식품·화장품 속 나노입자, 태아 뇌 발달에 부정적 영향

생명연구원-안전성연구원 공동연구로 규명
오가노이드 연구서 확인, 뇌 발달 과정 교란 가능성 제시

ⓒ뉴시스

식품·화장품 속의 나노입자가 태아 뇌 발달에 부정적 영향을 끼친다는 연구결과가 제시됐다.

한국생명공학연구원은 줄기세포융합연구센터 이미옥 박사팀이 국가독성과학연구소 이향애 박사팀과 공동으로 인간 줄기세포 유래 뇌 오가노이드를 활용해 인간 뇌 발달 초기과정에서의 변화를 분석, 실리카 나노입자가 미치는 영향을 규명하는 데 성공했다 8일 밝혔다.

나노물질은 식품을 고르게 섞거나 화장품을 부드럽게 만들고 의약품의 효과를 높이는 데 활용되며 실리카 나노입자 역시 식품첨가물을 비롯해 화장품과 산업 소재 등 다양한 제품에 널리 사용되고 있다.

나노물질은 크기가 매우 작아 우리 몸의 방어벽을 비교적 쉽게 통과할 수 있고 일부는 태반을 지나 태아에게 전달될 가능성도 보고돼 왔다.

그동안 해당 연구는 동물실험이나 단순한 세포실험에 의존해 실제 사람의 뇌 발달과정에서 일어나는 복잡한 변화를 직접 확인하는 데 한계가 있었다.

이번에 공동연구팀은 실제 장기구조와 발달과정을 재현할 수 있는 뇌 오가노이드를 활용, 도파민 신경세포가 자라며 작은 환경변화에도 민감한 ‘중뇌’에 대한 연구를 진행했다.

뇌 오가노이드가 자라는 초기단계에 실리카 나노입자를 노출한 결과, 세포가 대량으로 죽거나 사라지는 등 외형적으로 뚜렷한 이상은 관찰되지 않았지만 뇌의 바탕이 되는 세포들의 증식이 줄어들고 도파민 신경세포로 자라는 과정이 약해지는 변화가 확인됐다.

또 뇌 발달과정에 중요한 역할을 하는 세포 간 신호전달과 신경세포 간 소통이 전반적으로 약해졌고 그 결과 신경세포들이 서로 충분히 연결되지 못하는 변화도 관찰됐다.

이와 함께 뇌를 보호하는 역할을 하는 세포들이 필요 이상으로 활성화되면서 염증과 관련된 신호가 증가하는 현상도 확인됐다.

이런 변화들은 나노입자가 즉각적인 뇌 손상을 일으키지는 않지만 시간이 지나면서 뇌 발달의 흐름에 영향을 미칠 수 있는 지속적인 변화로 작용할 수 있다는게 연구팀의 설명이다.

식품·화장품·환경 분야에서 나노물질의 안전성을 평가할 때 성인뿐 아니라 태아와 어린이처럼 발달단계에 있는 사람들에 대한 고려가 필요함을 보여주는 이번 연구 결과는 환경위해성 분야 국제 저명학술지 ‘Journal of Hazardous Materials’’ 지난 1일 게재됐다.

이미옥 박사는 “이번 연구는 일상에서 사용하는 물질이 세포를 죽이지 않더라도 사람의 뇌가 자라는 과정에는 영향을 줄 수 있다는 점을 보여준다”며 “사람의 발달단계를 반영한 정밀한 안전성 평가가 앞으로 더욱 중요해질 것”이라고 말했다.

[대전=뉴시스]