우리 연구진이 줄기세포로부터 만든 장기 유사체, '오가노이드'로 타이어 유래 오염물질이 사람 심장 조직에 일으키는 변화를 확인했다.
국가독성과학연구소(소장 허정두)는 현성애 융합독성연구센터 박사팀이 오가노이드를 활용해 타이어 고무 산화방지제로 알려진 화학물질 '6PPD'의 심장 독성을 규명했다고 29일 밝혔다.
6PPD는 차량 운행 시 타이어가 마모되면서 미세입자 형태로 지속적으로 방출된다. 인체 노출 가능성이 꾸준히 증가하지만, 인간 심혈관계에 어떤 영향을 미치는지는 거의 알려지지 않았다.
연구팀은 유도만능줄기세포로부터 심장 오가노이드를 만들어 실험을 진행했다. 오가노이드를 일정 시간 6PPD에 노출시키고, 심장 세포 생존율 감소 및 세포사멸 증가 양상을 확인했다. 심장 전기생리학적 기능을 평가한 결과, 6PPD 노출에 의해 심장 박동수가 증가하고, 전기적 신호 전달에 이상이 발생한다는 사실을 확인했다.
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 증가하는 것으로 나타났다.
또 연구에 활용된 인간 유래 심장 오가노이드는 기존 제브라피쉬나 설치류 등 동물실험 모델과 비교해 인체 생리학적 반응을 더 충실히 모사할 수 있다는 장점이 있다. 이에 동물실험을 대체할 수 있는 유효한 평가 도구로써 주목받고 있다.
현성애 박사는 “이번 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 밝혔다.
이 연구는 독성학 분야 상위 10% 이내의 국제 학술지 Ecotoxicology and Environmental Safety에 12월 게재됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
