○ 화학물질의 발암성을 확인하기 위해 기존에 실시해 왔던 동물을 이용한 발암성시험은 대규모, 장기간의 시험을 요구함. 따라서 동물 윤리 및 시험의 효율성을 고려해 동물을 사용하지 않거나 적게 사용하여 화학물질의 발암성을 탐색하기 위한 스크리닝 연구들이 계속되고 있음. 이와 더불어 관련 기전 정보 및 증거 가중치 등의 적용을 함께 고려하여 발암성 관련 연구사항에 대한 최신화가 필요함

 ○ 최신 연구에서 전암성 병변을 확인함으로서 발암성의 탐색이 가능하다고 알려져 있으며, 실험동물의 간 조직에서 유전자 분석 및 면역조직화학 염색 등의 방법을 통해 간 대사 효소의 일종인 글루타치온 S-트랜스퍼라제 P-form (GST-P)를 마커로 이용하여 종양 이전의 전암 병변을 확인할 수 있다고 알려져 있음

 ○ 이를 활용하여 기존의 염색 방법을 통해 확인하기 어려운 소규모나 초기 전암 병변에 대해 선제적으로 확인이 가능할 것으로 생각됨에 따라, 이번 연구에서 GST-P 마커를 이용해 면역조직화학 염색법을 실시하여 실험적 요건을 확립하고, 염색 부위의 정량적 분석을 실시하여 기존의 염색법에 의한 진단과 비교하고자 하였음

 ○ 이 연구를 통해 흡입독성시험에서 발생할 수 있는 전암성 병변을 조기에 탐색하여 최종적으로 화학물질의 발암성시험에 활용 가능하도록 기반을 마련하고자 함

2. 주요연구내용

□ 연구결과

 ○ 화학물질에 의한 발암성 관련 가이드라인 및 연구 사항의 최신화

  - 국제암연구소(IARC)에서 발행하는 발암성 관련 보고서(Monograph)를 중심으로 문헌 탐색을 통해 발암성 탐색을 위해 고려되어야 할 유전적, 비유전적 지표(암 특성)를 확인하였음

  - 발암성 및 발암가능성이 있는 1~2B 그룹으로 분류된 (직업관련)화학물질에 대해 관련 기전을 분석한 결과 유전독성 쪽의 특성이 가장 연관 높은 것으로 나타났으며, 그 외 세포 증식, 사멸 또는 세포 영양 공급의 변화와 (대사적으로 활성화된)전자친화성 관련 특성이 주로 연관된 것으로 확인되었음

 ○ 흡입독성시험 수행 실험동물의 시료를 활용한 전암 병변 관련 마커 분석

  - 흡입독성연구센터에 보존된 실험동물(랫드, 마우스)의 간 조직을 이용해서 헤마톡실린 및 에오신 염색을 실시하여 기존 염색법을 통한 정상조직, 전암 병변 및 종양 조직을 확인하였고, 면역조직화학 염색을 실시해 전암 병변 마커(GST-P)와 세포 증식 마커(PCNA)를 염색하였음

  - 마우스의 경우 2년 동안 발암성 화학물질인 테트라클로로에틸렌(Tetrachloroethylene)에 노출시켜 헤마톡실린 및 에오신 염색에서 종양, 변이소 또는 과다형성이 확인된 개체의 시료에서 GST-P 및 PCNA 마커가 다량 염색되었음. 동일 물질에 대해 90일간 노출시켰던 시료에서 기존 염색에서 정상으로 확인된 경우에서도 정상 시료보다 많은 양의 마커가 염색되었음

  - 랫드의 경우 2년 동안 사육한 정상 동물의 간 시료에서 기존 염색에서 변이소 또는 과다형성이 확인된 경우 GST-P 염색이 증가하였음. 또한 유기용매 또는 향료로 이용되는 화학물질인 n-헵탄올(Heptan-1-ol)에 90일간 노출된 랫드의 간 시료에서 기존 염색을 통한 변이소가 확인되지 않았으나, 소규모로 GST-P 염색 부위가 증가하였음. 이를 통해 기존의 헤마톡실린 및 에오신 염색에서 확인하지 못한 초기 전암 병변의 파악 가능성을 확인하였음

 ○ 화학물질의 발암성 관련 최신 연구를 고려하여 발암성시험의 스크리닝 방식 제고

  - 흡입 발암성시험의 효율적 운용을 위해 시험물질 선정과 관련하여 스크리닝을 위한 적용 방식을 추가 탐색하였음. 문헌 조사를 통해 유전독성 양성 결과 등의 발암원의 특성을 고려한 작용기전(MOA)와 효력을 함께 고려해 시험물질을 3단계로 추가 분류할 것을 제안하였음

□ 시사점

 ○ 산업현장에서 이용되는 화학물질 중 발암원으로 여겨지는 물질들의 문헌 분석을 실시하여 유전독성, 세포 증식/사멸 또는 영양 공급의 변화 등의 발암 관련 주요 특성(기전)을 확인하였음

 ○ 전암 병변 마커로 알려진 GST-P의 면역 염색 및 분석을 실시한 결과, 실험동물의 간 시료에서 해당 마커의 발현 증가를 확인하였고 특정 화학물질 노출에 의한 비정상적 발현이 확인되었음. 이를 통해 간의 전암 병변에 대한 선제적 스크리닝이 가능할 것으로 사료됨.

3. 연구활용방안

 ○ 향후 흡입 발암성시험의 효과적인 시험물질 선정을 위한 자료로 활용

 ○ 기존 독성시험의 잔여 시료를 활용하여 화학물질에 의한 독성관련 자료의 보조적 생산 및 응용

4. 연락처

 ○ 연구책임자: 산업안전보건연구원 흡입독성연구센터 흡입독성시험부 조은상

 ○ 연락처: 042-869-8536

 ○ e-mail: escho@kosha.or.kr