• 한국응용곤충학회지
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• 제56권1호
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• pp.19-28
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• 2017

폴리드나바이러스(polydnavirus: PDV)는 일부 내부기생봉에 공생하는 이중나선형 DNA 바이러스 분류군이다. Cotesia plutellae bracovirus (CpBV)는 프루텔고치벌(C. plutellae)에 공생하는 일종의 PDV이다. 프루텔고치벌은 어린 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충에 기생한다. 기생 초기에 발현하는 CpBV-ELP1 유전자는 혈구세포에 세포독성을 발휘하면서 기주의 세포성 면역을 억제하여 기생에 중요한 역할을 담당하고 있다. 본 연구는 이 유전자를 담배 식물에서 발현하여 해충에 대한 경구독성을 분석하는 데 목적을 두었다. 재조합 CpBV-ELP1 단백질이 배큘로바이러스 발현시스템을 통해 합성되어 세포배양액에 분비되었다. 수거된 세포배양액은 일련의 단백질 분리과정(ammonium sulfate 단백질 분획, size exclusion 크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피)을 통해 CpBV-ELP1 단백질을 분리하는 데 이용되었다. 분리된 rCpBV-ELP1 단백질은 파밤나방(Spodoptera exigua) 혈구에 대한 뚜렷한 세포독성을 보였다. CpBV-ELP1은 파밤나방 5령충에 대해서 혈강 주입하여 살충력을 나타냈고, 엽침지법을 이용하여 경구독성을 갖고 있는 것을 확인하였다. CpBV-ELP1 유전자를 CaMV 35S 유전자 프로모터와 opaline synthase 유전자 전사종결신호를 갖는 pBI121 벡터에 클로닝하여 Agrobacterium tumefaciens LBA4404 세균에 형질전환을 유도하였다. 형질전환된 세균은 담배(Nicotiana tabacum Xanthi)잎에 감염하여 캘러스를 유도하게 하였고 이후 차세대(T1)를 확보하였다. T1 세대 담배는 파밤나방에 대한 해충저항성을 갖고 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 CpBV-ELP1 유전자가 형질전환작물을 통해 해충방제에 응용될 수 있다는 것을 제시하고 있다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제60권3호
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• pp.271-277
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• 2017

에틸포메이트는 해충을 방제하기 위한 훈증제로서 사용되어 왔다. 그러나 농산업에서 해충을 박멸하기 위하여 사용된 이 물질이 일으키는 훈증독성의 작용점에 대해서는 많은 연구가 수행되지 않았다. 본 연구에서 저자들은 복숭아혹진딧물 약충에 에틸포메이트를 훈증 처리 하였을 때 추측 가능한 작용점들을 제시하였다. 에틸포메이트 훈증 처리 후 복숭아혹진딧물 약충에 대한 생화학 및 분자적 수준에서의 변화를 측정하였다. Cytochrome c oxidase (COX)의 활성은 에틸포메이트 훈증 처리된 복숭아혹진딧물 약충에서 약 2배 이상 증가하였다. Acetylcholinesterase (AChE)의 경우 에틸포메이트의 훈증 처리 농도가 증가됨과 함께 유전자 발현이 감소되었다. 이 두 발견은 COX와 AChE가 주요한 에틸포메이트 훈증독성의 작용점임을 시사하였다. 이 결과들과 함께 MALDI-TOF MS/MS를 이용하여 지질대사체를 분석한 후 2배 이상 증감을 보인 9종 인지질들을 동정하였고 이들이 세포막 조성에 변화를 유발함을 밝혔다. 결론적으로 복숭아혹진딧물 약충에 대한 에틸포메이트의 훈증독성은 COX 활성 변화, AChE 발현 변화, 그리고 인지질의 생성 변화에 기인하였다.

• 농약과학회지
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• 제17권1호
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• pp.33-40
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• 2013

온실가루이와 담배가루이의 살충과 행동에 미치는 pyrifluquinazon의 효과를 조사하였다. Pyrifluquinazon은 가루이류의 성충에 대해 50 ppm부터 12.5 ppm까지 90% 이상의 살충활성을 나타내었으나, 알과 약충에는 효과가 없었다. 뿌리와 잎을 통한 침투이행효과는 없었으나, 잔효성 검정에서 처리 후 5일차까지 90% 이상의 살충활성을 나타내었고, 90% 이상의 방제효과를 나타내었다. 접촉독성과 섭식독성에 의한 가루이류의 행동과 발현속도를 조사한 결과, 접촉 1시간 이후부터 가루이류는 바닥에 떨어져 심한 날개경련과 마비를 일으키는 증상을 나타내었으며, 섭식 3시간 이후부터 유사한 증상을 나타내었다. 한편, 선택시험에서 가루이류는 방사 1시간 이후부터 기피행동을 나타내었다. 따라서 pyrifluquinazon는 온실가루이와 담배가루이에 속효적으로 작용하고 날개 경련과 마비증상을 유발하여 식물체로부터 바닥으로 떨어져 아사하는 효과를 나타내지만, 직접적인 섭식억제효과는 없는 것으로 여겨졌다.

• Toxicological Research
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• 제32권1호
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• pp.21-33
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• 2016

Dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) is still used in certain areas of tropics and subtropics to control malaria and other insect-transmitted diseases. DDT and its metabolites have been extensively studied for their toxicity and carcinogenicity in animals and humans and shown to have an endocrine disrupting potential affecting reproductive system although the effects may vary among animal species in correlation with exposure levels. Epidemiologic studies revealed either positive or negative associations between exposure to DDT and tumor development, but there has been no clear evidence that DDT causes cancer in humans. In experimental animals, tumor induction by DDT has been shown in the liver, lung, and adrenals. The mechanisms of hepatic tumor development by DDT have been studied in rats and mice. DDT is known as a non-genotoxic hepatocarcinogen and has been shown to induce microsomal enzymes through activation of constitutive androstane receptor (CAR) and to inhibit gap junctional intercellular communication (GJIC) in the rodent liver. The results from our previously conducted 4-week and 2-year feeding studies of p,p'-DDT in F344 rats indicate that DDT may induce hepatocellular eosinophilic foci as a result of oxidative DNA damage and leads them to hepatic neoplasia in combination with its mitogenic activity and inhibitory effect on GJIC. Oxidative stress could be a key factor in hepatocarcinogenesis by DDT.

• Molecules and Cells
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• 제43권6호
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• pp.530-538
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• 2020

The Gustatory system enables animals to detect toxic bitter chemicals, which is critical for insects to survive food induced toxicity. Cucurbitacin is widely present in plants such as cucumber and gourds that acts as an anti-herbivore chemical and an insecticide. Cucurbitacin has a harmful effect on insect larvae as well. Although various beneficial effects of cucurbitacin such as alleviating hyperglycemia have also been documented, it is not clear what kinds of molecular sensors are required to detect cucurbitacin in nature. Cucurbitacin B, a major bitter component of bitter melon, was applied to induce action potentials from sensilla of a mouth part of the fly, labellum. Here we identify that only Gr33a is required for activating bitter-sensing gustatory receptor neurons by cucurbitacin B among available 26 Grs, 23 Irs, 11 Trp mutants, and 26 Gr-RNAi lines. We further investigated the difference between control and Gr33a mutant by analyzing binary food choice assay. We also measured toxic effect of Cucurbitacin B over 0.01 mM range. Our findings uncover the molecular sensor of cucurbitacin B in Drosophila melanogaster. We propose that the discarded shell of Cucurbitaceae can be developed to make a new insecticide.

• 한국응용곤충학회지
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• 제43권1호
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• pp.71-79
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• 2004

장미의 병해충 방제에 등록되어 있는 34종, 등록되어 있지 않은 5종, 그리고 보조제 3종, 충 42종의 농약에 대한 칠레이리응애(알, 약충, 성충)와 점박이응애(알, 성충)의 선택독성과 칠레이리 응애에 의한 점박이응애 밀도억제효과를 조사하였다. 살비제 중 acequinocyl, bifenazate, fenbutatin oxide, spirodiclofen은 칠레이리응애에 대해서 독성이 낮았으나, 점박이응애에 대해서는 독성이 높았다. 살충제는 acetamiprid, imidacloprid, spinosad, thiamethoxam, acetamiprid＋etofenprox가 칠레이리응애와 점박이응애에 대해서 독성이 없거나 적었다. 살균제 중에는 azoxystrobin, kresoximmethyl, myclobutanil, nuarimol, triadimefon, triflumizole, oxadixyl＋mancozeb이 칠레이리응애와 점박이응애에 대해서 영향이 없었다. 농약보조제인 cover와 siloxane은 칠레이리응애에 대해서 독성이 컸으나, spreader는 영향이 없었고, 점박이응애에 대해서는 독성이 없거나 낮았다. 장미시설하우스에 서 칠레이리응애에 의한 점박이응애 밀도억제효과를 조사하기 위하여, 점박이응애의 밀도가 잎당 65.3마리였을 때, 칠레이리응애를 주당 30마리 방사하였다. 방사 후 11일에 점박이응애 밀도가 잎당 3.8마리로 크게 감소하였고, 방사 후 20일에는 잎당 0마리로 밀도억제효과가 높게 나타났다. 조사기간 동안 흰가루병 방제로 살균제 4회(kresoxim-methyl, myclobutanil, nuarimol, triflumizole)와 총채벌레 방제약제를 1회(spinosad)처리하였으나, 칠레이리응애 밀도에는 영향이 없었다. 이상의 결과로 보아 장미 병해충의 종합관리체계에서 칠레이리응애에 독성이 적은 약제와 칠레이리응애를 함께 이용할 수 있을 것이다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제45권2호
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• pp.217-226
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• 2006

원예용 병해충 방제약제로 등록되어 있는 79종과 농약보조제 4종의 농약에 대하여 콜레마니진디벌 (Aphidius colemani) 성충에 대한 독성을 조사한 결과, $\alpha$-cypermeth.in 외 5종의 살충제와, metalaxyl-M+mancozeb 외 12종의 살균제, bifenazate외 3종의 살비제가 독성이 낮았다. 그리고 농약보조제는 모두 낮은 독성을 보였다. 50%이상의 살충률을 보였던 40종의 약제에 대하여 잔류독성 평가를 수행한 결과, 11종의 약제가 처리 3일 이후에 콜레마니진디벌 성충에 안전하였고, 5일 이후에는 7종,그리고 처리 7일 이후에는 14종에 대하여 낮은 독성을 나타냈다. 그러나 chlorpyrifos-methyl, diflubenzuron+chlorpyrifos, etofenprox+diazinone, imidachloprid+chlorpyrifos 4종에 대해서는 7일차 이후에도 각각 100%, 97.7%, 100%, 100%의 높은 살충율을 보였다. 온실에서 콜레마니진디벌에 의한 복숭아혹진딧물의 방레효과를 조사하기 위하여, 복숭아혹진딧물의 밀도가 주당 50마리 일 때, 콜레마니진디벌을 50:1과 100:1의 비율로 방사하였다. 방사 후 진딧물 밀도가 크게 증가하지 않고, 20일차까지 지속적으로 60마리 수준으로 유지되었다. 조사기간 동안 흰가루병과 총채벌레 방제약제를 함께 처리하였으나, 콜레마니진디벌의 머미(mummy)형성에 영향을 미치지 않았다. 시설원예에서 콜레마니진디벌에 안전한 선택약제와 콜레마니진디벌을 함께 이용할 경우 효과적인 진딧물 방제가 가능할 것이다.

• Toxicological Research
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• 제31권1호
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• pp.69-75
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• 2015

The objective of this study was to investigate the toxicological information of freeze-dried powder from Allomyrina dichotoma (A. dichotoma) larvae as a food ingredient. The powder, suspended in distilled water, was administered once daily by oral gavage to four groups of Sprague-Dawley (SD) rats at dose levels of 0 (vehicle control), 250, 850, and 2500 mg/kg/day. After 13 wks of repeated administration, the standard toxicological parameters such as mortality, clinical signs, body weight, food consumption, ophthalmologic examination, clinical pathology, organ weights and macro/microscopic examination were applied for assessment of general toxicity. In addition, serum IgE and histamine levels were determined to evaluate allergenicity. The freeze-dried powder from A. dichotoma larvae did not produce treatment-related changes or findings in any toxicological parameters in either sex of any dosed groups except for slight increases in serum histamine levels at 2500 mg/kg/day. The changes were considered not to be adverse since the magnitude was minimal. In conclusion, the NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) of the freeze-dried powder from A. dichotoma larvae was determined to be 2500 mg/kg/day or more in both sexes of SD rats and it is considered a candidate to be edible material.

• 한국축산식품학회지
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• 제42권4호
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• pp.609-624
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• 2022

Tenebrio molitor larvae, as known as edible insects, has advantages of being rich in protein, and has been recognized as a suitable alternate protein source for broiler and pig feed. Moreover, given their ability to biodegrade polystyrene, a major pollutant, Tenebrio molitor larvae has been proposed as an innovative solution to environmental problems. In the present study, we investigated the toxicity of Tenebrio molitor larvae powder (TMlp) ingested with expanded-polystyrene (W/ eps) through in vitro and in vivo experiments. The objective of this study was to determine whether TMlp W/ eps can be applied as livestock alternative protein source. For in vitro experiments, cytotoxicity test was performed to investigate the effects of TMlp-extract on the viability of estrogen-dependent MCF-7 cells. The possibility of estrogen response was investigated in two groups: Expanded-polystyrene-fed (W/ eps) TMlp group and without expanded-polystyrene-fed (W/o eps) TMlp group. For in vivo experiments, The male Sprague-Dawley rats were divided based on the dosage of TMlp administered and oral administration was performed to every day for 5 weeks. A toxicological assessments were performed, which included clinical signs, food consumption, body and organ weights, hematology, serum chemistry, and hematoxylin and eosin staining of liver and kidney. There were no specific adverse effect of TMlp W/ eps-related findings under the experimental conditions of this study, but further studies on both sexes and animal species differences should be investigated. In conclusion, TMlp W/ eps was considered non-toxic and observed to be applicable as an alternative protein source for livestock feed.

• 대한임상독성학회지
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• 제21권2호
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• pp.81-91
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• 2023

Purpose: Edible insect extracts have been used as an alternative source for medicinal supplements due to their significant antioxidative and anti-inflammatory activity. Recent studies have reported that anti-microbial peptides from insects have neuroprotective effects on dopamine toxins. The purpose of this study was to investigate the protective functions of mealworm (Tenebrio molitor) extract (MWE) on N-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-induced cellular toxicity in SH-SY5Y neuroblastoma cells. Methods: Cellular toxicity induced by the MPTP toxin and the impact of MWE on cell survival were analyzed using MTT assays. DAPI staining was performed to observe apoptotic phenomena caused by MPTP. Changes in caspase-3 activity and protein expression were observed using enzyme activity assays and western blot assays, respectively. Results: MWE exerted significant antioxidant activity, which was measured by both DPPH and ABTS radical assays, with a dose-dependent relationship. Furthermore, MWE resulted in cellular proliferation in SHSY5Y cells in a dose-dependent manner. Furthermore, MWE pretreatment significantly inhibited MPTP-induced cytotoxicity, with a dose-dependent relationship. The morphological characteristics of apoptosis and increased reactive oxygen species induced by MPTP were also significantly reduced by MWE pretreatment. Conclusion: MWE treatment significantly attenuated MPTP-induced changes in the levels of proteins associated with apoptosis, such as caspase-3 and PARP. These findings suggest that MWE exerts neuroprotective effects on human neuroblastoma SH-SY5Y cells subject to MPTP-induced dopaminergic neurodegeneration.