신규 접근법(NAMs)을 활용한 농약의 내분비계 활성 예측: ToxCast/Tox21 데이터 및 QSAR 모델 기반 분석
Application of New Approach Methodologies (NAMs) for In silico and In vitro Evaluation of Estrogenic and Androgenic Potential of Pesticides
제갈현(국가독성과학연구소); 도예진(국가독성과학연구소); 신현길(국가독성과학연구소); 함온주(국가독성과학연구소); 유욱준(국가독성과학연구소); 박수진(국립농업과학원); 조유미(국립농업과학원); 윤석주(국가독성과학연구소); 오정화(국가독성과학연구소); 정순탁(국가독성과학연구소)
29권 3호, 204~212쪽
초록
내분비계장애물질 (Endocrine Disrupting Chemicals, EDCs)은 인체의 호르몬 시스템을 교란하여 생식 , 발달 , 신경계 , 면역기능에 심각한 영향을 미치는 화학물질이다 . 내분비계 교란물질을 효과적으로 규제 및 관리하기 위해서 는 기존 시험법의 한계를 보완할 새로운 기술 기반 예측 시스템 개발이 필요하다 . 본 연구는 미국 EPA의 ToxCast/ Tox21 데이터베이스에서 얻은 신규 접근법 (New Approach Methodologies, NAMs)을 활용하여 510개 농약 원제에 대한 에스트로겐 및 안드로겐 활성 가능성을 예측하고자 하였다 . 우선 , 에스트로겐 수용체 (Estrogen Receptor, ER) 및 안드로겐 수용체 (Androgen Receptor, AR) 관련 in vitro 데이터를 수집하여 분석하였다 . 또한 , EPA가 제공하는 ER 및 AR에 대한 ToxCast pathway 모델을 적용하여 농약 원제의 작용제 (agonist) 또는 길항제 (antagonist) 활성을 예측하였으며 , 정량적 구조 -활성 관계 (Quantitative Structure-Activity Relationship, QSAR) 예측값을 종합 분석하여 잠재적인 에스트로겐 및 안드로겐 활성 물질을 선별하였다 . 이러한 접근법은 인체 노출량을 고려한 고위험 물질의 우선순위 결정과 추가 동물시험 필요성 판단에 도움을 줄 수 있다 . 따라서 농약 원제의 위해성 관리를 위한 유용한 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다 .
Abstract
Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs) are chemical substances that disrupt the human hormone system and extensively damage reproductive, developmental, neurological, and immune functions. There is a growing need to develop new technology-based prediction systems that overcome the limitations of existing tests to effectively regulate the management of EDCs. Our study aimed to predict the potential androgenic and estrogenic activities of 510 domestic pesticides using New Approach Methodologies (NAMs) derived from the U.S. EPA's ToxCast/Tox21 database. We collected and analyzed in vitro data related to the estrogen receptor (ER) and the androgen receptor (AR). We also applied EPA's ToxCast pathway models for ER and AR to assess the agonistic or antagonistic activities of pesticides. Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR) prediction values were comprehensively analyzed to identify potential estrogenic- and androgenic-active substances. The NAM approach may be effectively utilized to prioritize high-risk EDCs associated with exposure levels of pesticides in humans and to determine the requirement of additional animal testing. This suggests the potential of NAM as a useful tool for risk management of pesticides.
- 발행기관:
- 한국농약과학회
- 분류:
- 농학