최종편집일2024.04.16 (화)
미세플라스틱 섭취에 의한 자폐스펙트럼 장애 유발이 세계 최초로 규명됐다
한국원자력의학원(원장 박종훈)은 김진수(책임저자) 박사, 자히르 자베리아·김현기(제1저자), 김건하(공동저자) 연구팀은 태아기, 수유기, 청소년기, 장년기 등 전 연령대의 실험쥐에 폴리에틸렌 미세플라스틱을 2주∼12주(태아기·수유기·청소년기 2주 투여, 장년기 12주 투여) 간 먹이고 행동 실험, 뇌 조직 분석, 장내미세균총 분석 등 10여 가지의 다양한 실험방법을 통해 자폐스펙트럼 장애 증상이 나타나는 것을 입증했다.
가장 뚜렷한 증상을 보인 행동 실험에서는 사회성을 알 수 있는 3챔버 테스트로 미세플라스틱 섭취 후 전 연령대에서 사회성이 감소하고 강박적이고 반복적인 행동이 증가하는 것을 볼 수 있었다.
사회성 지수는 미세플라스틱을 섭취하지 않은 쥐에 비해 약 50% 낮게 나타났다.
특히, 임신한 쥐(태아기)에 미세플라스틱을 2주 간 먹인 후 태어난 새끼 쥐가 생후 4주 후 자폐스펙트럼 장애 증상이 나타나 유전적 연관성을 찾을 수 있었다.
뇌 조직 분석 결과, 청소년기 쥐에서 전자현미경을 통해 둥근 미세플라스틱이 파편 형태로 뇌에 침착된 것을 확인했다.
또 자기공명분광법(MRS)으로 뇌의 해마체와 전두엽 피질에서 미세플라스틱 노출 이후 학습에 중요한 역할을 하는 다양한 대사물질의 교란을 확인했으며, 뇌 유전자 분석에서 자폐스펙트럼 장애 환자와 동일한 유전자도 확인했다.
장내 세균의 생태계인 장내미세균총 분석에서는 청소년기 쥐에서 메타지노믹스 분석 기법을 통해 자폐스펙트럼 장애 환자와 동일한 박테리아 변화도 관찰했다.
김진수 박사는 “플라스틱 폐기물이 먹이사슬을 거쳐 식탁에 다시 오르는 심각한 상황이 계속되고 있다”며, “자폐스펙트럼 장애 뿐 아니라 다른 난치성 질환과 미세플라스틱의 관련성 연구를 이어갈 계획이다”고 밝혔다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 기본연구(폴리스틸렌의 위암표적치료 저항성 마우스 모델 평가) 및 일반사업(뇌질환극복 방사선의학선도기술 개발)의 일환으로 수행됐다.
이번 연구성과는 국제 환경 저널 ‘Environment International’ 2022년 2월호 온라인 판에 ‘Pre/Post-natal exposure to microplastic as a potential risk factor for autism spectrum disorder’라는 주제로 게재됐다.
한편 자폐스펙트럼 장애는 영유아에 발병하는 난치성 신경발달장애로 사회적 관계형성의 어려움, 정서적 상호작용의 문제, 반복적 집착과 제한된 관심 등의 행동이 특징이다.
유전적, 환경적 요인 등 다양한 원인이 제기되고 있지만 아직 확실한 원인은 알려져 있지 않다.
연구팀은 방사성동위원소를 이용한 양전자방출단층촬영(PET)으로 미세플라스틱의 체내 흡수 경로를 세계 최초로 규명한 바 있다.
이번 연구는 최근 약 10년 사이 빠른 증가세를 보이고 있는 자폐스펙트럼 장애에 주목하고 그 원인을 전 세계적으로 문제가 되고 있는 미세플라스틱에서 찾고자 했다.
폴리에틸렌 미세플라스틱: 5mm 이하의 고체 플라스틱 조각으로 작은 알갱이가 피부 표면에 닿아 각질제거와 세정효과를 냄 3챔버 테스트: 3개의 연결된 방을 이용해 실험쥐의 행동을 관찰하여 사회성 지수를 확인함. 방 A에 교류가 없었던 낯선 쥐와 방 B에 친밀한 쥐를 넣고 어느 쪽으로 쥐가 이동해 더 많은 상호작용이나 관심을 보이는지 여부 등을 수치화 하여 사회성 지수를 도출하는 동물행동 실험방법임 자기공명분광법(Magnetic resonance spectroscopy, MRS): 자기공명영상기기(MRI)를 이용해 살아있는 생명체 내 특정영역의 세포활동에 의한 대사산물의 변화를 파악 할 수 있는 비침습적 영상분광 방법임 메타지노믹스 분석 기법: 배양이 가능하지 않은 미생물 전체를 한 번에 분석하여 동물의 장과 같은 곳에 존재하는 유전체(유전정보 전체)를 분석하는 기술임. 대량의 서열해석방법을 이용해 한 번에 많은 양의 미생물을 분석할 수 있음 |
[메디컬월드뉴스 김영신 기자]
[3월 제약사 이모저모]에스티팜, 한국다케다제약, 한국팜비오, 헤일리온 코리아, 한국MSD 등 소식
[4월 2일 병원계 이모저모③]국립암센터, 일산백병원, 칠곡경북대병원 등 소식
[3월 제약사 이모저모]레졸루트, 셀트리온, 한국아스트라제네카, 한국오가논 등 소식
