국가독성과학연구소(KIT)는 융합독성연구센터 가민한 박사 연구팀이 사람 줄기세포로 만든 대뇌 오가노이드(미니 뇌)를 이용해 대표적인 PFAS(과불화화합물) 대체물질인 GenX의 발달신경독성을 규명했다고 12일 밝혔다.

PFAS는 뛰어난 발수·발유 성능으로 다양한 산업과 생활제품에 널리 사용되고 있지만, 환경에 잘 분해되지 않고 체내에 축적되는 특성 때문에 세계적으로 규제가 강화되고 있다.

GenX는 기존 PFAS를 대체하기 위해 개발된 과불화화합물(PFAS) 계열의 물질이지만 주로 제조시설에서 배출돼 하천·지하수·토양·대기 등 환경을 오염시키고, 오염된 식수와 농·축·수산물 섭취 등을 통해 인체에 간접 노출될 수 있다.

연구팀은 대뇌 오가노이드에 GenX를 지속해 노출한 결과, 오가노이드 크기가 최대 35% 감소하고 신경전구세포 증식과 신경세포·성상교세포 생성이 저해되는 것을 확인했다.

흥분성·억제성 시냅스도 모두 감소했으며, 다중전극어레이(MEA) 분석에서는 신경세포의 자발적 전기활동과 동기화도 감소해 정상적인 신경망 형성과 기능이 함께 저하되는 것으로 나타났다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 오가노이드가 작아진 원인이 세포사멸 때문으로 추정했지만, 정밀 분석한 결과 GenX는 세포를 죽이는 것이 아니라 뇌가 성장하는 과정 자체를 억제한다는 사실을 확인했다.

이번 연구는 동물실험 대신 사람 줄기세포로 만든 대뇌 오가노이드를 활용해 발달 신경독성을 다각도로 평가, 차세대 대체시험법(NAMs)의 활용 가능성을 제시했다고 연구팀은 덧붙였다.

또 PFAS 대체물질도 새로운 위해성을 가질 수 있음을 보여줘 향후 화학물질 안전성 평가와 국제 시험 가이드라인 개발의 과학적 근거로 활용될 것으로 기대하고 있다.

현성애 박사는 "국제적으로 활용할 수 있는 표준화된 시험체계를 구축해 신규 화학물질의 안전성을 보다 빠르고 정확하게 평가할 수 있도록 연구를 이어가겠다"고 말했다.