초록 ▼

□ 연구개요
화학물질의 중장기적 건강영향에 대한 중요성이 최근 크게 부각되고 있는 가운데, 화학물질 노출과 인체 질환 발생과의 상관성이 드러나고 있으며, 화학물질에 의한 세대전이 독성영향 또한 많은 동물실험에서 밝혀지고 있다. 한편, 인체질환 발생 및 진행 과정에서 후생유전의 역할 또한 밝혀지고 있다. 본 연구는 유해화학물질의 중장기적 영향 (환경성 질환 발생) 및 세대전이 영향에 관여하는 후생유전 메커니즘 (Epigenetic mechanism) 규명을 목적으로 유해화학물질의 만성노출이 환경성 질환 및 세대전이 독성 영향을

□ 연구개요
화학물질의 중장기적 건강영향에 대한 중요성이 최근 크게 부각되고 있는 가운데, 화학물질 노출과 인체 질환 발생과의 상관성이 드러나고 있으며, 화학물질에 의한 세대전이 독성영향 또한 많은 동물실험에서 밝혀지고 있다. 한편, 인체질환 발생 및 진행 과정에서 후생유전의 역할 또한 밝혀지고 있다. 본 연구는 유해화학물질의 중장기적 영향 (환경성 질환 발생) 및 세대전이 영향에 관여하는 후생유전 메커니즘 (Epigenetic mechanism) 규명을 목적으로 유해화학물질의 만성노출이 환경성 질환 및 세대전이 독성 영향을 유발하는지모델동물을 이용하여 밝혀내고, 이 과정에 후생유전적 메커니즘이 어떻게 관여하는지를 통합 오믹스 접근법으로 규명하고자 한다. 이를 통해 유해화학물질 노출로 인한 질환 발생에 관여하는 후생유전 메커니즘의 역할을 조망하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도: 유해화학물질의 만성독성·세대전이독성 및 후생유전독성 지표연구
유해화학물질의 노출로 인한 후생유전독성을 스크리닝하기 위해서 4가지 생물종을 대상으로 후생유전독성 지표인 DNA 메틸화와 히스톤 변형 변화를 스크리닝하였다. C. elegans 형광 스크리닝 시험 결과 EDCs와 몇 약물, 나노물질, 살충제에서 히스톤 메틸화의 변화를 관찰할 수 있었다. 또한 만성독성·세대전이독성을 확인하기 위해서 C. elegans의 생식 및 발달독성을 평가하는 COPAS 기반 고속대량 스크리닝 시험법과 Zebrafish 행동 지표 분석법을 정립하였다. 구축된 시험법을 사용하여 원유(crude oil)의 “부모세대 노출-자손세대 영향”을 연구하여 노출에 민감한 시기를 규명하였고 노출이 없는 후속세대에도 생식독성이 나타날 수 있음을 확인하였다.

2차년도: 유해화학물질의 환경성질환 발생에서 후생유전 메커니즘 심화 연구
유해화학물질 노출로 인한 환경성질환 잠재성을 연구하기 위해서 대사질환과 신경계질환 스크리닝 연구를 수행하였다. 산화그래핀(GO)의 경우 생식기관 축적이 정자 생성을 억제하여 자손수를 감소시키는 것을 확인하였으며, 지방 대사를 방해할 수 있음을 확인하였다. 또한, GO 노출은 신경독성물질 함량을 감소시키고, AFD 감각 뉴런 관련 유전자 발현 조절을 통해 행동에도 영향을 주는 것을 확인하였다. C. elegans에서 원유의 발달 시기별 노출에 따른 세대전이 연구를 수행한 결과 히스톤 변형과 히스톤 메틸화효소가 세대전이 독성에 중요한 역할을 하는 것을 확인하였다. 생태독성평가 생물종 D. magna와 C. riparius에서도 환경시료 및 BPA 노출에 따른 독성과 후생유전 메커니즘의 연관성을 확인하였다.

3차년도: 세대전이영향 및 환경성질환 발생에서 후생유전 메커니즘 규명
환경독성발현에 관여하는 후생유전 메커니즘을 확인하기 위해서 다중 모델동물에서 오믹스 통합 분석을 수행하였다. C. riparius에서 BPA 노출에 의한 DNA 및 히스톤 메틸화를 확인하였고, 후생유전적 변이가 대사체 변화에 관여할 수 있음을 제안하였다. 오염된 하천수는 물벼룩에 대해 다세대에 걸쳐 DNA 메틸화의 변화와 신경질환 독성경로의 발현을 유발하였다. 미세플라스틱 노출에 대한 C. elegans와 Zebrafish 독성 경로를 CTD 데이터베이스의 인체 질병 데이터와 분석한 결과 호흡기 질환의 가능성이 높았다. C. elegans와 Zebrafish, 인체 혈액 샘플에서 원유의 독성 메커니즘을 조사한 결과 DNA 손상회복 경로가 주된 독성 메커니즘으로 확인되었으며, DNA 메틸화 및 후생유전 메커니즘도 연관이 있는 것으로 확인되었다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구는 다중 모델동물과 첨단 오믹스 기법을 사용하여 환경화학물질과 후생유전독성 메커니즘의 관계를 생물종, 노출, 후생유전지표, 측정기술별로 조사 및 분석하였다. 복합 노출과 누적 영향, 만성영향을 파악해야하는 환경성질환 연구에서 다중 모델을 이용한 유해화학물질과 질환발생의 인과관계 규명을 통해 예측력이 높은 모델 시스템 개발이 기대되며, 궁극적으로 환경성 후생유전 연구 (유해화학물질 노출에 의한 환경성질환 발생) 플랫폼에 활용될 수 있을 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발 필요성 및 최종 목표 ... 4
• 나. 연구가설 ... 4
• 다. 연차별 추진체계 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 연차별 연구내용 및 결과 ... 5
• 나. 최종 결론 ... 14
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
• 4. 참고문헌 ... 15
• 5. 연구성과 ... 16
• 대표적 연구실적 ... 26
• 끝페이지 ... 36