□ 암은 전 세계적으로 공중보건의 중요한 문제로 사망의 주요 원인이며 향후 더욱 증가할 것으로 예측되고 있다. 그러나 암 발생의 원인을 제거하거나 예방할 수 있으며 조기에 발견하면 치료도 할 수 있다.

□ 암은 다양한 환경적인 원인에 의해 발생한다. 잠재적인 발암원성을 확인하기 위해서는 랫드와 마우스를 이용하는 장기간의 동물을 이용한 시험이 수행되고 있으나 비경제적이며 동물 윤리적인 문제가 있다. 그래서 대규모의 스크리닝 프로그램에 사용하기에는 어렵다.

□ 현재 화학물질의 규제는 in vitro 분석으로 박테리아 돌연변이 시험을 수행한 후 in vitro 포유동물 세포를 이용한 시험을 수행하고, 이후 동물에서 발현되는지 여부를 평가하기 위해 단기 in vivo 연구를 수행한다. 그러나 유전독성 화학물질은 이러한 사전 스크리닝 전략으로는 확인되지 않을 수도 있고 비유전독성 발암물질은 유전독성 검사에서 음성이므로 확인되지 않고 있다.

□ 비유전독성 발암물질은 국제암연구소인 IARC 발암물질 분류에 따르면 상당히 존재하고 있고, 가까운 미래에는 유전독성 물질 대비 비유전독성 물질의 비율은 더욱 증가 할 것으로 예측되고 있다.

□ 최근에는 많은 동물의 희생이 따르는 설치류를 이용한 동물 시험을 회피하기 위해 세포형질전환 검정(CTA)이 주목 받고 있다. in vitro CTA 검정은 비유전독성 물질을 검출하는 데 유용한 것으로 보고되어 있으며, 특히 Bhas 42 세포를 이용하는 CTA 검정은 발암 개시제 없이도 발암 촉진제의 활성을 확인이 가능하다.

□ 비유전독성 물질의 발암 작용 기전은 DNA 메틸화 변형, 히스톤 변형, 비암호화 RNA 및 염색질 재형성의 후성 유전학적 변형을 포함하고 있다. 후생 유전학적 조절 장애는 거의 모든 사람에서의 암의 특성이다. 이러한 변형 중에서 DNA 메틸화는 명백히 유전적이며 후생 유전학적 마커로 평가되고 있다.

□ 본 연구는 세포 형질전환을 유도하는 동안 산업화학 물질인 Anisol, 2-methoxyethanol, 1,2-dichlorobenzene의 메틸화 특성에 관한 정보를 분석함으로써 후생유전학적 평가를 수행하였다.

2. 주요 연구내용 

□ 연구결과

  ○ 시험물질 선정

    - 본 연구에서는 작업 환경내에서 노동자들에게 노출이 가능하고 유전독성시험의 결과가 음성이며 발암성 평가가 필요한 산업화학물질인 Anisol, 2-methoxyethanol, 1,2-dichlorobenzene을 시험물질로 선정하였다. 또한, 음성대조물질로는 0.1% DMSO (Dimethylsulfoxide)를, 양성대조물질로는 TPA(12-O-tetradecanoyl phorbol 13-acetate)를 선정하였다.

  ○ 세포주 선정 및 배양 방법

    - 본 연구에 사용한 세포주는 특별히 발암 잠재력이 있는 화학물질에 반응하여 형질 전환되어 비교적 높은 형질전환 빈도를 유도하고, 반응 잠복기가 비교적 짧으며, 화학물질의 발암성 평가에 경제적인 Bhas 42 세포주를 사용하였다. 마스터 셀 스톡과 워킹 셀 스톡 위한 세포의 배양은 10% FBS(M10F)가 보충된 MEM(Minimum Essential Medium) 배지를 이용하여 배양하였다. 시험물질을 처리하기 3일 전에 세포를 DMEM/F12(Dulbcco’s Modified Eagle Medium)에 5% FBS가 보충된 DF5F에서 유지관리 및 계대 배양하였다. 세포는 37℃, 5% CO2 및 95% O2 하에 가습된 배양기에서 배양하였다.

  ○ 세포형질전환시험을 통한 메틸화 분석

    - 선정된 산업화학물질의 후생유전학적 평가를 위한 일환으로 염색체내 메틸화 분석을 수행하기 위하여 산업화화학물질을 세포형질시험(촉진시험)을 수행하고 Illumunina사에서 제안한 시험방법에 따라 DNA을 추출하여 Illumina Infinium Mouse Methylation BeadChip로 >285K CpGs 부위에 대해 메틸화 분석을 조사하였다.

    - 분석결과 모든 시험물질 노출군은 주로 고밀도 CpGs 구역에서 높은 메틸화가 관찰되었으나, Anisol과 1,2-dichlorobenzene 노출군은 대조군과 유사한 메틸화 차이를 보였고, 2-methoxyethanol 노출군은 다소 높은 메틸화 경향을 보였다. 기능적으로 메틸화된 주된 위치는 TSS1500 및 TS200 프모모터 및 염색체의 Body 위치였으나 대조군과 각 시험물질 노출군간의 평균 beta-value의 절대값이 주로 0.2 이내 낮은 범위의 관계를 보였다.

    - 이러한 결과로부터 선정된 산업화학물질은 CpG 구역에서 대조군간 유의한 메틸화 차이를 보이지 않았고, 세포형질전환 시험에서 모두 음성의 결과를 보여서 메틸화 변화에 의한 후생 유전학적 변화를 유발하지 않는 것으로 판단된다.

□ 시사점

  ○ Bhas 42 세포주에 산업화학물질인 Anisol, 2-methoxyethanol, 1,2-Dichlorobenzene을 노출하여 Bhas 42 세포주가 형질전환되는 동안 염색체내 메틸화 양상을 평가한 결과, 대조군과 유의한 메틸화 차이를 보이지를 않아 선정된 산업화학물질의 후생 유전학적인 변화의 가능성이 낮음을 시사한다.

  

3. 연락처

  - 연구책임자 : 산업안전보건연구원 흡입독성연구센터 서동석

  - 연락처 : 042-869-8534

  - E-mail : seods@kosha.or.kr