동물실험 없이 환경호르몬 독성 평가, 건국대 연구팀이 새 길 열다

나도 안전하게 환경호르몬의 위험을 평가받을 수 있는 시대가 온다. 건국대학교 첨단바이오공학부 도정태 교수 연구팀이 동물 난자나 수정란 없이 줄기세포만으로 만든 ‘인공배반포’를 이용해 환경호르몬 ‘비스페놀 A(BPA)’의 배아 독성을 평가하는 새로운 플랫폼 개발에 성공했다. 이 획기적인 연구 성과는 환경 분야의 권위 있는 국제학술지 ‘Environment International’ 10월 1일자 온라인판에 실렸으며, 생물학연구정보센터(BRIC)가 선정하는 ‘한국을 빛낸 사람들(한빛사)’ 논문으로도 이름을 올렸다.

이제 우리는 ‘비스페놀 A’라는 이름이 낯설지 않다. 플라스틱 용기, 식기, 물병, 통조림 내부 코팅, 심지어 영수증에서도 발견되는 이 물질은 우리 일상에 깊숙이 자리 잡고 있으며, 생식 및 발달 과정에 부정적인 영향을 줄 수 있다는 우려가 꾸준히 제기되어 왔다. 기존의 환경호르몬 독성 평가는 배아와 태아에 미치는 영향을 알아보기 위해 반드시 동물실험을 거쳐 난자나 수정란을 채취해야 하는 번거로움과 윤리적인 문제를 안고 있었다.

하지만 건국대 연구팀은 이러한 한계를 극복했다. 연구팀은 동물 난자나 수정란을 전혀 사용하지 않고, 오직 줄기세포만을 이용해 ‘인공배반포’를 제작하는 데 성공했다. 이 인공배반포를 활용하여 환경호르몬인 비스페놀 A가 배아 발달에 어떤 영향을 미치는지 분석한 결과, 비스페놀 A가 인공배반포의 형성 과정과 체외에서의 착상 과정 모두를 억제한다는 사실을 밝혀냈다. 더 나아가 이러한 독성 작용의 주요 원인이 세포 내 활성산소(ROS)의 증가로 인한 산화 스트레스라는 점도 명확히 규명했다. 흥미로운 점은 항산화제인 글루타치온(GSH)을 처리했을 때 활성산소 증가가 억제되었고, 배반포 형성 및 착상 효율 역시 회복되었다는 사실이다.

건국대학교 도정태 교수는 이번 연구가 “동물 난자를 사용하지 않고도 초기 배아 발달 단계에서의 독성을 평가할 수 있다는 점에서 윤리적, 과학적으로 매우 큰 의미를 지닌다”고 강조했다. 또한 “향후에는 환경호르몬뿐만 아니라 다양한 인체 유해 물질에 대한 비임상 독성 평가 및 생식독성 연구를 대체할 수 있는 플랫폼으로 발전할 것”이라는 기대를 밝혔다.

이번 연구는 환경호르몬 등 유해 물질의 독성 평가를 위한 동물실험 대체 기술 개발에 있어 새로운 전환점이 될 것으로 평가받고 있다. 이는 생식의학 분야는 물론 환경과학 분야에서도 폭넓게 활용될 수 있는 잠재력을 가지고 있다.

본 연구는 건국대 첨단바이오공학부의 강유경, 이예지 석사과정생이 공동 제1저자로 참여했으며, 도정태 교수가 교신저자로서 연구 전반을 이끌었다. 연구 수행은 과학기술정보통신부 중견연구자지원사업과 농림식품기술기획평가원 고부가가치식품기술개발사업의 지원을 받았다.