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Title Page 1

ABSTRACT 4

Contents 5

Nomenclature 10

1. Introduction 11

1.1. Background and Purpose of the Study 11

1.2. Objectives of the Study 13

1.3. Significance of the Study 13

2. Literature Review 14

2.1. Mycotoxins 14

2.2. Fumonisins 14

2.3. Fumonisins and their mechanism of toxicity 16

2.4. Detoxification of Fumonisins 17

2.5. Ascidian Tunicate, Halocynthia roretzi 18

2.6. Seagrass, Zostera japonica and Halodule uninervis 18

3. Materials and Methods 20

3.1. Scope and Limitations of the Study 20

3.2. Materials 20

3.3. Methods 22

3.3.1. Extraction of Carotenoids from Ascidian Tunicate (H. roretzi) 22

3.3.2. Extraction of Sulfated Polysaccharides from Seagrass samples (Z. japomca and H. uninervis) 22

3.3.3. Antioxidant Activities 23

3.3.4. HPLC-FLD Analysis of FB₁ 24

3.3.5. Cell Culture of Mouse Liver and Kidney Cells 25

3.3.6. Cytotoxicity Test 25

3.3.7. Protective Effects of H. roretzi, Z japonica, and H. uninervis extracts against FB₁-induced Damage in Mouse Liver and Kidney Cells 26

3.3.8. Image Collection and Processing 26

3.3.9. Statistical Analysis 26

4. Results and Discussion 28

4.1. Antioxidant Properties of H. roretzi, Z. japonica, and H. uninervis extracts 28

4.1.1. DPPH Radical Scavenging Activity 28

4.1.2. Total Phenolic Content 29

4.2. HPLC Analysis of FB1 in Spiked Corn Feed treated with extracts from H. roretzi, Z. japonica, and H. uninervis 30

4.3. Cytotoxicity of FB₁ and H. roretzi, Z. japonica, and H. uninervis extracts in Mouse Liver and Kidney Cells 35

4.4. Protective Properties of H. roretzi, Z. japonica and H. uninervis extracts against FB₁-induced damage on Mouse Liver and Kidney Cells 39

4.4.1. Mouse Liver Cells 39

4.4.2. Mouse Kidney Cells 41

4.4.3. Image Analysis of Mouse Liver and Kidney Cells treated with H. roretzi, Z. japonica, and H. uninervis extracts 44

Conclusion 47

Bibliography 48

Summary in Korean 55

List of Tables 7

Table 1. HPLC Parameters used for analysis of FB₁ 25

Table 2. Residual concentration of FBi in corn feeds with or without spiked FB₁ after treatment with H.... 35

Table 3. Top view of wells containing mouse liver cells added with either FB₁ or H, roretzi, Z japonica,... 38

Table 4. Top view of wells containing mouse kidney cells added with either FB₁ or H. roretzi, Z.... 38

Table 5. Top view of wells containing mouse liver cells added with either FB₁ and/or H. roretzi, Z.... 41

Table 6. Top view of wells containing mouse kidney cells added with either FB₁ and/or H. roretzi, Z.... 44

List of Figures 8

Fig. 1. Basic chemical structure of fumonisin 15

Fig. 2. Structural analogs of Fumonisin 15

Fig. 3. Chemical structures of Sphingosine (So), Sphinganine (Sa), sphingosine-1-phosphate, and... 16

Fig. 4. Chemical reaction of FB₁ detoxification into non-toxic metabolites 17

Fig. 5. Diagram of biological antioxidants for detoxification of fumonisins 18

Fig. 6. Halocynthia roretzi samples after washing and cleaning, whole (left) and tunics or peel (right) 21

Fig. 7. Zostera japonica samples after washing and cleaning and dried powder 21

Fig. 8. Halodule uninervis samples after washing and cleaning and dried powder 21

Fig. 9. Lyophilized crude (left) and semi-purified (right) sulfated polysaccharide from seagrass samples 22

Fig. 10. Scavenging Activityof H. roretzi, Z. japonica, and H. uninervis extracts against DPPH... 28

Fig. 11. Standard calibration curve for gallic acid standard and Total phenolic content of H. roretzi, Z.... 29

Fig. 12. Representative HPLC chromatograms of recovered FB₁ in spiked and unspiked com feed... 31

Fig. 13. Representative HPLC chromatograms of recovered FB₁ in spiked and unspiked com feed... 32

Fig. 14. Representative HPLC chromatograms of recovered FB₁ in spiked and unspiked com feed... 33

Fig. 15. Remaining FB₁ concentration in corn feeds with or without spiked FB₁ after treatment with H. roretzi, Z. japonica, and H. uninervis extracts relative... 34

Fig. 16. Cytotoxic effects of H. roretzi. Z. japonica, and H. uninervis extracts at different concentrations... 36

Fig. 17. Cytotoxic effects of H. roretzi, Z. japonica, and H. uninervis extracts at different concentrations... 36

Fig. 18. Survival rate of mouse liver cells infected with FB₁ and treated with H. roretzi. Z. japonica, and H. uninervis extracts 40

Fig. 19. Survival rate of mouse kidney cells infected with FB₁ and treated with H. roretzi, Z. japonica, and H. uninervis extracts 43

Fig. 20. Image analysis of mouse liver cells after infection with FB1 and treatment with H. roretzi, H. uninervis, and Z. japonica extracts at different... 45

Fig. 21. Image analysis of mouse kidney cells after infection with FB₁ and treatment with H. roretzi, H. uninervis, and Z. japonica extracts at different... 46

초록보기

 푸모니신은 F. verticillioides 가 생산하고 전 세계적으로 옥수수 및 옥수수 제품에서 발견되는 독성 대사산물입니다. 이 연구에서는 쥐의 간과 신장 세포에서 푸모니신 B₁(FB1) 독성에 대한 세 가지 다른 추출물의 보호 효과와 사료의 FB1 오염을 줄이는 잠재력을 조사했습니다.

Halocynthia roretzi, Zostera japonica 및 Halodule uninervis 에서 추출한 추출물은 다양한 항산화 활성을 나타냈습니다. H. uninervis는 DPPH 라디칼 소거 활성에 대해 가장 낮은 IC₅₀(515.9 μg/ml)과 가장 높은 총 페놀 함량(326.66±3.52 μg GAE/mg 추출물)으로 가장 유망한 결과를 보여주었습니다. 모든 추출물은 오염된 사료, 특히 Z. japonica 및 H. uninervis에서 FB₁ 농도를 감소시키는 사료 첨가제로서 큰 잠재력을 나타냈습니다.

FB₁은 마우스의 간 및 신장 세포에 즉각적인 세포 독성 효과를 갖는 것으로 밝혀졌습니다. 그러나 H. roretzi 및 H. uninervis 추출물은 FB₁에 노출된 마우스 간 세포의 세포 사멸을 감소시킬 수 있었던 반면, 모든 추출물, 특히 Z. japonica는 FB₁에 노출된 마우스 신장 세포의 세포 사멸을 감소시켰습니다. 이미지 분석에 따르면 Z. japonica와 H. uninervis는 FB₁ 노출로 인한 마우스 간 및 신장 세포 손상을 예방하는 데 가장 효과적이었습니다.

이 연구는 H. roretzi, Z. japonica 및 H. uninervis 의 모든 추출물이 FB₁ 오염을 줄임으로써 사료 첨가제로서 잠재력이 있다는 결론을 내렸습니다. 또한, H. roretzi의 카로티노이드 추출물과 H. uninervis의 황산화 다당류 추출물은 항진균 독소 약물로서 유망한 가능성을 보여주었습니다.

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