본 본문에서는 화학물질의 고환독성을 단기간에 검색할 수 있는 단기 고환독성검색법을 확립하고, 랫드에서 2주간의 반복 투여기간으로 고환독성을 충분히 검색할 수 있는지를 확인하기 위해 연구를 진행하였다. 투여개시 3일, 7일, 14일 후의 결과를 관찰하였고 3일차에서 7일차까지는 정조세포의 변성과 정조세포 수의 감소, 정모세포의 변성과 다핵거대세포, 성숙정자저류 및 지지세포의 공포화가 심해졌고 14일 후에는 정자 발생세포의 탈락과 성숙정자의 저류 및 지지세포의 공포화는 유사한 정도로 관찰되었으나 정조세포와 정모세포의 변성은 현저히 감소하였으며, 다핵거대세포는 관찰되지 않았다는 것을 확인하였다.
<h1>고 찰</h1><p>본 연구는 화학물질의 고환독성을 단기간에 검색할 수 있는 단기 고환독성검색법을 확립하고, 랫드에서 2주간의 반복 투여기간으로 고환독성을 충분히 검색할 수 있는지를 확인하기 위해 수행하였다. 시험물질로는 고환독성물질로 알려져 있는 2-BP를 사용하여 성성숙이 완료된 수컷 랫드에게 14일간 반복 피하투여 하였고, 생식장기의 중량과 고환의 조직학적 검사 및 정자검사를 실시하였다.</p><p>투여군 동물에서 관찰된 좌측 고환과 정낭샘의 절대중량 감소는 2-BP의 투여에 의한 생식장기의 손상을 나타내며, 부고환과 전립샘의 절대중량 역시 통계학적 차이는 인정되지 않았지만 다소 감소하여 주요 생식장기가 2-BP의 투여에 의해 손상되었음을 암시해 준다. 장기중량은 독성평가 시험에서 이용되는 중요한 검사항목으로서 체중변화에 기인된 상대적 영향을 배제하기 위해 절대중량보다는 체중이나 뇌중량에 대한 상대중량이 많이 이용되고 있다. 본 시험의 경우, 생식장기의 절대중량은 2-BP의 투여에 의해 유의성 있는 감소가 인정되었으나 체중대비 상대중량은 대조군과 투여군 간에 차이가 인정되지 않았다. 이는 본 시험에서 사용한 동물이 성 성숙이 완료된 13주령의 동물을 사용하였고, 또한 시험기간이 상대적으로 단기간이어서 초래된 결과로 판단된다. 이러한 결과는 성장기 랫드를 이용하는 중·장기시험과는 달리 성숙랫드를 이용한 단기 고환독성시험에서는 절대장기 중량이 상대장기중량보다 더 민감한 평가항목임을 암시해준다. 최근의 연구보고에 의하면, 2-BP은 배양된 고환 간질세포의 DNA를 손상시키고, 세포 항산화 방어체계의 손상과 지질과산화를 증가시킨다고 한다. Zhao 등은 2-BP이 2'-deoxyguanosin에 작용하여 DNA 부가체로서 \( \mathrm{N}^{7} \)-isopropyl guanine을 형성하는 것을 증명한 바 있다. 상기 연구결과들은 2-BP에 의한 DNA의 손상이 2-BP 노출에 의해 야기된 여러 형태의 독성에 밀접하게 관계된다는 것을 암시해 주고 있다. 2-BP를 포함하여 DNA에 손상을 유발하는 물질들이 다양한 생식발생독성을 유발한다는 것은 잘 알려져 있다.</p><p>조직병리학적 관찰 시, 투여개시 후 3일째에는 정조세포의 변성과 정조세포 수의 감소, 정모세포의 변성과 다핵거대세포, 성숙정자저류 및 지지세포의 공포화가 다수 관찰되었다. 상기 소견 중에서 정조세포의 변성과 감소는 경도에서 중등도로 거의 모든 투여동물에서 관찰되었다. 고환조직의 정량적평가결과, 정자발생단계 Ⅱ 및 Ⅴ에서 정조세포수가 유의성 있게 감소한 것으로 확인되었다. 이 결과는 랫드의 정자발생단계별 생식세포를 고려해볼 때 2-BP의 투여로 중간형(type intermediate)과 B형(type B)의 정조세포가 1차적으로 손상되며, A형(type A)의 정조세포는 영향을 받지 않는다는 것을 의미한다. 정모세포의 변성 또한 경도에서 중등도로 모든 투여동물에서 주로 정자발생 단계 Ⅶ\(\sim\)Ⅹ의 기저부에서 관찰되었으며, 정모세포 유래의 다핵거대세포도 관찰되었다. 본 소견은 2-BP의 투여가 초기 정모세포, 즉 세사 전기와 세사기 정모세포에도 영향을 끼친다는 것을 암시해준다. 지지세포의 공포화는 거의 모든 정자발생 단계에서, 그리고 성숙정자의 저류는 정자발생단계 Ⅸ \(\sim \)Ⅺ에서 각각 경도로 관찰되었는데, 이들 소견은 2-BP의 투여가 지지세포의 기능이상(dysfunction)을 유발했음을 암시해 준다. 곡세정관상피에서 공포형성과 생식세포의 탈락 및 성숙정자의 저류는 지지세포의 기능이상을 나타내는 지표로 잘 알려져 있다. 이전 연구결과에 따르면, 2-BP를 \( 3500 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \) 용량으로 3일간 반복경구투여하고 3일 후에 부검한 결과, 정자발생단계 Ⅰ \(\sim\) Ⅳ에서 정조세포의 변성이 관찰된다고 하였으며, 본 시험에서도 일치하는 결과를 얻었다. 특히, 본 시험에서는 세포분열이 활발한 중간형과 B형의 정조세포가 1차적으로 손상되며, A형의 정조세포는 영향을 받지 않는다는 것을 확인하였다. 또한 투여개시 후 3일째에는 정조세포의 손상뿐만 아니라 정모세포의 손상과 지지세포의 기능이상도 유발한다는 것을 확인하였다. 두 시험간의 이러한 차이는 투여경로나 투여용량, 부검시기 등의 차이가 주요 원인으로 사료된다.</p><p>투여개시 후 7일째에는 3일째에 관찰된 소견들이 더 심한 정도로 관찰되었고, 추가로 곡세정관의 위축과 정자발생세포의 탈락, 정모세포의 감소 및 다핵거대세포의 증가가 관찰되었다. 이러한 소견들은 2-BP의 투여로 인한 고환독성이 투여개시 후 3일째에 비해 7일째에 더 심하게 진행된다는 것을 나타낸다. 7일째에 관찰된 고환독성소견들은 시험물질 투여 개시 후 3일째에 관찰되었던 정조세포와 정모세포의 변성 및 정조세포의 감소가 지속되었고, 또한 이로 인해 이들의 딸세포(daughter cells)의 감소가 초래되어 나타난 것으로 판단된다. 특히, 정자발생단계 Ⅶ과 Ⅻ에서 정모세포수의 유의성 있는 감소가 관찰되어 세사전기와 세사기 및 접합기의 정모 세포까지 영향을 받은 것으로 나타났다.</p><p>투여개시 후 14일째에는 7일째의 소견과 비교할 때, 정자 발생세포의 탈락과 성숙정자의 저류 및 지지세포의 공포화는 유사한 정도로 관찰되었으나 정조세포와 정모세포의 변성은 현저히 감소하였으며, 다핵거대세포는 관찰되지 않았다. 반면, 곡세정관의 위축과 정모세포의 감소는 이전에 비해 증가하였다. 정조세포와 정모세포의 변성이 감소한 것은 2-BP의 투여개시 후 14일째에는 정자발생세포들의 추가적 손상이 거의 발생하지 않는다는 것을 의미하며, 이는 다핵거대세포가 더 이상 관찰되지 않은 것과도 일치하는 결과이다. 곡세정관의 위축은 정자발생세포의 감소에 기인된 2차적인 결과로서 부검 시 관찰된 고환의 위축과 일치하는 소견이다. 정모세포는 특정 정자발생단계가 아닌 모든 정자발생단계에서 유의성 있는 감소가 인정되어 태사기(pachytene) 정모세포까지 영향을 받은 것으로 나타났다.</p>