독성과학연, 뇌 오가노이드 모델 이용해 독성 평가
(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 조현병 치료제인 '할로페리돌'이 성장기 청소년의 뇌 신경 발달을 억제한다는 연구 결과가 나왔다.
국가독성과학연구소는 김기석 박사 연구팀이 인간 줄기세포에서 유래한 뇌 오가노이드(유사 장기)를 활용해 할로페리돌의 독성을 평가한 결과, 오가노이드의 크기가 감소하고 신경 발달이 저해된 것으로 나타났다고 13일 밝혔다.
기존 항정신병제 부작용 연구는 성인 환자를 중심으로 운동장애, 대사 이상, 심혈관계 영향 등 단기적인 이상 반응을 중심으로 이뤄져 왔다.
약물이 태아와 청소년기 뇌 발달에 미치는 영향에 대한 과학적 연구는 부족한 실정이다.
연구팀은 뇌 오가노이드에 할로페리돌을 노출하는 실험을 통해 할로페리돌이 세포의 분열·분화 등을 결정짓는 세포 간 신호 전달 경로인 '나치1'(Notch1) 신호를 억제함으로써 정상적인 신경 발달을 방해한다는 것을 확인했다.
할로페리돌을 투여하지 않은 대조군과 할로페리돌을 꾸준히 투여한 실험군 비교 결과, 약물의 농도와 시간의 격차가 커질수록 뇌 오가노이드의 성장 속도가 유의미하게 떨어진 것으로 나타났다.
할로페리돌을 1μM(마이크로몰·100만분의 1몰) 농도로 장기 투여한 49일 차에 독성이 나타났다고 연구팀은 설명했다.
연구팀이 신경보호제인 프로피온산이나 나치1 활성제인 발프로산을 함께 투여하자 뇌 오가노이드가 회복되는 양상을 보였다.
김기석 박사는 "인간의 뇌 오가노이드를 활용해 약물의 신경 발달 독성을 입증한 사례로, 기존 동물실험 기반 독성 평가의 한계를 넘어선 중요한 연구 성과"라며 "뇌 오가노이드를 활용해 항정신병제뿐만 아니라 항우울제, 항경련제 등 중추신경계 약물을 개발하는 과정에서 조기에 독성을 걸러내는 데 기여할 것"이라고 말했다.
이번 연구 성과는 국제 학술지 '사이언티픽 리포트'(Scientific Reports) 지난달 17일 자에 실렸다.
jyoung@yna.co.kr
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