Thyroid hormone disruption potentials of 6:2 fluorotelomer alcohol (6:2 FTOH) in larval and adult zebrafish (Danio rerio)

Abstract

6:2 fluorotelomer alcohol (6:2 FTOH) is used as alternatives to PFOA, which is well known for toxicity effects. While there is a growing concern about the potential adverse health concerns of alternative PFASs, little is known about the thyroid disrupting effects in aquatic organisms. This study investigated adverse effects of 6:2 FTOH in thyroid system and possible mechanisms using embryo-larval and adult male zebrafish (Danio rerio). Five thyroid hormones (tT3, tT4, fT3, fT4, and TSH) and related gene expression were analyzed using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR).

6:2 FTOH significantly decreased thyroid hormone levels in zebrafish larvae. Gene expressions associated with thyroid hormone regulation, synthesis, and transport (trh, trhr, tshβ, trα, trβ, tg, and ttr) were decreased. Gene expressions related to thyroid hormone metabolism (ugt1ab and sult1st5) were increased in an chemical exposed group.

In adult zebrafish, 6:2 FTOH significantly increased tT3 and fT3 levels. Gene expression in adult male zebrafish liver resulted in decreased gene expression related to metabolism and transport of thyroid hormones (sult1st5, dio1, dio2, and ttr).

This study demonstrates that 6:2 FTOH have a potential for thyroid hormone disruption by interfering regulation, synthesis, transport and metabolism of thyroid hormones. Further studies are needed to investigate the additional mode of action of thyroid hormone disruption and related health effects due to 6:2 FTOH.

6:2 fluorotelomer alcohol (6:2 FTOH)은 유해성이 잘 알려진 PFOA를 대체하여 사용되는 신종 과불화화합물이다. 대체 과불화화합물의 잠재적 건강 악영향에 대한 우려가 커지고 있지만, 갑상선 교란 영향에 대한 연구가 매우 부족하다. 따라서, 본 연구에서는 제브라피시 (Danio rerio) 배아-치어와 수컷 성어를 이용하여 6:2 FTOH의 갑상선 교란 영향을 조사하였다. 본 연구에서는 enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)와 quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) 기법을 이용하여 다섯 종류의 갑상선 호르몬 (tT3, tT4, fT3, fT4 및 TSH)과 관련 유전자 발현을 분석하였다.

6:2 FTOH는 제브라피시 치어에서 통계적으로 유의한 수준으로 갑상선 호르몬 수치를 감소시켰다. 또한, 갑상선 호르몬 조절, 합성, 수송 관련 유전자 (trh, trhr, tshβ, trα, trβ, tg 및 ttr) 발현을 감소시켰다. 반면, 일부 농도 군에서 갑상선 호르몬 대사 관련 유전자 (ugt1ab 및 sult1st5) 발현을 증가시켰다.

6:2 FTOH는 제브라피시 성어에서 통계적으로 유의한 수준으로 tT3와 fT3 수치를 증가시켰고, 간에서 갑상선 호르몬 대사와 수송에 관련된 유전자 (sult1st5, dio1, dio2 및 ttr) 발현을 감소시켰다.

본 연구 결과는 6:2 FTOH가 갑상선 호르몬 조절, 합성, 수송 및 대사 기전을 방해하여 갑상선 교란 가능성이 있음을 시사한다. 6:2 FTOH로 인한 갑상선 교란 영향과 관련 건강 영향을 확인하기 위한 추가 연구가 필요할 것이다.