나노기술 및 정책 정보

• 목록

새로 개발한 화장품이 인체나 환경에 어떤 영향을 줄지 물고기 미니 장기로 먼저 시험할 수 있는 방법이 개발됐음. 기존 시험 방법보다 간단하면서도 정확도는 같아 국내 산업의 경쟁력 강화에도 도움이 될 것으로 기대됨.

한국과학기술연구원(KIST)은 “독일 KIST 유럽연구소의 환경안전성연구단 김용준 단장 연구진이 미국 일리노이대 공현준 교수와 공동으로 어류인 제브라피쉬의 간을 모사한 오가노이드(organoid, 미니장기)로 화학물질의 환경에 대한 장기적 독성과 유해성을 평가할 수 있는 방법을 개발했다”고 15일 밝혔음. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘환경 과학과 기술’ 최신호에 실렸음.

◇인간과 유전자 90% 같은 제브라피시 이용

화장품처럼 새로 개발한 화학물질로 만든 제품은 인체와 환경에 대한 독성 시험을 통과해야 유통될 수 있음. 화학물질의 환경 독성 평가는 물벼룩, 녹조, 물고기인 제브라피쉬 세 가지를 대상으로 시험함. 그 중 몸길이 5㎝의 열대어인 제브라피쉬는 인간과 유전자가 90% 이상 같아 실험동물로 인기가 높음. 하지만 최근 척추동물에 대한 실험을 두고 윤리 논란이 있어 보건당국의 허가를 받아야만 실험할 수 있음.

연구진은 실험 허가 절차가 복잡한 제브라피쉬 대신 줄기세포로 만든 미니장기인 간 오가노이드를 이용했다. 기존에는 줄기세포를 젤리 형태의 물질인 콜라겐에 넣어 배양했음. 이 경우 간세포에 섬유화가 일어나 비텔로제닌이 제대로 나오지 않았음. 비텔로제닌 암컷에서만 나오는 생체물질이어서 내분비계를 교란시키는 환경호르몬의 영향을 알아보기에 적합함. 환경호르몬이 여성호르몬인 에스트로겐과 같은 성질을 갖기 때문임.

연구진은 콜라겐에 고분자물질인 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 섞어 뼈대를 만들고, 여기서 간세포들이 스스로 결합하고 조립되도록 했음. 그러자 간 오가노이드에서 비탈로제닌이 제대로 나와 6주 이상 장기적 영향을 평가할 수 있었다고 연구진은 밝혔음.

미니 간을 활용하면 제브라피쉬를 대상으로 직접 시험한 것과 유사한 결과를 얻을 수 있어 윤리적 문제가 있는 동물실험을 대체할 수 있을 것으로 기대됨. 특히 연구진이 개발한 제브라피쉬 간세포의 3차원 생체모사 시스템을 활용하면, 내분비 장애 물질이 환경에 미치는 장기적 영향을 단시간에 평가할 수 있음.

공동 연구진을 이끈 김용준 단장은 “글로벌 수준의 동물 대체 독성평가 기술을 확보해 국내 기술 이전을 위한 기반을 마련하는 것이 단기적인 목표”라며 “앞으로 다양한 내분비 장애 물질이 환경에 미치는 영향을 분석할 수 있는 새로운 대체 시험법을 개발하는 데 주력할 예정이다”라고 밝혔음.