식품의 방부제로 널리 사용되고 있다. 하지만, 내분비계 교란을 초래하여 인체 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과들이 다수 보고되었다. 또한, 여러 선행 연구에서 파라벤의 신경 독성에 대한 우려가 제기되었으나, 이에 대한 전반적인 이해는 아직 미흡한 상태다. 본 연구에서는 예쁜꼬마선충을 실험 모델로 활용하여 파라벤의 생체 내 다중 독성을 분석하고, 신경퇴행성 질환 발병 가능성과의 연관성을 조사하고자 하였다. 이를 위해 가장 일반적으로 사용되는 메틸파라벤과 뷰틸파라벤을 분석 대상으로 선정하였다. 연구 결과, 파라벤 처리 그룹에서 성장 저해, 운동 장애, 도파민성 뉴런 손상 및 알파-시뉴클린 응집 변화가 나타났으며, 이와 관련된 유전자의 발현 변화 결과를 통해 파라벤이 다중 독성을 유발함을 확인하였다. 더 나아가 도파민성 뉴런 손상과 알파-시뉴클린 응집은 파킨슨병 발병 환자들의 대표적인 특징이기 때문에 궁극적으로, 본 연구는 파라벤의 생체 내 다중 독성 유발을 규명하고, 파라벤과 파킨슨병 간의 연관성을 밝히는 데 기여할 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Parabens are substances that inhibit and reduce the growth of harmful bacteria and fungi and are widely used worldwide as preservatives in cosmetics and food products due to their odourless and tasteless properties, high chemical stability and low production costs. However, a number of studies have reported adverse effects on human health through endocrine disruption. In addition, several previous studies have raised concerns about the neurotoxicity of parabens, but the overall understanding of this issue is still incomplete. In this study, we aimed to analyze the multiple in vivo toxicity of parabens and to investigate their association with the development of neurodegenerative diseases using C. elegans as an experimental model. Methylparaben and butylparaben, the two most commonly used parabens, were selected for analysis. The results showed growth retardation, motor impairment, dopaminergic neuronal damage and altered alpha-synuclein aggregation in the paraben-treated group, and the expression changes of the genes involved confirmed that parabens cause multiple toxicities. Furthermore, as dopaminergic neuronal damage and alpha-synuclein aggregation are typical hallmarks of Parkinson's disease patients, this study is ultimately expected to contribute to the elucidation of the in vivo multi-toxicity of parabens and to elucidate the link between parabens and Parkinson's disease.

목차 (Table of Contents)

• Abstract 1
• Table of contents 3
• 1. Introduction 4
• 2. Materials and methods 7
• 2.1. Experimental reagents and strains 7
• 2.2. Culture condition 8
• 2.3. Growth rate analysis 9
• 2.4. Movement analysis 9
• 2.5. Quantitative analysis of dopaminergic neuronal damage 10
• 2.6. Quantitative assay for alpha-synuclein expression and aggregation 11
• 2.7. Quantitative real-time PCR 12
• 3. Results and Discussion 13
• 3.1. Effect of parabens on *C. elegans* growth rate 13
• 3.2. Effect of parabens on *C. elegans* movement 16
• 3.3. Analysis of dopaminergic neuronal damage in response to paraben treatment duration 18
• 3.4. Analysis of alpha-synuclein expression and aggregation in response to paraben treatment duration 21
• 4. Conclusion 24
• 5. References 25