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[IT뉴스]독성연, 미니 심장 이용해 타이어 오염물질 독성 규명

온카뱅크관리자

2025-12-29 11:37:34

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 국가독성과학연구소(독성연) 연구진. (앞줄 왼쪽부터) 박지혜 연구원, 현성애 선임연구원, (뒷줄 왼쪽부터) 강선웅 책임연구원, 가민한 책임연구원. 독성연 제공
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 미니 장기를 이용해 타이어 유래 오염물질이 사람의 심장 조직에 일으키는 변화를 확인할 수 있는 방법이 제시됐다. 환경오염 물질이 인체 심장 조직에 미치는 영향을 평가할 수 있는 새로운 인체 생리 기반 연구모델을 제시했다는 평가다. 
 국가독성과학연구소(독성연)은 현성애 융합독성연구센터 선임연구원팀이 인체 유래 심장 오가노이드를 활용해 타이어 고무 산화방지제로 알려진 화학물질 '6PPD'의 심장 독성을 규명했다고 29일 밝혔다. 오가노이드는 줄기세포로부터 만들어지는 실제 장기를 닮은 3차원 세포 집합체이자 장기 유사체를 의미한다. 
 6PPD는 고무 산업에서 널리 사용되는 강력한 산화방지제로 오존과 열화로부터 고무 제품을 보호하는 역할을 한다. 차량 운행 시 타이어 마모 과정을 통해 미세입자 형태로 지속적으로 환경 중에 방출돼 인체 노출 가능성이 꾸준히 증가하고 있다. 문제는 6PPD가 인간의 심혈관계에 어떤 영향을 미치는지는 거의 알려지지 않았다는 점이다. 
 연구팀은 유도만능줄기세포로부터 작은 심장 모형인 심장 오가노이드를 만들어 실험을 진행했다. 오가노이드를 일정 시간 동안 6PPD에 노출시키고 심장 세포의 생존율 감소 및 세포사멸 증가 양상을 확인했다. 심장의 전기생리학적 기능을 평가한 결과 6PPD 노출에 의해 심장 박동수가 증가하고 전기적 신호 전달에 이상이 발생한다는 사실을 확인했다.
 이런 독성 기전을 규명하기 위해 유전자 발현을 분석한 결과 저농도 노출 시에는 심장 수축 기능 및 발달을 억제하는 유전자가 발현했다. 반면 고농도 노출 시에는 세포 스트레스 반응 및 프로그램된 세포 사멸 활성화 관련 유전자 발현이 증가했다.
 이번 결과는 우리가 일상에서 접할 수 있는 화학물질이 심장 세포의 기능을 예민하게 교란할 수 있음을 보여주는 연구 성과로 평가된다. 또한 기존의 세포 생존율 중심의 독성평가 기준보다 기능 중심의 새로운 독성평가 패러다임이 필요하다는 사실을 보여준다. 
 연구에 활용된 인간 유래 심장 오가노이드는 기존의 제브라피쉬나 설치류 등 동물실험 모델과 비교해 인체 생리학적 반응을 더 충실히 모사할 수 있다는 장점이 있다. 동물실험을 대체할 수 있는 유효한 평가 도구인 것이다. 연구팀은 연구성과가 단순한 실험실 수준의 발견을 넘어 실제 환경 위해성 평가 및 정책 수립에도 중요한 과학적 근거를 제공할 것으로 기대하고 있다. 
 현성애 선임연구원은 “연구는 타이어 유래 오염물질이 사람의 심장 조직에 어떤 변화를 일으키는지를 인체 기반 모델로 직접 규명했다는 점에서 매우 의미가 크다”며 “앞으로는 실질적인 인체 노출 시나리오를 반영한 추가 연구를 진행할 계획”이라고 말했다. 
 연구결과는 독성학 분야 국제 학술지인 '생태독성학과 환경 안전(Ecotoxicology and Environmental Safety)'에 12월 게재됐다. 
 연구팀은 앞으로 저농도·장기 노출 모델과 오가노이드 성숙화 기술을 결합해 실제 인체 반응에 근접한 정밀 독성평가 체계를 구축해 나갈 예정이다.
 &lt;참고자료&gt;
 -https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014765132501841X
 [이채린 기자 rini113@donga.com]
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