PFAS 대체물질 GenX, 뇌 발달 저해 신호 확인

국가독성과학연구소(KIT) 연구진이 사람 배아줄기세포로 제작한 대뇌 오가노이드인 ‘미니 뇌’를 이용해 GenX의 발달신경독성을 확인했다. 신경세포의 형성과 성숙 과정에서 GenX에 지속적으로 노출된 오가노이드는 크기가 최대 35% 줄었으며, 신경세포와 시냅스 형성뿐 아니라 신경망 기능도 함께 저하됐다.

세포사멸에서는 뚜렷한 차이가 없었지만 증식성 신경전구세포가 최대 26% 감소해 세포 증식과 뇌 성장 과정이 억제된 것으로 나타났다. 신경세포 표지자 NeuN은 최대 55.6%, 성상교세포 표지자 GFAP는 82.7%, 심부층 피질신경세포 표지자 CTIP2는 80.7% 감소했다. 흥분·억제성 시냅스 표지자와 주요 시냅스 단백질도 줄었고, 다중전극어레이 분석에서는 자발적 전기활동과 동기화가 현저히 떨어졌다.

전사체 분석에서는 축삭 유도와 시냅스 조립, 신경전구세포 유지에 관여하는 DSCAML1·WNT7A·SEMA4A·FABP7의 발현이 감소한 반면 산화스트레스 관련 유전자는 증가했다. 연구진은 GenX가 신경발달 신호를 교란하면서 산화스트레스를 일으켜 신경발달에 영향을 줄 가능성이 있다고 판단했다. GenX는 체내에 축적되고 자연에서 잘 분해되지 않는 PFAS 계열의 PFOA 등을 대체하려고 개발됐지만, 인체 안전성에 관한 과학적 근거는 충분하지 않았다.

이번 연구는 동물실험 대신 사람 유래 대뇌 오가노이드를 사용해 형태와 세포, 시냅스, 전기생리, 유전자 발현 수준을 종합 평가했다. 규제 물질을 다른 화학물질로 바꾸는 과정에서 새로운 위해성이 생기는 ‘유감스러운 대체’ 가능성도 제기했다. 연구 결과는 지난달 국제학술지 ‘Materials Today Bio’에 실렸으며, 신규 화학물질 안전성 평가와 동물대체시험법 개발, OECD 시험 가이드라인 및 국제 표준화에 활용될 가능성이 있다. 연구진은 국제적으로 쓸 수 있는 표준 시험체계 구축을 위한 연구를 이어갈 계획이다.