그림 1.2.1. 화학물질의 유해성 및 통합예측 기술 연구개발 개요 13

그림 2.2.1. 내분비계교란물질(EDCs) 생식독성 AOP 평가방법 현황조사(OECD, 2012) 23

그림 2.2.2. 내분비계교란물질(EDCs)에 대한 각 생식독성 발현지표 간의 상호작용 조사 24

그림 2.2.3. GH3 세포주 (좌) 및 H295R 세포주 (우) 26

그림 2.2.4. GH3 세포주의 MEHP, BPS, TDCPP의 농도별 생존율 반응곡선 27

그림 2.2.5. H295R 세포주의 MEHP, BPS, TDCPP의 농도별 생존율 반응곡선 28

그림 2.2.6. GH3 세포내 각 물질별 활성산소율 29

그림 2.2.7. H295R 세포내 각 물질별 활성산소율 29

그림 2.2.8. Triiodothyronine의 표준반응곡선 31

그림 2.2.9. GH3 세포에서 각 물질별 Triiodothyronine의 생산량 31

그림 2.2.10. Estradiol의 표준반응곡선 32

그림 2.2.11. H295R 세포에서 각 물질별 Triiodothyronine의 생산량 32

그림 2.2.12. GH3 세포에서 각 물질별 유전자 발현량 35

그림 2.2.13. H295R 세포에서 각 물질별 유전자 발현량 36

그림 2.2.14. 세포레벨에서의 각 물질별 생식 유전자 상관관계(Red line: down regulation, Green line: up regulation) 37

그림 2.2.15. DEG 분석에 따른 T3와 PTU 노출군에서 특이적으로 발현된 유전자(2배 이상/이하 발현 차이 및 p〈0.05) 39

그림 2.2.16. 노출군 별, 유전자 별 발현 수준을 이용하여 발현 정도가 유사한 샘플 및 유전자를 hierarchical clustering analysis를 통하여 그룹화한 hit map 40

그림 2.2.17. BPS, TDCPP, MEHP 노출에 따른 제브라피쉬의 생존율 및 기형율(가. 생존율. 나. 기형율) 45

그림 2.2.18. BPS, TDCPP, MEHP에 노출된 제브라피쉬에서의 Steroid biosynthesis와 관련된 유전자의 발현 49

그림 2.2.19. BPS, TDCPP, MEHP에 노출된 제브라피쉬에서의 Steroid hormone biosynthesis와 관련된 유전자의 발현 50

그림 2.2.20. BPS, TDCPP, MEHP에 노출된 제브라피쉬에서의 Progesterone-mediated oocyte maturation와 관련된 유전자의 발현 51

그림 2.2.21. BPS, TDCPP, MEHP에 노출된 제브라피쉬에서의 vtg1과 vtg2 유전자의 발현 51

그림 2.2.22. 물질 1그룹에 대한 농도-반응 곡선과 최소영향관찰농도(LOEC) 53

그림 2.2.23. 성 성숙도지수(Gonadosomatic index, GSI)의 변화(A: female, B: male) 55

그림 2.2.24. MEHP 노출 후 각 처리구에서 산란, 부화된 자어의 비교 56

그림 2.2.25. 본 연구에서 분석된 39종의 steroids의 metabolic pathway 58

그림 2.2.26. Zebrafish 시료에서 steroids를 최적으로 추출할 수 있는 전처리 방법 모식도 58

그림 2.2.27. 인체 뇨시료 중 Mono(ethylhexyl)phthalate의 주요 대사 경로 추적 60

그림 2.2.28. Zebrafish 21일 노출시험 후 개체별 동결 분쇄 시료 획득 모식도 61

그림 2.2.29. 뇨시료 중 MEHP 대사체 분석을 위한 가수분해 및 전처리 방법 모식도 (크로마토그램 부록 1.5 참조) 61

그림 2.2.30. (제목없음) 64

그림 2.2.31. BODIPY 구조 기반 GSH 센서 메커니즘 66

그림 2.2.32. pcBD2-Cl-GSH 의 세포내 분포를 확인하기 위한 이미지 67

그림 2.2.33. Cell profiler 분석을 이용한 정량화 68

그림 2.2.34. Human cervix 암세포주에 BisphenolS 처리후 분석된 단세포 형광 분포 69

그림 2.2.35. Human cervix 암세포주에 BisphenolS 감염에 따른 형광 패턴 분포 상관관계 분석 69

그림 2.2.36. Human cervix 암세포주의 Bisphenol S 감수성 영상화 및 형광분석 70

그림 2.2.37. Human cervix 암세포주의 TDCPP 감수성 영상화 및 형광분석 71

그림 2.2.38. Human cervix 암세포주의 Monoethylhexyl phthalate 감수성 영상화 및 형광분석 72

그림 2.2.39. Human prostate 암세포주의 Bisphenol S 감수성 영상화 및 형광분석 73

그림 2.2.40. Human prostate 암세포주의 TDCPP 감수성 영상화 및 형광분석 74

그림 2.2.41. Human prostate 암세포주의 Monoethylhexyl phthalate 감수성 영상화 및 형광분석 75

그림 2.2.42. Thyroid hormone pathway 76

그림 2.2.43. pathway 분석을 통한 Bisphenl 유발 toxic effect와 연관된 단백체 분석결과 76

그림 2.2.44. Thyroid 관련 호르몬 대사경로 78

그림 2.2.45. Thyroid 질환 진행에 따른 TDI 수치 변화 80

그림 2.2.46. GH3 세포에서 각 물질별 유전자 발현량 82

그림 2.2.47. ZFL 세포내 estrogen 억제후 VTG 농도별 유전자 발현량 83

그림 2.2.48. MCF7 세포내 호르몬 분석 (TPO, E2) 83

그림 2.2.49. MCF7 세포에서 각 물질별 유전자 발현량 85

그림 2.2.50. OECD AOP agenda proposal model 86

그림 2.2.51. PTU 노출에 따른 E2, T3, T4 ELISA 분석 88

그림 2.2.52. BPS와 OP에 노출된 제브라피쉬 간에서 VTG mRNA 발현 92

그림 2.2.53. BPS에 노출된 암컷에서의 난모세포 성 성숙과 TDCPP에 노출된 제브라피시의 누적 산란율. VO: vitellogenic oocytes, RO: regressive oocytes 92

그림 2.2.54. MEHP 노출에 의한 zebrafish 내 steroids 호르몬 변화(A: testosterone, B: 17β-estradiol, C; progesterone, D: cortisol, E: 11-ketotestosterone, F: metabolic ratios of testosterone to 17β-estradiol) 94

그림 2.2.55. MEHP 노출에 따른 zebrafish 내 steroids의 변화 95

그림 2.2.56. Zebra fish 중 BPS대사체의 분석 전처리 방법 97

그림 2.2.57. BPS와 BPS-C12의 TIC와 EIC 98

그림 2.2.58. Ru 금속 착물구조의 형광 프로브 10종 100

그림 2.2.59. Human cervix 암세포주의 Bisphenol S 감수성 영상화 및 형광분석 101

그림 2.2.60. 유전체 변화 패턴의 KEGG 분석 102

그림 2.2.61. 내분비계 상관 유전자 지표들의 변화양상 및 관련 시그널링 102

그림 2.2.62. MEHP 노출에 따른 ZFL 세포의 세포독성 및 산화 스트레스 (A) 세포 생존율 (평균 ± 표준오차) (B) DCFDA 측정 (p 〈 0.05) (C) ZFL 이미지 (Scale bar: 50μm) 104

그림 2.2.63. MEHP 노출에 따른 ZFL 세포의 항산화 효소 반응 (p 〈 0.05) 105

그림 2.2.64. MEHP 노출 후 ZFL 세포의 지방소립 (A) 및 소포체 (B) 염색 (Scale bar: 100μm) 106

그림 2.2.65. 대조군 (A) 및 MEHP (B)에 노출 된 ZFL 세포의 EROD 형광염색 측정 (Scale bar: 50μm) 106

그림 2.2.66. MEHP 노출에 따른 estrogenic/androgenic activities 유도 및 저해 결과 108

그림 2.2.67. MEHP 노출에 따른 Activation signal recovery test 결과 109

그림 2.2.68. BPS 노출에 따른 estrogenic activity 유도 및 저해 결과 109

그림 2.2.69. MMI 노출에 따른 zebrafish larva 호르몬 분석 (T3, T4, E2) 110

그림 2.2.70. MMI 노출에 따른 zebrafish adult 호르몬 분석 (T3, T4, E2) 111

그림 2.2.71. DIO1, DIO2 유전자 113

그림 2.2.72. DIO1, DIO2 primer setup 결과 114

그림 2.2.73. DIO1, DIO2 wild type sequence 확인 114

그림 2.2.74. DIO1, DIO2 mutant type 확인 116

그림 2.2.75. Nonylphenol 노출에 따른 유전자 발현량 118

그림 2.2.76. EE2 노출에 따른 유전자 발현량 119

그림 2.2.77. BPS 노출에 의한 female zebrafish 내 steroids 호르몬 변화 121

그림 2.2.78. BPS 노출에 의한 male zebrafish 내 steroids 호르몬 변화 122

그림 2.2.79. PLS-DA score plots을 통한 MEHP와 BPS 노출에 의한 zebrafish 내 steroidogenesis 변화 122

그림 2.2.80. 노출 경과시간에 따른 배양수 중 MEHP 대사체 검출 경향(상대정량) 123

그림 2.2.81. TDCPP의 생체 내 분해산물 예상물 124

그림 2.2.82. Zebra fish 중 TDCPP 대사체의 분석을 위한 전처리 방법 125

그림 2.2.83. 대표적 내분비계장애물질에 대한 95% 신뢰구간 96h LC50의 예측치 대 실험치 비교 분석. 별도 표시된 3개 화합물은 새로이 발굴된 후보 물질을 나타냄 127

그림 2.2.84. 대표적 내분비계장애물질의 에스트로겐 수용체에 대한 결합 강도. 96h LC50에 대한 예측치 대 실험치 분포를 나타냄. 굵은 선은 평균값 128

그림 2.2.85. 대표적 내분비계장애물질의 분배계수(Log10Kow)와 에스트로겐 수용체 결합 강도와의 상관관계. 굵은 선은 중간값 128

그림 2.2.86. SCFP 인코딩 방식 및 모델 구조 130

그림 2.2.87. 샘플링을 통한 독성예측모델 성능 향상 131

그림 2.2.88. 개별 모델별 고려 인자 (Pearce et al. 2017) 134

그림 2.2.89. pbpk 모델 135

그림 2.2.90. 1 compartment 모델 135

그림 2.2.91. 일정한 1mg/kg BW/day에 의한 일자에 따른 steady state 그림 136

그림 2.2.92. 1mg/kg BW/day , 하루 1회 노출시 Steady state에서 평균 vs. 혈중 최대 농도 일정한에 의한 일자에 따른 steady state 그림 136

그림 2.2.93. (a) 단일 유기물질 확인을 위한 분석체계도 (b) DMPT 확인 체계도 139

그림 2.2.94. REACH 가이던스를 기반으로 한 공동협의체의 SIP 작성 (가상) 절차도 140

그림 2.2.95. 단일 성분 무기물질 확인을 위한 분석체계도 143

그림 2.2.96. (a) 가변성분확인을 위한 분석체계도 및 (b) Fatty Acids Zinc Salts 확인 체계도 146

그림 2.2.97. 음이온성 고분자물질의 물질확인을 위한 분석 체계도 154

그림 2.2.98. 양이온성 고분자물질의 물질확인을 위한 분석 체계도 155

그림 2.2.99. Protonated 고분자물질의 물질확인을 위한 분석 체계도 159

그림 2.2.100. PSS와 sodium 4-styrenesulfonate의 혼합물의 NMR spectra(좌) 및 standard addition method를 이용한 calibration curve(우) 160

그림 2.2.101. PSS의 온도에 따른 열중량 감소 161

그림 2.2.102. 화학물질 종합분석 플랫폼을 이용한 물질확인 프로파일 162

그림 2.2.103. 화평법 및 동질성 분석 기초과정의 교재 및 교육훈련 사진 163

그림 2.2.104. 유해성 분류 protocol 165

그림 2.2.105. 국가별 GHS 기준 166

그림 2.2.106. ecetocTRAM 파일의 노출평가 알고리즘 174

그림 2.2.107. ecetocTRAM 파일의 환경 노출평가 알고리즘 175

그림 2.2.108. ECETOC TRA를 이용한 CSA Process 개념도 178

그림 2.2.109. TRA의 한국어 버전 작업 진행 상황 180

그림 2.2.110. GC에 의한 Perfluoroalkylethyl acrylate 성분분석: (a) 표준시약 및 (b) 시료 183

그림 2.2.111. Perfluoroalkylethyl acrylate확인을 위한 분석체계도 184

그림 2.2.112. 물리화학적 특성시험 인프라 구축 및 SOP 개발 현황 188

그림 2.2.113. 화평법 및 동질성 분석 교육용 교재, 화학물질 교육훈련 사진 191

그림 2.2.114. 작업자 노출평가 툴의 알고리즘 및 업무 프로세스 194

그림 2.2.115. 환경 노출평가 툴의 알고리즘 및 업무 프로세스 195

그림 2.2.116. 본 연구에서 개발한 툴의 입력 방식 198

그림 2.2.117. 본 연구 개발 ERC 코드 및 Release Fraction을 사용한 입력 인터페이스 199

그림 2.2.118. 본 연구에서 개발한 툴의 메인 인터페이스 199

그림 2.2.119. 본 연구에서 개발한 툴의 입력 결과를 보여주는 인터페이스 200

그림 2.2.120. K-means algorithm을 적용 선정한 인자 그룹 (녹색이 가장 높은 순위를 의미함) 200

그림 2.2.121. 화평법 대응 고분자 등록면제 신청을 위한 고분자 분자량 측정 분석법 개발 206

그림 2.2.122. 적외선 분광기를 이용한 고분자 말단기 분석법 207

그림 2.2.123. 물리화학적 특성시험 인프라 및 옥탄올/물 분배계수 GLP 시설 구축 현황 208

그림 2.2.124. 화평법, 동질성 분석, 물리화학적 특성시험 교재 210

그림 2.2.125. 옥틸페놀류 및 노닐페놀류의 LC/UV/ESI-MS 크로마토그램 212

그림 2.2.126. 옥틸페놀류 및 노닐페놀류의 질량 스펙트럼 213

그림 2.2.127. AISE SWEDs 예시 217

그림 2.2.128. 개발 툴에 SWEDs 적용 예시 217

그림 2.2.129. 개발 Use Map에 기반한 SWEDs mapping 구성 218

그림 2.2.130. SWEDs에 세부 정보를 입력할 수 있도록 지원하는 팝업 인터페이스 219

그림 2.2.131. Stoffenmanager 출력 화면 220

그림 2.2.132. ecetocTRAMwork 파일의 inhalation sheet 221

그림 2.2.133. Linear regression 방법을 적용한 노출보정계수의 예측성 평가(함량) 223

그림 2.2.134. Linear regression 방법을 적용한 노출보정계수의 예측성 평가(노출시간) 225

그림 2.2.135. 만성 흡입 노출 측정값 및 예측값 비교 233

그림 2.2.136. 급성 흡입 노출 측정값 및 예측값 비교 234

그림 2.2.137. 변경하고자 하는 변수 값 검색 기능을 갖는 인터페이스 238

그림 2.2.138. 변경하고자 하는 결정계수 값 변경, 복원 기능 인터페이스 239

그림 2.2.139. Bisphenol-S 위해성 평가 보고서 240

그림 2.2.140. 본 연구과제에서 생산된 시험 값의 활용 241

그림 2.2.141. K-Chesar 위해성자료 작성지원프로그램을 통한 안전성 확인 결과 243