국가독성과학연구소(소장 허정두, 이하 ‘KIT’) 바이오헬스연구센터 현문정 박사팀은 타이어산화방지제로 주로 쓰이는 화학물질 6-PPD*가 생체에 미치는 영향을 분석한 연구 결과를 발표했다.​

 * 6-PPD는 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민이라는 유기 화학물질로, 고무 산업에서 널리 사용되는 강력한 산화방지제이며 오존과 열화로부터 고무 제품을 보호하는 역할을 함. 

 이번 연구는 미국 플로리다대학교 한성민 교수 연구팀, 미국 브로디 의과대학(ECU) 이면희 교수 연구팀과 협력하여 진행되었으며, 동물 대체시험 모델인 예쁜꼬마선충(C. elegans)*과 세포주 모델에서 6-PPD 물질이 노화, 건강 수명, 미토콘드리아* 기능에 미치는 영향을 분석했다.

     ▲ 현 문정 박사

  * 예쁜꼬마선충은 약 1mm 크기의 투명한 선형동물(선충)로, 몸이 투명해서 세포와 장기 구조 관찰이 쉬워서 발생, 유전자, 신경계, 노화 등의 연구에 사용되는 대표적인 모델 생물. 미토콘드리아는 진핵 세포 내에 존재하는 이중 인지질막으로 둘러싸인 세포 소기관으로, 에너지 생산의 핵심 역할을 함.

 실험 결과 6-PPD에 노출된 예쁜꼬마선충에서는 발달 지연, 신체 성장 감소, 생식 감소, 조직 형태 이상 등 유해 효과가 나타났으며, 수명 단축 및 신경세포 노화, 운동성 및 스트레스 저항성 감소 등 부정적 영향이 관찰됐다.

독성 기전 분석 결과, 6-PPD는 세포와 예쁜꼬마선충 모델 모두에서 미토콘드리아의 기능을 떨어트리고 활성 산소를 증가시켜, 미토콘드리아의 손상을 유발하는 것으로 나타났다.

연구진은 이번 연구에서 기존의 동물 실험을 대체하고자 예쁜꼬마선충을 이용한 독성모델을 구축했으며, 이를 통해 생체 반응을 더 정밀하게 평가할 수 있었다. 

 또한, 6-PPD의 잠재적 위험성을 과학적으로 규명함에 따라 해당 물질의 안전상 허용 기준 마련의 필요성을 강조하고, 더 안전한 대안 물질 개발을 위한 과학적 근거를 제시하는 등 중요한 성과를 도출한 것으로 평가받고 있다.​ 

 현문정 박사는 “앞으로도 잠재적 신규 독성물질과 환경성 질환에 대한 민감성 평가 연구를 지속적으로 추진할 예정”이라며, “국민 건강과 환경 안전 강화를 위한 기초 자료 마련과 규제 개선을 위한 노력을 이어갈 계획”이라고 밝혔다.​

 한편, 해당 연구는 기관고유사업인 ‘환경유해물질 다매체 통합 독성‧위해성 연구’ 과제를 수행한 결과로, 환경 과학 분야의 최고 학술지인 Journal of Hazardous Materials(SCIE 상위 4.9%)에 게재되었다.

[그림] 6-PPD를 노출하여 예쁜꼬마선충 모델에서의 영향 및 분자 기전 연구