馬山湾の堆積物に関連した潜在的な毒性学的影響を特徴づけるための複数のバイオアッセイ、標的および非標的解析。AhR介在性に着目した

Multiple Bioassays and Targeted and Nontargeted Analyses to Characterize Potential Toxicological Effects Associated with Sediments of Masan Bay: Focusing on AhR-Mediated Potency.

• Junghyun Lee
• Seongjin Hong
• Taewoo Kim
• Changkeun Lee
• Seong-Ah An
• Bong-Oh Kwon
• Sunggyu Lee
• Hyo-Bang Moon
• John P Giesy
• Jong Seong Khim

抄録

汚染された堆積物に関連する潜在的な毒性学的影響を評価するために、強化された複数の証拠ラインオブエ ビデンスアプローチを適用した。2つのin vitroバイオアッセイ（H4IIEおよび）と3つのin vivoバイオアッセイ（微細藻類：およびゼブラフィッシュ胚：）を適用した。試料中の原因化学物質を同定するために、標的分析（多環芳香族炭化水素（PAH）、スチレンオリゴマー（SO）、アルキルフェノール）と非標的フルスキャンスクリーニング分析（FSA; GC-およびLC-QTOFMS）を行った。最初に、沈殿物抽出物の中極性画分と極性画分に大きなAhR介在性が観察されたが、PAHやSOを含む既知で以前に特徴づけられたAhRアゴニストは、サンプルの全効力を完全に説明することはできなかった。エノキソロンは、FSAを使用することで、非常に強力な沈殿物画分中の新規AhRアゴニストとして同定された。H4IIE-バイオアッセイでは、エノキソロンはベンゾ[]ピレン(1.0)と比較して0.13の相対的な効力を有していた。微細藻類の生存性に影響を与える膜損傷に関連するノニルフェノールも観察された。最後に、生物発光の抑制や胚の致死率の低下は、非極性化合物と強く関連していた。以上のことから、本研究では、混合試料の潜在的な毒性について、アッセイおよび終点特異的な変動と感度を検討し、生態学的リスク評価における「複数のエビデンスライン」アプローチの有用性を実証した。

An enhanced, multiple lines of evidence approach was applied to assess potential toxicological effects associated with polluted sediments. Two in vitro bioassays (H4IIE- and ) and three in vivo bioassays (microalgae: and ; zebrafish embryo: ) were applied. To identify causative chemicals in samples, targeted analyses (polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), styrene oligomers (SOs), and alkylphenols) and nontargeted full-scan screening analyses (FSA; GC- and LC-QTOFMS) were performed. First, great AhR-mediated potencies were observed in midpolar and polar fractions of sediment extracts, but known and previously characterized AhR agonists, including PAHs and SOs could not fully explain the total potencies of samples. Enoxolone was identified as a novel AhR agonist in a highly potent sediment fraction by use of FSA. Enoxolone has a relative potency of 0.13 compared to benzo[]pyrene (1.0) in the H4IIE- bioassay. Nonylphenols associated with membrane damage that influenced the viability of the microalgae were also observed. Finally, inhibitions of bioluminescence of and lethality of embryos were strongly related to nonpolar compounds. Overall, the present work addressed assay- and end point-specific variations and sensitivities for potential toxicities of mixture samples, warranting a significant utility of the "multiple lines of evidence" approach in ecological risk assessment.