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과불화화합물 종류에 따라 뇌에 다른 영향 미쳐

-과불화화합물 노출에 따른 신경세포의 변화 -

□ 안전성평가연구소(KIT)는 과불화화합물 종류에 따라 뇌의 신경세포 사멸, 신경세포의 구조 및 신경세포간 신호전달 기능에 각기다른 변화를 유발할 수 있다고 밝혔다.

□ 과불화화합물은 주방용품, 테이크아웃 커피잔, 식품 포장용기 등 다양한 소비재에 사용되어 일상 속에서 쉽게 노출이 되는 화학 물질이다. 이러한 과불화화합물은 화학적으로 완전히 분해되지 않고 환경과 생체 내에 오래 잔류하는 특징을 가지고 있어 호르몬 이상, 암 위험 증가 등 다양한 질병을 유발하는 물질로 보고되어 있다.

□ 유전체손상연구그룹 가민한 박사 연구팀은(현성애 박사, 고문이 연구원) 초대배양 피질 신경세포(Primary cortical neurons)가 과불화화합물에 노출되었을 때, 뇌 신경세포의 형태학적 변화가 유발되고, 신경세포의 신호전달과 네트워크 기능이 영향 받는다는 사실을 확인하였다. 또한, 전사체 분석을 통해 과불화화합물의 종류에 따라 신경세포에 미치는 영향에 차이가 있음을 알아냈다.

□ 이번 연구에서 주로 관찰한 과불화합물은 탄소사슬이 각각 7개, 8개인 과불화헵탄산(perfluoroheptanoic acid, PFHpA), 과불화옥탄산(Perfluorooctanoic acid, PFOA) 두 종류이다.

□ 과불화헵탄산은 신경세포의 수상돌기 가지(Dendritic spine)의 수를 증가시키고 억제성/흥분성 신경세포의 불균형을 유발한 반면, 과불화옥탄산은 오히려 신경세포의 수상돌기 가지의 수를 감소시키고, 세포독성을 유발하여 신경세포를 사멸하는 것으로 확인되었다.

□ 이러한 신경세포의 변화는 뇌 신경 발달, 퇴행 및 신경학적 질병과 밀접하게 연관되어 있는 것으로 알려져 있어, 과불화화합물이다양한 뇌 신경학적 질병과의 인과관계가 있을 수 있음을 시사한다.

□ 안전성평가연구소 유전체손상연구그룹 가민한 박사는 “이번 연구를 통해 동일한 과불화화합물류에 속하더라도 각각에 따라 신경세포에 나타내는 영향이 상반되는 결과를 얻은 만큼, 본 연구에서 수행하지 않은 다른 과불화화합물류에 대해서도 신경독성과 관련된 추가적인 연구가 필요하다”라고 말했다.

□ 한편, 해당 연구는 기관 기본사업인 ‘생활환경 유해물질 대체 친환경 신소재 개발 및 플랫폼 구축’의 연구 결과로 환경과학 분야 상위 10% 이내 권위지인 ‘Chemosphere 에 2월 게재 되었다.

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 용어설명

* 초대배양 신경세포(Primary cortical neurons): 대뇌 표면을 구성하는 회백질의피질 부위에서 추출한 신경세포

* 시냅스(synapse): 한 뉴런의 축삭돌기 말단과 다음 뉴런의 가지돌기 사이의 연접 부위로 신경세포 접합부를 의미하며, 한 뉴런으로부터 다른 뉴런으로 신경충동이 전기적 혹은 화학적 방법으로 전달되는 부위이다.

* 시냅스 가소성(Synaptic plasticity): 신경세포간의 정보가 전달되는 구조적인 장소인 시냅스는 그 활성 정도에 따라 구조와 기능이 지속적으로 변화 가능하며, 이를 시냅스가소성이라 부른다. 시냅스가소성은 뇌의 여러 기능에 관여하며, 특히 기억의 형성에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

* 수상돌기가시(dendritic spine): 수상돌기 가시는 신경세포(Neuron) 수상돌기(Dendrite) 표면에 작게 돌출된 구조로써, 흥분성 시냅스(Excitatory synapse)의 후시냅스(Postsynapse) 구조로 기능한다.

* 전사체(transcriptome): 전사를 의미하는 transcription과 전체를 의미하는 접미어 –ome이 결합하여 만들어진 합성어로, 전사산물 전체를 포괄하거나 특정 발생 단계 또는 생리적 환경에서의 세포 내 전사 산물의 총합을 의미한다.

그림1. 과불화헵탑산과 과불화옥탄산 구조도

그림2. 과불화헵탑산과 과불화옥탄산이 뇌신경에 미치는 영향비교

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