book_cover_img The Korean Society of Marine Life Science Journal of Marine Life Science eISSN 2508-7134
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Year of Launching : 2016
Frequency : Twice a year (June 15, December 15)
Doi Prefix : 10.23005/ksmls.

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ISSN : (Print)
ISSN : 2508-7134(Online)
Journal of Marine Life Science Vol.10 No.2 pp.176-185
DOI : https://doi.org/10.23005/ksmls.2025.10.2.176

Acute and Chronic Effects of Diclofenac on Antioxidant, Detoxification, Molting, and Reproduction in the Brackish Water Flea Diaphanosoma celebensis

Yein Kim, Je-Won Yoo, Young-Mi Lee*
Department of Biotechnology, College of Convergence Engineering, Sangmyung University, Seoul 03016, Republic of Korea
Corresponding Author Young-Mi Lee E-mail : ymlee70@smu.ac.kr
November 27, 2025 ; December 2, 2025 ; December 2, 2025

Abstract


Diclofenac (DCF) is a representative non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID) that is frequently detected in aquatic environments. Although the ecotoxicity of DCF has been reported for various aquatic organisms, its effects on invertebrates remain not fully elucidated. Therefore, this study investigated the acute and chronic effects of DCF, as well as the molecular mechanisms underlying detoxification, antioxidant defense, molting and reproduction in the brackish water flea Diaphanosoma celebensis, a key primary consumer in the marine environment. Acute toxicity tests showed that DCF reduced survival, with 24-h and 48-h LC50 values of 121.11 mg/L and 52.18 mg/L, respectively. The expression of genes related to antioxidant defense and detoxification mechanisms was significantly upregulated in a concentrationdependent manner. However, chronic exposure to sublethal, including environmentally relevant, concentrations resulted in no significant changes in reproductive parameters. These findings suggest that DCF may induce oxidative stress, and that antioxidant- and detoxification-related genes play protective roles in D. celebensis.


Aquatic ecotoxicology , Cladocera , Gene expression profile , Pharmaceuticals

기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis 의 항산화, 해독, 탈피 및 생식에 대한 디클로페낙의 급만성 영향

김예인, 유제원, 이영미*
상명대학교 융합공과대학 생명공학전공

초록


디클로페낙(Diclofenac, DCF)은 수생 환경에서 빈번하게 검출되는 대표적인 비스테로이드성 항염증제(Non-steroidal anti-inflammatory drug, NSAID)이다. 다양한 수생 생물에 대한 DCF의 생태독성은 보고된 바 있으나, 해양 비표적 생물에 미치는 영향은 아직 명확히 규명되지 않았다. 이에 본 연구는 해양 환경의 주요 1차 소비자인 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis를 대상으로 DCF의 급성 및 만성 독성 영향과 더불어 해독, 항산화, 탈피 및 생식 경로의 분자적 기전을 조사하였다. 급성 독성 결과, DCF의 24시간 및 48시간 반수치사농도(LC50)는 각각 121.11 mg/L와 52.18 mg/L이였고, 유전자 발현 분석 결과 항산화 및 해독 기전 관련 유전자의 발현이 농도 의존적으로 유의하게 증가하였다. 그러나 환경 농도를 반영한 아치사 농도 조건의 만성 노출에서는 생식 지표에 유의한 영향이 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 D. celebensis가 DCF에 노출 시 산화적 스트레스를 유발하며, 항산화 효소와 해독 관련 유전자는 DCF 독성에 대한 방어 기전에 참여하는 것으로 보인다.


수생태독성 , 지각류 , 유전자발현양상 , 의약품

    서 론

    디클로페낙(Diclofenac, DCF)은 염증 조절에 필수적인 프로스타 글란딘의 합성을 매개하는 사이클로옥시게나제(Cyclooxygenase, COX)를 비선택적으로 억제하는 대표적인 비스테로이드성 항염증 제(Non-steroidal anti-inflammatory drug, NSAID)이다 (Schmidt et al., 2011;Leite et al., 2025). DCF는 우수한 진통, 소염 및 해열 효과로 인해 사람의 염증성 질환 치료뿐 아니라 축산업 및 수의학 분야에서도 널리 사용되고 있다(Daughton and Ternes, 1999;Ajima et al., 2015). 또한 미국의 의료비 지출 패널조사 (Medical Expenditure Panel Survey, MEPS)에 따르면, DCF는 2023년에 약 940만 건의 처방이 이루어진 것으로 보고된다(Kane, 2025).

    DCF와 같은 개인 의약품은 인체 및 수의학적 사용 후 대사를 거쳐 배설되거나, 제조 공정 및 병원 폐수, 가정 내 부적절한 폐기 등을 통해 하수 시스템으로 유입된다(Daughton and Ternes, 1999;Fick et al., 2009;HELCOM, 2018). 이들 물질은 하수처리시설에서 완전히 분해 및 제거되지 않기 때문에 상당량이 본래의 화합물 또는 대사산물 형태로 수생 환경으로 배출되며, 매립지 침출수나 관개 용수로 사용되는 재이용수 등으로도 이동하여 다양한 경로를 통해 수생 환경으로 유입될 수 있다(HELCOM, 2018). 결과적으로 DCF는 지표수, 지하수, 연안 해수 등 다양한 수생 환경에서 나노그램(ng/L)에서 마이크로그램(μg/L) 수준의 농도로 빈번하게 검출되며(Fick et al., 2009;Hernández-Zamora et al., 2025), 오염지역에서 최대 216 μg/L 농도까지 검출되는 것으로 알려져 있다(Hanif et al., 2020). 국내 수계의 의약품 잔류량은 미량 검출되는데, 낙동강 수계에서 검출되는 DCF 농도는 3.1~144.1 ng/L로 보고 되어 있다(Seo et al., 2020).

    환경 중에 잔류하는 DCF는 비표적 생물에게 섭취되어 광범 위한 독성 영향을 미칠 수 있다 (Table 1). 그 예로 어류에서 신장 조직 손상, 아가미 변성 등의 조직 병리학적 변화가 보고되었으며(Ajima et al., 2015;Praskova et al., 2014), 배아에서는 부화율 감소 및 기형이 유도되는 발생 독성이 보고되었다 (Hernández-Zamora et al., 2025;de Carvalho Penha et al., 2021). 또한 DCF는 생물체 내에서 활성산소종(Reactive Oxygen Species, ROS)의 과도한 생성을 유도하여 산화적 스트레스를 야기한다 (Gόmez-Lechόn et al., 2003). 이러한 산화적 불균형은 결과적으로 세포를 보호하는 1차 방어 기전인 항산화 효소의 활성 변화와 유전자 발현의 교란을 초래한다 (Oviedo-Gómez et al., 2010;Guiloski et al., 2015;Bao et al., 2017). 이와 더불어 DCF는 해독 관련 유전자의 발현을 조절하며(Gröner et al., 2015;Liu et al., 2017;Fu et al., 2020), 갑각류에서 생식 성공률 감소 및 산란 지연 등 생식 독성을 유발하는 것으로 확인되었다(Lee et al., 2011;Liu et al., 2017;Gylytė et al., 2023). 그러나 해양 환경이 육상 유래 오염물질의 최종 종착지로 간주되고 있음에도 불구하고 Table 1에서 보는 바와 같이 해양 생물을 대상으로 한 DCF의 분자 독성 기전 연구는 매우 부족한 실정이다.

    기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis는 광범위한 염분 농도에서 서식하는 소형 갑각류이며, 해양 먹이사슬의 주요 1차 소비자로 생산자로부터 2차 소비자로 영양분을 전달하는 중요한 역할을 수행한다. 또한 작은 크기, 단위생식을 통한 개체 간 유전적 동질성 그리고 화학 물질에 대한 높은 민감성을 바탕으로 다양한 오염물질의 독성 평가에 적합한 모델 생물로 활용되어 왔다(Kim et al., 2024;Yoo et al., 2022). 따라서, 본 연구는 DCF이 해양 소형 갑각류인 D. celebensis의 생존, 성숙 및 생식에 미치는 만성 독성 영향을 분석하고, 해독, 항산화 및 탈피와 생식 경로에 관련 유전자의 발현 변화를 통합적으로 규명하여 DCF의 분자적 독성 경로를 이해하는 것을 목적으로 한다.

    재료 및 방법

    1. 시험 생물

    기수산 물벼룩 D. celebensis은 배양기를 통해 25 ± 1 °C의 수온과 12시간:12시간(light:dark) 사육 조건을 유지하였다. 배양 액은 인공해수염(Sea salt; Aquaforest, Brzesko, Poland)을 증류수에 용해시킨 후, 0.2 μm 필터(Whatman, Kent, UK)를 이용하여 여과한 15 practical salinity unit (psu) 염도의 인공 해수를 제조하여 사용하였다. 먹이 공급은 해양 녹조류인 Tetraselmis suecica를 매일 1 × 10⁴ cells/mL 농도로 제공하였다.

    2. 시험 물질

    디클로페낙 나트륨 염(Diclofenac sodium salt)은 Sigma- Aldrich (MO, USA)에서 순도 ≥ 95%인 입자 형태의 분말을 구매하여 사용하였다. DCF는 증류수에 녹여 10 mg/mL stock solution을 제작하여 사용하였다.

    3. 노출 시험

    급성 독성 시험은 LC50 값 도출 및 아치사 농도를 구하기 위하여 OECD 가이드라인 TG 202 (OECD, 2004)를 참조하여 수행하였다. 시험 용액은 DCF Stock solution을 15 psu 인공 해수에 희석하여 최고 농도 100 mg/L로 조제하였으며, 이를 단계적으로 희석해 실험 농도 구간을 설정하였다. 노출은 D. celebensis 4일령 개체를 6 well plate의 각 well당 5마리씩 4반복으로 진행하였다. 노출 기간동안 먹이생물은 공급하지 않았으며, 생물배양기를 이용해 25°C 암조건을 유지하였다. 24시간 및 48시간 이후 해부현미경을 이용해 개체의 치사를 확인하 였으며, 15초 이상 움직임이 없거나 형태적 손상이 확인되는 경우를 최종 사망으로 판정하였다.

    아치사 농도에서 DCF의 장기간 노출이 시험 생물에 미치는 독성 영향을 확인하기 위해, OECD TG 211(OECD, 2012)의 내용 중 배지 조성, 노출 기간, 광주기 및 배양 온도 등을 실험 생물의 배양 조건을 고려하여 변형하여 만성 독성 시험을 실시하였다. 간략히, 12-well plate의 각 well에 D. celebensis 유생(<24 h)을 옮겨준 후 12반복으로 0.002-20 mg/L DCF 용액을 처리하였다. 해당 시험은 시험 생물 사육조건과 동일한 배양 조건에서 먹이 공급해 진행하였으며, 시험 용액의 농도를 일정하게 유지하기 위해 시험 용액은 24시간마다 환수하였다. 만성 독성 시험의 종말점으로는 성숙 시점을 나타내는 첫 새끼를 낳는 시기와 누적 생식 능력을 반영하는 총 새끼수를 24시간 마다 관측하였다.

    DCF 영향의 독성 메커니즘을 파악하기 위한 유전자 발현 변화 분석은 급성 독성 시험의 결과를 기반으로 0.4, 4, 그리고 40 mg/L를 선정하여 수행하였다. 실험 물질에 대한 노출은 4일령 D. celebensis 50마리를 각 농도별 시험 용액 50 mL에 24시간 동안 진행하였다. 해당 시험은 생물학적 3반복으로 생물배양기에 서 25°C 암조건으로 먹이 생물을 공급하지 않고 진행하였다.

    4. Quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR)

    분자수준에서 미치는 영향을 확인하기 위해 해독, 항산화, 탈피 및 생식 연관 유전자의 발현 수준을 qRT-PCR 통해 분석하였다. 선별된 유전자들은 항산화 관련 유전자 4종[Manganese superoxide dismutase (MnSOD), Copper-zinc superoxide dismutase (CuZnSOD), Glutathione peroxidase (GPx), Catalase (CAT)], 1상 해독 효소인 cytochrome P450 (CYP) superfamily 유전자 5종(CYP18A1, CYP307A1, CYP360A8, CYP361A1, CYP370A15), 2상 대사효소인 glutathione S-transferase (GST) 유전자 4종(GST-mu, GST-kappa, GST-theta, GST-sigma), 3상 해독 효소인 ATP-binding cassette (ABC) transporter family 유전자 6종(ABCB1-1, ABCB1-2, ABCC1-1, ABCC1-2, ABCC4-1, ABCC4-2) 그리고 Ecdysteroid pathway 연관 유전자 3종[CYP314A1, Ecdysone receptor A (EcR_A), Ecdysone receptor B (EcR_B)]이며, 이들 유전자 특이적 primer 서열은 Kim 등 (2024)를 참고하였다. 농도별로 24시간 동안 DCF 처리된 총 150마리의 D. celebensis 개체를 회수하여 진행되었다. 회수된 개체는 1.5 mL eppendorf tube에 모아 Trizol®(Thermo Fisher Scientific Inc., MA, USA) 시약을 사용하여 균질화 하였다. 이후 제조업체의 지침에 따라 Total RNA를 추출하였고, NanoDrop 분광광도계(NanoReady touch, LifeReal Inc., Zhejiang, China)및 아가 로즈 겔 전기영동을 통해 RNA의 농도와 순도를 확인하였다. 이 과정을 통해 RNA의 A260/A280 비율이 1.8-2.0 범위에 해당하는 것을 선별하고, RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit (Thermo Fisher Scientific Inc., MA, USA)를 이용하여 0.5 μg의 RNA로부터 cDNA를 합성하였다. 이후, 합성한 cDNA는 Tris-EDTA 완충액으로 10배 희석하여 유전자 발현 분석에 활용하였다.

    qRT-PCR은 SYBR Master Mix (KAPA Biosystem Inc., MA, USA)를 활용하여 CFX Connect Thermal Cycler (Bio-Rad Inc., CA, USA)에서 수행하였다. PCR 조건은 Kim 등 (2024)을 따랐으며, 각 유전자의 분석은 샘플 당 3회 반복으로 진행했다. 타겟 유전자의 상대적 발현 수준은 housekeeping 유전자인 elongation factor-1 (EF-1)을 사용하여 보정하고 fold-change 값은 2-ΔΔCt 방법(Livak and Schmittgen, 2001)으로 계산하였다.

    5. 통계분석

    모든 실험 데이터는 평균 ± 표준 편차로 제시하였다. 그룹 간의 통계적 유의성은 IBM SPSS Statistics (SPSS Inc., IL, USA)를 이용한 일원 분산분석(One-way ANOVA)으로 평가하 였으며, Tukey 사후 검정을 통해 검증하였다. 이때 통계적 유의 수준은 p <0.05로 설정하였다. 급성 노출에 따른 치사 농도(Lethal Concentration for x%, LCx)는 Probit 회귀 모델을 사용하여 산출하였다. 만성 생식 독성 결과는 SigmaPlot 12.0 (Systat Software Inc., CA, USA)을 이용하여 시각화 하였으며, 유전자 발현 패턴은 MeV software (ver. 4.9; Dana-Farber Cancer Institute, Boston, MA, USA)를 사용하여 히트맵(Heat map)형태로 나타냈다.

    결과 및 고찰

    1. Diclofenac 노출에 따른 급성 및 만성 독성 영향

    급성 독성 시험 결과, 노출 농도가 높아질수록 생존율은 농도 의존적 감소하는 경향을 확인하였다(Fig. 1). 24h-LC50 값은 121.11 (Confidence Interval, C.I. 89.87-341.44) mg/L이며, 48h-LC50 값은 52.18 (C.I. 44.84-59.51) mg/L로 도출되었다(Table 1). D. celebensis의 DCF에 대한 민감도는 담수 물벼룩 Daphnia magna (48h-EC50 = 22.43-82.3 mg/L)와 유사하게 나타났다(Du et al., 2016;Cleuvers, 2003;Ferrari, 2003;Leite et al., 2025). 그러나 유사한 분류군인 담수 물벼룩 Ceriodaphnia dubia의 48h-EC50은 12.17-22.7 mg/L(Russo et al., 2023), 해양 요각류인 Tisbe battagliai와 Gladioferens pectinatus의 48h-LC50은 9.5-15.8 mg/L (Trombini et al., 2016;Schmidt et al., 2011)로 보고된 바 있다. 담수종에 비해 해수종에서 특정 화학물질에 대한 민감도가 더 높은 것으로 알려져 있으나 (Sverdrup et al., 2002), D. celebensis의 DCF에 대한 민감도는 담수 물벼룩 D. magna 와 유사한 수준인 것으로 나타났다.

    DCF에 대한 장기 노출 영향을 분석하기 위해 실제 환경 농도를 포함한 아치사 농도에서 14일 간 노출하여 생식 지표에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과 모든 농도에서 첫 새끼를 낳는 시기와 총 새끼 수는 대조군과 유의미한 차이를 보이지 않았다 (Fig. 2). 이전의 다세대 장기 연구에서는 환경 관련 농도에서 세대에 따라 서로 다른 반응이 보고되었다. C. dubia에 DCF (0.1 - 10mg/L)를 장기간 노출한 경우 F1세대에서는 본 실험의 결과와 유사하게 뚜렷한 생식 저하가 나타나지 않았으나, F2 - F3 세대에서 생식 지표가 점차 감소하여 후기 세대의 민감도가 더 높게 보고 되었다(Gylytė et al., 2023). 또한 D. magna를 대상으로 실시한 다세대 노출 시험에서도 환경 농도의 DCF에 장기간 노출된 경우 세대가 진행될수록 성장 및 생식 지표가 변화하는 양상이 보고되었다(Dietrich et al., 2010). 본 연구에서는 F1 세대의 독성 영향이 뚜렷하게 나타나지 않았지만 다세대 장기 노출 시험을 수행하여 DCF의 생식 지표에 대한 잠재적 영향을 보다 정밀하게 평가할 필요가 있다.

    2. Diclofenac 노출이 분자 수준에서 유전자의 발현에 미치는 영향

    본 연구에서는 이후 DCF에 의한 분자 수준의 독성영향을 평가하기 위해, 아치사 농도에서 항산화, 해독 그리고 탈피 및 생식과 관련된 주요 유전자들의 전사 수준 변화를 분석하였다 (Fig. 3).

    2.1. 항산화 연관 유전자의 발현에 미치는 영향

    DCF은 생물체내에서 산화와 환원 과정을 반복하는 해독과정을 거치며 ROS 생성과 지질, 단백질 및 DNA 손상을 유도하는 것으로 보고되어, 수생 생물에서 산화 스트레스의 주요 요인 중 하나로 간주되어 왔다(Oviedo-Gómez et al., 2010;Ajima et al., 2015;Russo et al., 2023). 세포는 이러한 ROS 축적에 대응하기 위해 SOD, CAT, GPx 등으로 구성된 항산화 체계를 활성화하며, 이들 유전자의 발현 변화는 오염물질에 의한 독성 반응을 평가하는 대표적인 분자지표로 활용되어왔다(Ighodaro and Akinloye, 2018). 본 연구에서 SOD 유전자는 농도 의존적으로 증가하는 양상을 보였으며, 특히 MnSOD는 DCF 4 및 40 mg/L에서 각각 1.64배와 1.51배로 증가를 보였고 가장 높은 DCF 처리 농도에서 CuZnSOD이 1.54배 유의한 발현 증가를 보였다. GPX와 CAT의 또한 통계적으로 유의하지 않지만 농도 의존적으로 그 발현이 증가하는 경향을 나타냈다. SOD는 세포 내에서 first-line defense에 참여하는 항산화 효소로, ROS 축적을 억제하는 동시에 이후 CAT, GPx와 같은 2차 항산화 효소계의 조절을 유도하는 신호 역할을 수행하는 것으로 보고되어 왔다(Ighodaro and Akinloye, 2018;Oviedo-Gómez et al., 2010;Russo et al., 2023).

    이전 연구에서도 유사한 산화 스트레스 및 항산화 유전자 조절 양상이 보고되어 왔다. 예를 들어 단각류 Hyalella azteca에서는 지질과산화 증가와 함께 SOD, CAT, GPx활성이 모두 유의하게 변화하여, 항산화 체계의 변화가 DCF 독성의 조기 손상 지표가 될 수 있음을 보고하였고(Oviedo-Gómez et al., 2010), 물벼룩 C. dubia에서는 μg/L 수준의 DCF에 만성 노출 시켰을 때 MnSOD, CuZnSOD, CAT 유전자 발현 변화와 DNA 손상을 유발하는 것을 보고하였다(Russo et al., 2023). 따라서 본 연구의 결과 DCF가 D. celebensis에서 산화적 스트레스를 유도할 가능성이 있음을 의미한다.

    2.2. 해독 연관 유전자 발현에 미치는 영향

    DCF은 D. celebensis의 Phase I, II, III 전반에 걸친 해독 연관 유전자 발현을 농도 의존적으로 증가시켰다. Phase I에서 는 CYP360A8이 0.4 mg/L와 40 mg/L 농도에서 대조군 대비 각각 1.63배와 1.55배의 증가하였고, CYP361A1 유전자 또한 가장 높은 처리 농도에서 1.52배 유의하게 증가했다. Phase II에서는 GST-sigma가 가장 높은 농도(40 mg/L)에서 대조군 대비 5.31배 증가하여 GST isoform들 중 가장 높은 수준의 발현양을 보였으며, GST-mu와 GST-theta는 동일한 농도에서 각각 1.62배와 1.52배 유의한 발현 증가가 나타났다. 최종적으 로 Phase III 유전자 중에서는 ABCB1-1과 ABCC1-1가 DCF 40 mg/L에서 각각 1.76배와 1.89배 발현이 유의하게 증가했다. 이와 같은 결과는 DCF 노출 시 어류 간 조직에서 ABC transporter 및 해독 효소와 유전자가 동시에 유도된다는 선행 연구와 유사하다. 예를 들어 zebrafish Danio rerio에 μg/ L-mg/L 수준의 DCF 노출 후 GST 및 ABC transporter 활성이 증가하였으며(de Carvalho Penha et al., 2021), 1.2 μg/L 농도의 DCF에 노출된 Nile tilapia Oreochromis niloticus 간 세포에서도 CYP, GST, ABC transporter 계열 유전자들의 동시 다발적인 전사가 유도되었다(Gröner et al., 2015). 특히 이매패류 Mytilus coruscus에서는 ABCC 계열이 다중 외인성 물질 내성(Multi-Xenobiotic Resistance, MXR)의 핵심 수송체로서 작용하여 유해 물질의 체내 축적을 줄인다고 보고된 바 있다(Guo et al., 2020;Deeley et al., 2006). 종합해보면 D. celebensis에서 전반적인 해독 연관 유전자의 상향 조절은 DCF 대사에 참여하는 방어 메커니즘으로 보인다.

    2.3. 탈피 및 생식 연관 유전자의 발현에 미치는 영향

    갑각류에서 탈피호르몬인 ecdysteroid는 절지동물의 성장과 생식에 중요한 역할을 담당한다. Ecdysone은 CYP314a1 산물인 20-monooxygenase에 의한 활성형태의 20-hydroxyecdysone 로 전환되며, 이는 세포내에서 EcR과 ultraspiracle의 heterodimer 와 결합하여 하위 단계에 있는 vitellogenin (VTG)과 같은 유전자 발현을 조절하는 것으로 알려져 있다(Nkoom et al., 2022). DCF에 노출된 D. celebensis에서 CYP314a1와 EcR_B 유전자의 발현 양상이 농도 의존적으로 증가하는 양상을 보였으나 통계적인 유의성은 나타나지 않았다. 선행 연구에 따르면 DCF는 다양한 수생 생물에서 내분비계 교란 물질(Endocrine Disrupting Chemicals)로 작용할 가능성이 제기되어 왔다. 그 예로 담수 물벼룩 D. magna에서는 DCF가 난황단백질 전구체 VTG 유전자 발현을 유도하여 생식 감소를 초래하였으며(Liu et al., 2017), 담수 어류 Oryzias latipes와 Astyanax altiparanae에서도 VTG 유전자발현 변화와 함께 내분비 교란 가능성이 보고된 바 있다 (Lee et al., 2011;Hernández-Zamora et al., 2025). 본 연구 결과는 DCF가 생식에 영향을 미치는 경로를 조절할 수 있는 가능성을 나타내지만, 내분비계 교란물질로서의 잠재성을 제시하기 위해서는 추가 연구가 필요하다.

    결론

    본 연구는 DCF가 해양 생태계 내 비표적 생물인 기수산 물벼룩 D. celebensis에 미치는 생태독성학적 영향과 해독, 항산화, 탈피 및 생식의 분자적 기전을 종합적으로 규명하였다. 급성 독성 평가 결과, D. celebensis에 반수치사 농도는 선행 연구에 보고된 담수 무척추동물의 독성 민감도와 유사한 수준으로 확인 되었다. 반면, 실제 환경 검출 농도를 포괄하는 만성 노출 조건에서는 생존 및 생식 지표에 대한 유의미한 저해 영향은 뚜렷하지 않았다. 유전자 발현 분석 결과는 DCF가 D. celebensis에서 산화적 스트레스를 유도할 가능성을 제시하며, 해독 및 항산화 관련 유전자는 스트레스에 대한 방어에 참여하는 것으로 보인다. 다만 해양 생태계 내 DCF의 잠재적 독성을 보다 잘 이해하기 위해서는 다세대 전이 및 장기간 노출에 따른 생식 관련 유전자 분석 등의 연구가 추가될 필요가 있다.

    Figures

    JMLS-10-2-176_F1.jpg

    Survival rate of Diaphanosoma celebensis exposed to diclofenac (up to 100 mg/L) for (A) 24 h and (B) 48 h.

    JMLS-10-2-176_F2.jpg

    The chronic effects of a 14-day diclofenac exposure (0.002 ‒ 20 mg/L) on the reproductive and life-history parameters of Diaphanosoma celebensis: A) total number of offspring and B) time to first reproduction. Data are presented as mean ± standard deviation (n = 12). Different letters indicate significant differences within the exposure groups (one-way ANOVA, p < 0.05).

    JMLS-10-2-176_F3.jpg

    Transcriptional modulation profiles of detoxification-, antioxidant-, and ecdysteroid signaling-related genes in Diaphanosoma celebensis after 24 h of exposure to diclofenac at concentrations of 0.4, 4, and 40 mg/L.

    Tables

    Summary of the acute toxicity of diclofenac on aquatic organisms

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