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연구 보고서
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화학물질 독성 스크리닝을 위한 3차원 세포배양 기술 적용 타당성 연구
- 연구책임자
- 임철홍 외 2명
- 수 행 연 도
- 2020년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- 1. 연구배경
유해성평가 자료를 생산하기 위하여 실험동물을 사용한 독성시험이 수행되어 왔으나 생명윤리가 강화되고, 과학기술이 발전함에 따라 동물의 사용을 줄이거나 사용하지 않는 유해성평가 방법이 권고되고 있다. 3차원 세포배양 기술은 실험동물을 사용하지 않으면서도 사람에 대한 유해영향을 확인할 수 있는 기술로 기대되고 있다. 따라서 산업화학물질의 유해성평가에서 3차원 세포배양 기술의 적용 가능성과 이러한 기술이 활용되기 위한 조건을 확인할 필요가 있다.
2. 주요 연구내용
- 연구결과
1) 유해성평가를 위하여 실험동물을 사용한 유해성평가법이 사용되어 왔으나, 최근 생명윤리에 대응한 대체시험법이 개발되어 사용되고 있다. 급성독성시험은 급성독성추정(ATE, Acute Toxicity Estimate) 개념을 도입하여 시험동물의 수를 줄이는 대체시험법이 개발되었으며, 피부과민성은 독성발현경로(AOP, Adverse Outcome Pathway)를 이용한 대체시험법이 개발되었다. 피부 부식성/피부 자극성 및 눈 손상성/눈 자극성은 새로 개발된 여러 대체시험법 중 3차원 세포배양 기술을 적용한 시험법의 활용도가 가장 높았다.
2) 유전독성평가는 유전자 돌연변이 시험과 세포유전학적 영향을 각각 확인하여 평가한다. 현재 유전독성평가에서 체외시험의 한계는 무시할 수 없는 수준의 위양성(false positive)이다. 따라서 유전독성평가체계에서 3차원 세포배양 기술 적용의 당위성은 체외시험의 위양성을 해결하여 동물시험의 필요성을 없애는 것이다. 현재 3차원 배양 피부모델은 기술적 검증이 완료되어 시험가이드라인 최종 승인단계에 있다. 경구모델과 흡입모델도 개발이 추진되고 있다.
3) 승인된 시험법이 유해성평가에 사용되기 위해서는 생명윤리적, 기술적 타당성과 함께 제도적 조치도 필요하다. 고용노동부에서는 신규화학물질의 유전독성 평가에 있어 OECD 시험가이드라인 471 미생물 복귀돌연변이시험과 시험가이드라인 474 포유류 골수세포를 이용한 소핵시험만 인용되고 있어 새로운 시험법의 적용이 어려운 구조이다. 따라서 산업화학물질의 유해성평가에서 생명윤리대응 등으로 새롭게 개발된 독성시험 방법이 사용될 수 있도록 기술적 지원과 함께 제도적 검토가 필요하다.
4) 최신의 기술이 반영된 유전독성시험은 발암성시험을 위한 스크리닝 시험 및 발암기전을 위해 유용한 도구이다. 따라서 체외 시험 및 용량설정시험과의 병행 체내 시험은 발암성시험 대상물질의 결정에 유용한 자료를 제공할 수 있다.
- 시사점
1) 3차원 세포배양 기술 등 최신 유해성평가 방법은 생명윤리 강화와 함께 화학물질로부터 사람의 건강보호에 도움이 된다. 따라서 새로운 유해성평가 환경에 대응할 수 있는 기술적, 제도적 뒷받침이 필요하다.
2) 최신의 유전독성 평가기법은 발암성물질 스크리닝과 발암기전 규명에 유효하다. 따라서 최신의 유전독성 시법을 적용한 시험법이 발암성선정 및 평가에 활용될 필요가 있다.
3. 연락처
- 연구책임자 : 산업안전보건연구원 산업화학연구실 유해성연구부 임철홍
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- 연구기획부
- 제유리
- 052-703-0814
