식품·화장품 속 나노입자, '태아 뇌 발달' 교란

식품과 화장품 등에 섞인 나노입자가 태아의 뇌 발달을 방해하는 교란 작용을 유발할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

한국생명공학연구원은 줄기세포융합연구센터 이미옥 박사 연구팀이 국가독성과학연구소 이향애 박사팀과 공동연구를 진행해 실리카 나노입자가 인간의 뇌 발달 초기 과정에 미치는 영향을 규명하는 데 성공했다고 8일 밝혔다.

그간에도 나노물질 일부는 태반을 지나 태아에게 전달될 가능성이 보고돼 왔다. 성인에게는 별다른 영향을 주지 않더라도 뇌 발달이 진행 중인 태아, 영유아에게는 영향을 줄 수 있다는 우려였다.

하지만 동물모델, 평면적 세포 실험으로는 나노물질이 실제 사람의 뇌 발달 과정에 미치는 영향을 직접 확인하는 데 한계가 따랐다.

이에 공동연구팀은 기존 동물·세포실험으로는 확인하기 어렵던 인간 뇌 발달 초기 과정에서의 변화를 인간 줄기세포에서 유래한 뇌 오가노이드를 통해 분석했다.

뇌 오가노이드가 자라는 초기 단계에 실리카 나노입자를 노출했을 때는 세포가 대량으로 죽거나 사라지는 외형적 이상은 관찰되지 않았다. 다만 뇌의 바탕이 되는 세포 증식이 줄어들고 도파민 신경세포로 자라는 과정이 약해지는 변화가 확인됐다.

또 뇌 발달 과정에서 중요한 역할을 하는 세포 간 신호 전달과 신경세포 간 소통이 전반적으로 약해지고 이 때문에 신경세포가 서로 충분히 연결되지 못하는 변화를 관찰할 수 있었다. 뇌를 보호하는 역할을 하는 세포가 필요 이상으로 활성화되면서 염증과 관련된 신호가 증가하는 현상도 이번 연구에서 확인됐다.

이러한 변화는 즉각적인 손상을 일으키지는 않지만, 시간이 지날수록 뇌 발달의 흐름에 영향을 미치는 '조용하지만 지속적인 변화'로 작용할 수 있다.

같은 맥락에서 이번 연구는 나노물질의 영향이 단순히 세포 사멸 여부의 문제가 아니라 뇌가 자라는 과정 자체를 미세하게 변화시킬 수 있음을 확인, 사람의 뇌 발달을 닮은 모델로 나노물질에 따른 변화를 직접 규명했다는 점에서 의미를 갖는다.

이미옥 박사는 "이번 연구는 일상에서 사용하는 물질이 세포를 죽이지 않더라도 사람의 뇌가 자라는 과정에는 영향을 줄 수 있다는 점을 보여준다"며 "이를 계기로 사람의 뇌 발달 단계를 반영한 정밀한 안전성 평가가 앞으로 더 중요해질 것"이라고 말했다.

한편 이번 연구 결과(논문)는 지난 1일 환경 위해성 분야 국제 학술지 'Journal of Hazardous Materials'에 게재됐다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr

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