최근 과학계의 화두는 윤리적이고 지속 가능한 연구 방법론의 확산이다. 특히 생명 과학 분야에서는 동물 실험을 최소화하고 대체할 수 있는 새로운 기술에 대한 요구가 증대하고 있다. 이러한 시대적 요구에 부응하여, 건국대학교 첨단바이오공학부 도정태 교수 연구팀이 동물 난자를 사용하지 않고 줄기세포만으로 초기 배아 발달 단계에서의 환경호르몬 독성을 평가할 수 있는 혁신적인 플랫폼을 개발하는 데 성공했다. 이는 동물 실험 대체 연구 분야에 새로운 가능성을 제시하는 중요한 성과로 평가받고 있다.
이번 연구에서 건국대 연구팀은 난자나 수정란을 전혀 사용하지 않고 오롯이 줄기세포만을 이용해 ‘인공배반포(blastoid)’를 제작했다. 이를 통해 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 대표적인 환경호르몬인 ‘비스페놀 A(BPA)’의 배아 독성을 평가했다. 비스페놀 A는 플라스틱 용기, 식기, 물병, 통조림 내부 코팅, 영수증 감열지 등 다양한 제품에 사용되며, 생식 및 발달 과정에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 꾸준히 제기되어 왔다. 기존의 환경호르몬 독성 평가는 동물 실험을 통해 난자나 수정란을 채취해야 하는 기술적, 윤리적 한계가 있었다.
하지만 건국대 연구팀이 개발한 플랫폼은 이러한 한계를 극복했다. 연구 결과, 인공배반포를 이용한 실험에서 비스페놀 A는 인공배반포의 형성 과정과 체외 착상 과정을 모두 억제하는 것으로 나타났다. 이러한 독성의 주요 원인으로는 세포 내 활성산소(ROS) 증가로 인한 산화 스트레스가 지목되었다. 더 나아가, 연구팀은 항산화제인 글루타치온(GSH)을 처리했을 때 활성산소 증가가 억제되고 배반포 형성 및 착상 효율이 회복되는 것을 확인함으로써, 독성 발생 메커니즘을 명확히 규명했다.
도정태 교수는 “이번 연구는 동물 난자를 사용하지 않고도 초기 배아 발달 단계에서의 독성을 평가할 수 있다는 점에서 윤리적·과학적 의미가 크다”고 강조했다. 이는 환경호르몬뿐만 아니라 다양한 인체 유해 물질에 대한 비임상 독성 평가 및 생식독성 연구 분야에서 대체 플랫폼으로 발전할 잠재력을 보여준다. 이번 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 Environment International(IF=9.7, 5yr IF=11.6) 10월 1일자 온라인판에 게재되었으며, 생물학연구정보센터(BRIC) 선정 ‘한국을 빛낸 사람들(한빛사)’ 논문에도 이름을 올리며 학계의 주목을 받고 있다.
건국대학교 연구팀이 개발한 인공배반포를 활용한 독성 평가 플랫폼은 동물 실험 대체 기술 개발의 새로운 전환점으로 평가받으며, 환경과학과 생식의학 분야 모두에서 폭넓게 활용될 것으로 전망된다. 이러한 혁신적인 연구는 지속 가능한 과학 기술 발전에 기여하며, 관련 업계의 다른 기업들에게도 윤리적이고 효율적인 연구 방법론 도입을 촉구하는 계기가 될 것으로 기대된다.
