뇌 세포, 화학물질 종류에 따라 반응 달라…노출 시 사멸도

연구팀이 신경세포를 과불화화합물에 노출시킨 결과 뇌 신경세포에 변화가 생겼으며 화합물의 종류에 따라 변화가 다르게 일어났다. /사진=안전성평가연구소

뇌 속 신경세포는 화학물질 종류에 따라 다르게 반응한다. 구조가 다른 화학물질이 신경세포의 구조, 세포 간 신호전달 기능에 각각 다른 변화를 유발할 수 있다는 연구 결과다.

안전성평가연구소(KIT)는 가민한 유전체손상연구그룹 박사 연구팀이 신경세포를 과불화화합물에 노출시킨 결과 뇌 신경세포에 변화가 생겼으며 화합물의 종류에 따라 변화가 다르게 일어남을 확인했다고 4일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 '케모스피어'에 지난 2월 게재됐다.

과불화화합물은 주방용품, 테이크아웃 커피잔, 식품 포장용기 등 다양한 소비재에 사용되는 화학물질로 일상 속에서 노출되기 쉽다. 화학적으로 완전히 분해되지 않고 환경과 생체 내에 오래 잔류하기 때문에 호르몬 이상을 일으키거나 암 발병률을 높이는 것으로 알려졌다.

연구팀은 초대배양 피질 신경세포가 과불화화합물에 노출됐을 때 뇌 신경세포에 형태학적 변화가 나타난다는 사실을 확인했다. 또 신경세포의 신호전달과 네트워크 기능이 화합물의 영향을 받아 변화했다. 특히 화합물의 구조가 다르면 세포에 각기 다른 영향을 끼쳤다.

연구팀은 탄소사슬이 각각 7개, 8개로 다른 과불화헵탄산(PFHpA), 과불화옥탄산(PFOA)을 관찰했다. 탄소사슬은 화합물에서 탄소원자들이 사슬 모양으로 연결된 화학 구조를 말한다.

두 화합물을 각각 신경세포에 노출한 결과, 과불화헵탄산은 신경세포체에서 뻗어나온 돌기 끝부분의 가지 수를 늘렸다. 돌기 끝부분은 수많은 가지로 갈라져 있다. 과불화헵탄산은 억제성·흥분성 신경세포의 불균형을 유발하기도 했다. 반대로 과불화옥탄산은 신경세포 돌기 끝 가지의 수를 줄였다. 또 세포에 독성을 유발해 신경세포가 사멸되게 했다.

연구팀은 "신경세포의 변화는 뇌 신경 발달, 퇴행 및 신경학적 질병과 밀접하게 연관된다"며 "과불화화합물이 다양한 뇌 신경학적 질병과의 인과관계가 있을 수 있음을 뜻한다"고 설명했다.

가 박사는 "동일한 과불화화합물류에 속하더라도 신경세포에 나타내는 영향이 상반되는 결과를 얻은만큼 다른 과불화화합물류에 대해서도 신경독성과 관련된 추가적인 연구가 필요하다"고 밝혔다.

이번 연구는 KIT 기본사업인 '생활환경 유해물질 대체 친환경 신소재 개발 및 플랫폼 구축'의 지원을 받았다.