기존엔 동물실험만 가능…인간 줄기세포 이용한 실험결과 나와
식품과 생활용품 등에 두루 쓰이는 각종 화학 물질들이 인체에 호르몬 이상과 비만 등의 문제를 일으키는 것이 생물학적 수준에서 규명됐다.
그동안 이런 화학물질의 유해성은 섭취(또는 노출)된 사람들과 비섭취자 간 특정 질병 등의 발생률을 비교하는 역학적 조사로만 알 수 있었다.
사람을 대상으로 임상시험할 수는 없어 특정 화학물질이 내분비교란 등 여러 문제를 일으킨다는 생물학적 직접 증거는 동물실험결과들에 의존해야 하는 한계가 있었다.
미국 세다-시나이 재생의학연구소 드루브 새린 교수 팀은 인체의 만능 줄기세포를 활용, 흔히 쓰이는 특정 화학물질이 사람에게도 호르몬 이상과 비만을 일으킨다는 사실과 그 작용 과정을 처음으로 규명했다.
새린 교수팀이 이번에 시험한 화학물질은 3가지다. 하나는 시리얼 등 식품의 산화 방지 및 영양소 파괴를 막고 식용유 등 지방 산패 방지를 위해 쓰는 부틸 히드록시 톨루엔(BHT)이다.
다른 하나는 프라이팬과 종이컵 등 음식용기 코팅제, 화장품과 샴푸 첨가제, 반도체 세척용으로 쓰이는 퍼플루오로옥타노애시드(PFOA)다. 또 페인트, 플라스틱, 포장용기 등의 첨가원료인 트리부틸틴(TBT)도 검사했다.
연구팀은 성인의 혈액 세포를 유전자 재프로그래밍해 유도만능줄기세포로 바꾼 다음 이를 내장벽 조직인 상피조직과 식욕 및 대사에 관여하는 뇌 부위인 시상하부의 신경조직으로 성장시켰다.
이 조직들을 BHT, PFOA, TBT에 각각 또는 동시에 노출시키고 세포 내 변화를 관찰했다. 그 결과 소화기와 뇌 간 연락신호를 담당하는 호르몬에 교란이 일어났으며 미토콘드리아가 손상됐다.
식사할 때 '배가 부르다'는 신호를 소화기에서 뇌에 보내는 이 신호체계가 고장 나거나 약화하면 계속 더 먹게 되고 결과적으로 체중이 늘어나게 된다.
음식 속 영양소와 산소를 결합해 에너지를 생산하고 신체 대사활동을 일으키는 미토콘드리아가 손상되면 대사 장애 등 여러 문제가 일어난다.
3가지 물질 중에선 BHT의 유해성이 가장 컸으며 동시에 투여하면 교란 및 손상 효과가 상승작용을 일으키며 훨씬 커졌다.
화학적 손상이 초기 단계 '젊은 세포'에서부터 일어났기 때문에 손상된 호르몬 체계는 임신부와 태아에게도 악영향을 미칠 수 있음을 보여준다고 연구팀은 설명했다. 또 만연한 호르몬 장애와 비만의 중요 원인 중 하나를 시사한다.
무엇보다 이번 개발한 방법은 앞으로 수만 가지 화학물질이 인체에서 어떤 작용을 하는지를 신속·간편하고 값싸게 평가하는 데 활용될 여지가 있어 주목된다.
이 연구결과는 학술지 '네이처 커뮤니케이션'에 실렸다.
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그동안 이런 화학물질의 유해성은 섭취(또는 노출)된 사람들과 비섭취자 간 특정 질병 등의 발생률을 비교하는 역학적 조사로만 알 수 있었다.
사람을 대상으로 임상시험할 수는 없어 특정 화학물질이 내분비교란 등 여러 문제를 일으킨다는 생물학적 직접 증거는 동물실험결과들에 의존해야 하는 한계가 있었다.
미국 세다-시나이 재생의학연구소 드루브 새린 교수 팀은 인체의 만능 줄기세포를 활용, 흔히 쓰이는 특정 화학물질이 사람에게도 호르몬 이상과 비만을 일으킨다는 사실과 그 작용 과정을 처음으로 규명했다.
새린 교수팀이 이번에 시험한 화학물질은 3가지다. 하나는 시리얼 등 식품의 산화 방지 및 영양소 파괴를 막고 식용유 등 지방 산패 방지를 위해 쓰는 부틸 히드록시 톨루엔(BHT)이다.
다른 하나는 프라이팬과 종이컵 등 음식용기 코팅제, 화장품과 샴푸 첨가제, 반도체 세척용으로 쓰이는 퍼플루오로옥타노애시드(PFOA)다. 또 페인트, 플라스틱, 포장용기 등의 첨가원료인 트리부틸틴(TBT)도 검사했다.
연구팀은 성인의 혈액 세포를 유전자 재프로그래밍해 유도만능줄기세포로 바꾼 다음 이를 내장벽 조직인 상피조직과 식욕 및 대사에 관여하는 뇌 부위인 시상하부의 신경조직으로 성장시켰다.
이 조직들을 BHT, PFOA, TBT에 각각 또는 동시에 노출시키고 세포 내 변화를 관찰했다. 그 결과 소화기와 뇌 간 연락신호를 담당하는 호르몬에 교란이 일어났으며 미토콘드리아가 손상됐다.
식사할 때 '배가 부르다'는 신호를 소화기에서 뇌에 보내는 이 신호체계가 고장 나거나 약화하면 계속 더 먹게 되고 결과적으로 체중이 늘어나게 된다.
음식 속 영양소와 산소를 결합해 에너지를 생산하고 신체 대사활동을 일으키는 미토콘드리아가 손상되면 대사 장애 등 여러 문제가 일어난다.
3가지 물질 중에선 BHT의 유해성이 가장 컸으며 동시에 투여하면 교란 및 손상 효과가 상승작용을 일으키며 훨씬 커졌다.
화학적 손상이 초기 단계 '젊은 세포'에서부터 일어났기 때문에 손상된 호르몬 체계는 임신부와 태아에게도 악영향을 미칠 수 있음을 보여준다고 연구팀은 설명했다. 또 만연한 호르몬 장애와 비만의 중요 원인 중 하나를 시사한다.
무엇보다 이번 개발한 방법은 앞으로 수만 가지 화학물질이 인체에서 어떤 작용을 하는지를 신속·간편하고 값싸게 평가하는 데 활용될 여지가 있어 주목된다.
이 연구결과는 학술지 '네이처 커뮤니케이션'에 실렸다.
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