안전성평가연구원

KIT, 새로운 20년을 위한 설립 21주년 기념식 개최  - 4월 28일(금), 설립 21주년 기념식 개최... 토크콘서트도 함께 열려 - - 정은주 소장,“국가전략기술의 핵심연구기관으로 안전한 미래를 여는 주역 되자.” 강조 -  □ 안전성평가연구소(KIT)는 4월 28일(금), 설립 21주년을 맞이하여 경남분소에서 기념식을 개최한다. ◌ 이번 기념식은 1부 공식행사와 2부 기념행사로 나누어 진행하며, 특히, 정은주 소장이 연구성과와 기관 최근 이슈에 대해 직원들과 함께 이야기하며 소통하는 자리로 꾸며진다. □ 연구소 설립 기념 포상으로 단체포상에‘KIT 업적대상’등 3개 부문과 개인포상에‘올해의 KIT인상’등 8개 부문으로 나누어 시상한다. ◌‘KIT업적대상’에 예측독성연구본부(본부장 오정화)가 수상하였으며,‘올해의 KIT인상’은 경남분소 서종수 책임연구원이 수상하였다. ◌ 예측독성연구본부는 기관 R&R인‘차세대 독성평가 원천기술 개발’의 중추적인 역할을 수행하며 우수 논문을 비롯해 해외특허 등록, 기술이전에 주목할 만한 성과를 내었으며, 특히‘AI 기반 간독성 정밀예측 기술 개발’연구를 통해 국내 독성예측 분야를 선도하는데 기여하였다는 평가를 받았다. ◌ 또한 경남분소 서종수 책임연구원은 지역조직의 기본사업 예산을 매년 증액함으로써 다양한 연구과제 도출에 기여하였으며, 경남지역의 출연(연) 지역조직 협의체 활동을 통해 지역 현안을 해결하는 기획연구에 참여한 공로를 인정받았다. □ 이날 2부 행사 토크콘서트를 통해 정은주 소장이 향후 기관 운영계획과 연구소 대표 우수성과를 직접 소개하며 질의에 답하는 시간을 가질 예정이다. ◌ 그 밖에도 경남분소에서 창의도전형 연구사업을 소개함으로써 환경 위해성 연구를 통한 생활 공감형 연구를 확대해 나갈 계획이다. 또한, 국가독성정책센터가 독성연구 관련 정책 및 기술 동향 파악을 위해 새롭게 개설한 포털(https://www.kitox.re.kr/doksa/)을 공식 오픈함에 따라 활용 방안에 대해서도 안내할 예정이다. □ 정은주 소장은 이날 기념사를 통해“KIT가 국가전략기술의 핵심연구기관으로 첨단바이오와 인공지능을 결합하여 안전한 미래를 여는 주역이 되자.”라고 당부하였다. □ 한편, KIT는 독성연구를 수행하는 정부출연 연구기관으로 대전본소를 비롯해 정읍에 전북분소와 진주에 경남분소를 두고 있으며, 차세대 독성평가 원천기술 개발 선도와 국민 안전을 위한 화학물질 독성연구 확대, GLP 시험기술 개발 및 인프라 혁신 등을 위해 힘쓰고 있다.

초미세먼지 속 위험한 중금속! 멜라토닌으로 잡는다. - 세포 및 동물 실험 결과, 카드뮴이 전립선 조직 크기와 기능에 부정적 영향 - - 멜라토닌(Melatonin)의 독성 저감효과 확인 -   □ 안전성평가연구소(KIT)는 미세먼지 속 위험한 중금속 중 하나인 카드뮴이 인체 전립선에 미치는 독성학적 영향을 확인하였으며, 멜라토닌(Melatonin)이 이러한 독성을 저감시키는 효과를 가지고 있음을 확인하였다고 밝혔다. □ 카드뮴은 쉽게 부식되지 않는 특성으로 각종 배터리, 금속코팅, 안료, 플라스틱 안정제 등으로 사용되고 있으나, 대표적인 발암물질 중 하나로 인체에 노출되는 경우 폐, 간, 신장에 축적되어 폐암, 신장암 등을 유발한다는 연구 결과가 보고되고 있다. □ 해당 연구는 매년 미세먼지가 심각해짐에 따라 미세먼지 속 카드뮴이 인체 노출 시, 어떻게 독성이 유도되어 조직 기능에 영향을 주는지에 대한 정확한 작용기작을 파악하고 저감 물질을 발굴하기 위해 실시되었다. □ 연구팀은 이를 위해 동일한 유전적 특징을 가지는 세포 집단인 세포주(Cell Line)와 마우스(Mouse)에 인체 노출 가능 범위인 200 ㎍/kg 농도로 카드뮴을 노출시켰다. □ 세포주 실험을 위해 인체유래 전립선 세포주와 마우스(Mouse) 세포주에 카드뮴을 노출하였으며, 그 결과 산화스트레스로 인하여 활성산소*가 증가하여 세포사멸이 유도되는 현상을 확인하였다. * 활성산소(Reactive Oxygen Species, ROS) : 몸 속 기관이나 세포가 활동하면서 생기는 찌꺼기로 세포막을 손상 시킨다. □ 또한 세포의 대사 항상성*과 세포사멸에 중요한 기능을 하는 세포소기관인 미토콘드리아에 카드뮴이 침투하여 미토콘드리아의 막전위*를 감소시킴으로써 세포 독성을 유발하는 것을 확인하였다. * 항상성(homeostasis) : 다양한 자극에 반응하여 개체 혹은 세포의 상태를 일정하게 유지하려는 성질을 의미한다. * 막전위(Membrane Potential) : 세포막 안쪽과 바깥쪽의 전위차를 말하며, 막전위가 떨어지게 되는 경우 세포 기능이 저하된다. □ 특히, 최근 미토콘드리아의 항상성에 중요한 기능을 하는 것으로 보고되고 있는 STAT3(Signal Transducer and Activator of Transcription 3)가 카드뮴 노출에 따라 기능이 손상됨을 밝혀냈다. ◌ STAT3는 면역 억제, 염증 질환 및 자가면역질환 등 세포 자극에 반응하여 다양한 유전자의 발현을 매개하는 것으로 알려져 있다. □ 마우스에 카드뮴을 노출한 경우, 세포실험과 동일하게 미토콘드리아의 STAT3 단백질이 감소되는 것을 확인하였으며, 이를 통해 카드뮴이 전립선 조직을 손상시키는 것을 확인하였다. □ 이러한 연구 결과는 카드뮴 노출이 STAT3의 기능을 저하시키고 미토콘드리아의 항상성을 손상시켜 전립선 조직의 크기와 기능에 영향을 주어 전립선 손상을 유발할 가능성을 시사하고 있다. □ 멜라토닌은 뇌에서 분비되는 수면 리듬을 조절하는 생체호르몬으로서 불면증 치료에 사용되는 약물로 잘 알려져 있다. □ 이러한 멜라토닌을 1시간 전처리한 결과 멜라토닌이 미토콘드리아 STAT3 기능을 조절하여 미토콘드리아의 항상성을 향상시키고 세포 사멸을 방해함으로써 전립선 기능의 독성영향을 저감시키는 것을 확인하였다. □ 이번 연구는 인체가 독성에 대한 저항성으로 수면 습관 등에 의해 변화될 수 있다는 가능성을 제안한 것으로 후속 연구의 필요성을 제시하고 있다. □ 경남바이오헬스연구지원센터 허정두 센터장은“향후 초미세먼지 속 중금속 물질의 유해성에 대한 연구가 지속적으로 필요하다.”라며“물질의 유해성 파악 뿐 아니라 이를 저감할 수 있는 대안을 찾는 연구도 함께 수행해나갈 예정이다.”라고 말했다. □ 한편, 해당 연구는 KIT와 플로리다대학교 한성민 교수 연구팀과 함께 공동으로 수행하였으며, 생물학 분야 권위학회지인‘Communications biology’학술지에 지난 2월 게재되었다. ＊논 문 명 : Melatonin protects against cadmium-induced oxidative stress via mitochondrial STAT3 signaling in human prostate stromal cells - 주 저 자 : 현문정(안전성평가연구소), 김혜진(안전성평가연구소) - 교신저자 : 허정두(안전성평가연구소), 한성민(플로리다대학교)

토양 속 나노입자, 식탁 위 농작물로 전이  -‘Micro-XRF’분석을 통한 식물 내 금속나노입자 분포 확인 - - 향후 토양-식물체간 전이 예측 기술 개발로 농작물 오염 관리 기대 - 안전성평가연구소(KIT) 환경독성영향연구센터(황유식 박사) 연구팀은 금속나노입자와 농작물의 종류에 따라 토양-식물체간 축적 및 전이가 크게 다를 수 있음은 물론, Micro-XRF 활용으로 금속나노입자가 식물종별로 어떻게 분포되는지 확인하였다고 밝혔다.최근 제조나노물질, 초미세플라스틱 등 나노입자에 대한 인체 및 환경 유해성과 관련하여 많은 연구들이 진행되고 있으며, 이에 토양 속 금속나노입자에 주목하여 토양-식물체간 전이와 축적성에 대해 연구하였다. 특히 해당 연구에 활용한 Micro-XRF(X-ray Fluorescence) 기술은 형광 X선을 통해 특정 부분에 어떤 화학 성분이 존재하는지 높은 정확도로 빠르고 비파괴적으로 분석할 수 있어 미술품 재료나 문화재 재질 확인을 위해 활용되고 있다. 본 연구를 위해 4종류의 작물(상추, 순무, 청경채, 토마토)을 파종하였으며, 금속산화 나노입자(ZnO NP, CuO NP)*와 금속이온(Zn2+, Cu2+)을 농도별로 노출한 뒤 금속산화 나노입자와 금속이온에 의해 나타나는 식물 독성을 평가하였다. * ZnO NP(산화아연 나노입자), CuO NP(산화구리 나노입자) 식물체 내 축적과 전이량을 평가하기 위해 잎, 줄기, 뿌리, 열매 등 기관별로 분리한 뒤 분석된 농도를 활용하여 나노물질별, 식물종별 생물농축계수(BCF)와 전이계수(TF)를 계산하였으며 Micro-XRF를 활용하여 식물체의 금속나노입자의 분포를 확인하였다. 식물 독성 연구 결과, 순무에서 사람이 섭취하는 구근 부위가 독성 영향으로 성장하지 못하였으며, 토마토를 제외한 작물의 잎에서 백화현상과 괴사현상 등이 관찰되었다. 또한 토양-식물체간 축적성 및 전이가 식물 및 금속나노물질 종류에 따라 다름을 확인하였으며, 생물농축계수(BCF)값이 4종의 식물 중 상추와 순무에서 가장 높게 나타나고 전이계수(TF)값은 청경채와 토마토에서 상대적으로 높게 나타났다. 또한 전체적으로 ZnO 나노입자의 토양-식물체간 흡수와 전이가 CuO 나노입자보다 5~10배 더 높은 것을 확인하였다. 생물농축계수(Bioconcentration Factor, BCF)란 생물체에 오염물질이 축적되었을 때, 환경 중에 존재하는 농도와 생물체에 존재하는 물질의 농도 비율로 생물 농축의 정도를 수치화 한 것이다. 전이계수(Translocation Factor, TF)란 식물 뿌리와 잎에 축적된 농도 비율로 식물이 뿌리에서 잎까지 물질을 이동시키는 능력을 나타내는 수치이다. 환경독성영향연구센터 황유식 박사는“이번 연구는 작물 및 나노입자 종류에 따른 금속나노입자의 식물 축적 및 전이를 확인한 것으로, 향후 안전한 농작물 관리와 농작물 섭취 경로에 따른 인체 및 생태 노출량과 위해성을 파악하는데 활용될 수 있을 것이다.”라고 말했다. 향후 연구팀은 다양한 토양 속 나노물질과 식물체간 분석을 통해 데이터를 확보해 나갈 예정이며, 이러한 기초자료를 바탕으로 금속 나노입자 외에 초미세플라스틱 및 초미세먼지 등의 오염물질 연구에도 적용을 확대해 나갈 계획이다. 한편, 해당 연구는 한국연구재단(중견연구자지원사업)의‘금속나노입자의 토양-식물체간 전이 메커니즘 및 예측 연구’과제의 결과로, 환경과학 분야 권위학회지인‘Science of The Total Environment’학술지에 지난 1월 게재되었다.

  KIT, 올해의 우수연구자로‘약물대사 기능이 크게 개선된 독성평가용 간 오가노이드 모델 개발’ 김혜민, 박한진 박사 선정 안전성평가연구소(KIT)는 2022년도 우수연구 성과를 발굴하고, 올해의 우수연구자로 예측독성연구본부의 김혜민, 박한진 박사를 선정하였다고 밝혔다. 우수연구성과는 연구자의 자긍심을 고취하고 우수한 성과를 홍보함으로써 과학 기술 확산에 기여하고자 매년 과학기술적ߵ경제사회적 가치를 반영하여 선정하고 있다. 최종 선정된 우수성과로 ▲약물대사 기능이 크게 개선된 독성평가용 간 오가노이드 모델개발(예측독성연구본부 김혜민 책임연구원) ▲크기별 미세플라스틱의 해양생물(담치) 기관별 축적 및 배출에 관한 연구(환경독성영향연구센터 허윤위 연구원) ▲세포가 체내에 있는 것처럼 편안함을 느낄 수 있는 삼차원 세포 배양법 개발(예측독성연구본부 강선웅 책임연구원) ▲인간 신장독성 기전연구가 가능한 인간 신장 근위세뇨관 오가노이드 배양 기술 확립 및 독성 평가 기술 개발(독성병리연구그룹 유민희 선임연구원) ▲액상 탈취제를 이용한 가축 악취 제거장치 기술이전(인체위해성평가센터 김성환 책임연구원)이 선정되었다. 올해의 우수연구로 선정된‘약물대사 기능이 크게 개선된 독성평가용 간 오가노이드 모델 개발’은 사람의 간세포 대체 모델을 개발하여 간독성 유발 의약품에 대한 독성작용을 검증해냄으로써 안전한 의약품 개발에 활용될 수 있는 기술이다. 해당 간 오가노이드 배양 기술은 기존에 비해 제작 및 배양 방법이 간단하며, 장기간 배양, 대량증식 그리고 동결 및 해동이 가능하다는 장점 뿐 아니라, 약물대사 기능이 크게 개선됨으로써 사람의 간과 유사한 약물대사 및 부작용을 재현함으로써 동물대체시험법으로 활용가능성이 높다는 점에서 의미가 있다. 최근 해당 기술을 ㈜넥셀(대표 : 한충성)에 기술이전 하였으며, 향후 오가노이드 제작 및 배양기술을 표준화 함으로써 상용화 할 수 있을 것으로 전망된다. 예측독성연구본부 김혜민 박사와 박한진 박사는 3D 간세포 구조체 및 줄기세포 유래 간 오가노이드 연구 등 신약 개발의 안전성과 효율성을 높일 수 있는 간 독성 평가 플랫폼을 구축하기 위한 연구를 수행하고 있다. 한편, KIT는 BT-IT 융합 기반의 빅데이터와 인공지능 시스템 등의 독성 예측 기술 뿐 아니라, 줄기세포, 오가노이드 등의 생체모사 모델을 활용한 독성평가 기술개발, 대체평가 기술 연구 등을 선도해 나가고 있다. 

환경으로 버려지는 플라스틱 제품의 주원료 중 하나인 폴리프로필린(PP), 미세플라스틱이 되어 폐 손상 유발한다.  - 전 세계 최초 ‘PP 미세플라스틱’의 흡입 노출 경로에 따른 폐 손상 기전 확인 - -‘PP 미세플라스틱’의 실험 동물 기도 내 점적 투여로 독성 영향 확인 - □ 안전성평가연구소(KIT) 인체유해인자 흡입독성연구단과 전북대학교(김범석 교수, 생체안전성연구소 소장) 연구팀은 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 미세플라스틱을 기도 내 점적 투여*한 결과 폐 손상 가능성을 세계 최초로 확인하였다고 밝혔다. * 기도 내 점적 투여 : 기도에 시험 물질을 서서히 떨어뜨린 후, 호흡 과정을 통해 폐로 시험 물질이 전달되는 방식 □ 미세플라스틱은 폐기된 플라스틱이 광산화, 풍화, 자외선 등과 같은 물리적인 힘에 의하여 미세한 입자로 변화한 것으로, 대기 중 상당량의 미세플라스틱이 생활 주변에서 부유하며 흡입 경로를 통해 사람의 폐에 축적되고 있다. □ 5㎛ 이하의 미세플라스틱은 흡입을 통해 폐 조직에 침윤하며, 폐포까지 도달하여 천식 및 폐 섬유화 등 다양한 호흡기 질환을 유발할 수 있어 특히 미세플라스틱에 대한 인체 손상 연구가 절실한 상황이다. □ 폴리프로필렌(PP)는 내화학성, 고순도, 낮은 수분 흡수율을 가지며, 전기 절연 특성이 뛰어나고 가벼워 용접이 가능하기 때문에 일상 생활에서 일회용품으로 흔히 접하는 플라스틱이다. □ 특히, PP가 일회용 마스크의 주원료로 사용되고 있으며 일회용 마스크 사용이 일상화됨에 따라 이에 따른 환경오염 및 인체 노출 가능성에 대한 우려가 커지고 있다. □ 해당 연구팀은 PP 미세플라스틱을 실험동물 기도에 노출한 후 폐 손상을 관찰하였으며, 또한 인간 폐암 상피세포주(A549)에 PP 미세플라스틱을 노출함으로써 폐 손상 기전을 확인하였다. ◌ 그 결과, PP 미세플라스틱에 노출된 실험 동물의 폐에서 염증성 손상이 유발되는 것을 확인하였으며, 특히 호중구성 염증 반응이 관찰되었다. ◌ 독성기전 연구 결과에서는 PP 미세플라스틱에 노출된 A549 세포에서 미토콘드리아의 손상이 확인되었으며, 염증 반응을 유도하는 신호전달경로(MAPK, NF-kappa B)를 통해 세포 손상 및 염증 유발을 확인하였다. □ 이번 연구는 PP 미세플라스틱의 호흡기 노출에 따라 폐 손상이 유발되는 기전을 실험 동물과 세포주를 통해 종합적으로 입증한 최초의 연구 결과로, 일상생활의 미세플라스틱이 인체에 손상을 줄 수 있다는 점을 확인하였다는 점에서 의미가 있다. □ 또한, PP가 주원료인 일회용 마스크가 미세플라스틱이 되었을 경우, 인체 건강과 자연환경에 미치는 영향을 고려하여 사용 후 폐기 및 관리에 대한 방안도 함께 고려되어야 할 것으로 보인다. □ KIT 인체유해인자 흡입독성연구단 이규홍 단장은“이번 연구를 통해 PP 미세플라스틱 흡입 노출에 따른 인체 유해성을 확인함으로써 명확한 흡입독성학적 근거를 마련하였다.”라며“향후 미세플라스틱과 흡입독성연구 간 다양한 연구를 수행해나갈 예정이다.”라고 말했다. □ 한편, 해당 연구는 한국환경산업기술원의‘호흡기 노출 경로에 따른 미세플라스틱 흡입독성평가 및 체내거동평가 기반 기술 구축’연구개발 사업의 결과로 국제 학술지 독성학 부분 상위 5% 이내 저널‘Particle and Fibre Toxicology’에 2023년 01월 게재되었다. ＊논 문 명 : Polypropylene nanoplastic exposure leads to lung inflammation through p38-mediated NF-κB pathway due to mitochondrial damage - 주 저 자 : 우종환(안전성평가연구소) - 교신저자 : 김범석(전북대학교), 이규홍(안전성평가연구소)  

KIT 윤석주 부소장, 제19차 한국동물실험대체법학회 학술상 수상 - 국내·외 예측·대체 독성 연구에 선도적 역할 수행 -   안전성평가연구소(KIT) 윤석주 부소장(UST, KIT스쿨 대표교수)은 지난 12월 15일(목), 제주 국제컨벤션센터에서 열린‘제19차 한국동물실험대체법학회(KSAAE)’에서 학술상을 수상하였다. 이 상은 동물대체시험법 연구에 우수한 학술 활동으로 연구 분야에 기여가 큰 연구자에게 수여하는 상으로, 윤석주 부소장은 국내·외 실험동물 대체를 위한 예측·대체 독성 연구에 선도적인 역할을 수행한 공로를 인정받아 수상하게 되었다. 윤석주 부소장은 그간 독성예측 연구를 위해 대량의 유전자 발현을 동시에 분석할 수 있는 기술을 독성학에 접목하였으며, 독성 유전체 연구를 비롯해 줄기세포 유래 주요 장기조직 및 초소형 생물종 제브라피쉬를 활용한 첨단 분자 생물학 기술을 선제적으로 도입하여 국내 동물실험 대체 독성연구를 주도적으로 수행해왔다. 또한 국제활동으로 2015년 6월 국내 최초로 OECD 주관 프로젝트에 참여하여 독성발현경로(Adverse Outcome Pathway)를 제안하였으며, 3차원 세포모델을 이용한 나노물질의 독성을 고속으로 평가하는 시험법 개발의 연구책임자로 ISO 국제 표준시험법 제정에 핵심적인 역할을 했다.향후 KIT는 줄기세포 분화기술, 분자영상기술, 빅데이터 기반의 컴퓨터 독성학 기술 등 첨단과학기술을 활용한 대체독성 연구를 통해 신약의 유효성·안전성 확보하고 신약 개발의 효율화를 확대해나갈 예정이다. 한편, 한국동물실험대체법학회는 동물대체시험법 연구 및 개발을 활성화하기 위해 2007년에 설립되었으며, 매년 동물대체시험법에 대한 최신 연구 동향 공유를 위해 학술행사를 개최하고 있다.