미니 뇌 크기 최대 35% 감소…신경세포·신경망 형성도 저해
연구진 “PFAS 대체물질도 새로운 위해성 가질 수 있어”

방수·방오 제품과 각종 산업 분야에 널리 사용돼 온 PFAS(과불화화합물)를 대신하기 위해 개발된 ‘GenX’가 뇌 발달에 영향을 줄 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

이는 기존 PFAS의 대안으로 주목받았던 GenX 역시 독성 문제에서는 자유롭지 못하다는 것을 보여준다.

PFAS(과불화화합물)의 대안으로 주목받았던 GenX도 독성 문제에서 자유롭지 못하다는 연구 결과가 나왔다. 생성형 AI로 만든 이미지

국가독성과학연구소(KIT) 융합독성연구센터 가민한 박사 연구팀은 사람 줄기세포로 만든 대뇌 오가노이드를 이용해 PFAS 대체물질인 ‘GenX’의 발달신경독성을 분석한 결과 이 같은 사실을 확인했다고 12일 밝혔다.

PFAS는 물이나 기름이 잘 스며들지 않도록 하는 성질 때문에 다양한 산업과 생활제품에 널리 사용돼 온 화학물질이다. 하지만 자연에서 잘 분해되지 않고 환경에 오래 남을 수 있어 전 세계적으로 사용을 줄이려는 움직임이 이어지고 있다.

GenX는 기존 PFAS를 대체하기 위해 개발된 물질이다. 하지만 이 물질 역시 제조시설에서 배출돼 하천·지하수·토양·대기 등을 오염시킬 수 있으며, 오염된 물이나 식품 등을 통해 사람에게 노출될 가능성이 있다.

연구팀은 GenX가 사람의 뇌 발달에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 사람 줄기세포로 ‘미니 뇌’를 만들었다. 대뇌 오가노이드라고 불리는 이 조직은 실제 사람의 뇌와 똑같지는 않지만 뇌세포가 만들어지고 서로 연결되는 과정을 일부 재현할 수 있다.

연구 요약. 국가독성과학연구소

연구팀이 이 미니 뇌를 GenX에 지속적으로 노출한 결과 눈에 띄는 변화가 나타났다. 미니 뇌의 크기가 최대 35% 줄었고, 뇌세포를 만들어내는 과정도 제대로 이뤄지지 않았다.

신경세포와 이를 돕는 세포의 생성이 줄었으며, 신경세포끼리 신호를 주고받는 연결도 감소했다. 실제로 신경세포의 전기적 활동을 측정한 결과 서로 신호를 주고받는 활동도 떨어지는 것으로 나타났다.

연구팀은 처음에는 미니 뇌가 작아진 이유가 세포가 죽었기 때문일 가능성을 살펴봤지만, 분석 결과 세포가 대량으로 죽은 것이 아니라 뇌가 자라는 과정 자체가 방해받은 것으로 확인했다.

이번 연구는 기존 PFAS를 대신하기 위해 개발된 대체물질 역시 새로운 위해성을 가질 수 있다는 점을 보여준다는 데 의미가 있다.

특히 동물실험 대신 사람 줄기세포로 만든 대뇌 오가노이드를 활용해 화학물질이 사람의 뇌 발달에 미치는 영향을 확인했다는 점에서도 의미가 있다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 이번 연구 결과가 향후 화학물질 안전성 평가와 국제적인 시험 가이드라인 개발을 위한 과학적 근거로 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

현성애 박사는 “국제적으로 활용할 수 있는 표준화된 시험체계를 구축해 신규 화학물질의 안전성을 보다 빠르고 정확하게 평가할 수 있도록 연구를 이어가겠다”고 말했다.

이승구 온라인뉴스 기자 [e-mail]