[그림 1] 주요 연구진(왼쪽부터 배명애 책임연구원(교신저자), 김성순 연구원(1저자))
[그림 2] 김성순 박사(1저자)가 향료 성분에 노출된 제브라피쉬들의 행동을 자동 기록하는 장비로 모니터링하고 있다
[그림 3] 김성순 박사(1저자)가 향료 성분에 노출된 제브라피쉬들의 뇌 조직을 추출해 신경전달물질의 변화를 측정하는 장비에
넣고있다
[그림 4] 인간의 혈-뇌 장벽과 뇌 조직을 모방한 '생체 조직칩'에 향료 성분을 투입하여 혈-뇌 장벽 통과 여부를 실험하는 모습
[그림 5] 종간 교차 연구를 통한 시트로넬롤의 종합적인 신경독성 기전 모식도
시트로넬롤
제브라피쉬 치어
제브라피쉬 성체
마우스
(쥐)
생체 조직칩
뇌 오가노이드
향료 제품
화장품
향수
탈취제
- 종간 교차 연구 -
감소
증가
감소
증가
OH
CH3
H3C
CH3
[그림 6] 향료 제품에 쓰이는 ‘시트로넬롤’의 신경독성 현상을 다양한 실험모델과 신경전달물질
대사 분석을 통해 규명한 모식도
(세부사항 그림 6-① ~ 6-⑤) 참조)
신경독성 효과 관찰
활성 산소종 생성
신경 염증 유도
행동계 장애
10
20
30
40
50
60
0
2
4
0.1% DMSO
1 mg/L citronellol
2 mg /L citronellol
4 mg /L citronellol
8 mg /L citronellol
Time (min)
Ve
loc
ity
(m
m/
se
c)
신경전달물질 대사 장애 관찰
시트로넬롤
제브라피쉬 치어
제브라피쉬 성체
마우스
(쥐)
생체 조직칩
제브라피쉬 치어
마우스
(쥐)
뇌 오가노이드
트립토판
키뉴레닌
3-
하이드록시 키뉴레닌
프로게스테론
코르티솔
감소
증가
시트로넬롤 노출에 의한 대사 경로 변화
향료 제품
화장품
향수
탈취제
IDO&TDO
효소
KMO
효소
이
동
속
도
(m
m
/초
)
345 mg/kg
690 mg/kg
3450 mg/kg
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
c
o
n
c
e
n
tr
a
ti
o
n
(
μ
g
/g
)
Plasma
Brain
농
도
(μ
g
/g
)
혈액
뇌 조직
Plasma Brain
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
c
o
n
c
e
n
tr
a
ti
o
n
(
μ
g
/g
)
농
도
(μ
g
/g
)
농
도
(μ
g
/g
)
혈액 뇌 조직
혈액
뇌 조직
혈액
-뇌 장벽 투과 관찰
OH
CH3
H3C
CH3
50 mg/kg
200 mg/kg
500 mg/kg
0
5
10
15
c
o
n
c
e
n
tr
a
ti
o
n
(
μ
g
/g
)
Blood
Brain
[그림 6-①] 다양한 생체 모델에서 혈-뇌 장벽 (BBB)을 투과하는 시트로넬롤
혈액
뇌 조직
혈액
뇌 조직
수중 노출
경구 투여
농
도
(μ
g
/g
)
농
도
(μ
g
/g
)
농
도
(μ
g
/g
)
농
도
(μ
g
/g
)
혈액
뇌 조직
혈액
뇌 조직
제브라피쉬
제브라피쉬
마우스
사람 유래 세포 기반
혈
-뇌 장벽 조직칩
[그림 6-②] ‘시트로넬롤’에 노출에 신경계 손상 관찰
시
트
로
넬
롤
활
성
산
소
종
(
%
)
활성 산소종 형광 염색
시트로넬롤
(mg/L)
시트로넬롤
시트로넬롤
(mg/L)
시트로넬롤
(mg/L)
시트로넬롤
(mg/L)
뇌
조
직
내
대
식
세
포
뇌
조
직
내
호
중
구
대
식
세
포
염
색
호
중
구
염
색
세
포
사
멸
염
색
뇌
조
직
내
세
포
사
멸
시트로넬롤
대조군
대조군
대조군
대조군
대조군
대조군
[그림 6-③] 시트로넬롤’에 노출에 의한 혈액-뇌 장벽 손상 관찰
시
트
로
넬
롤
대
조
군
시
트
로
넬
롤
대조군
시트로넬롤
(4 mg/L)
시트로넬롤
(8 mg/L)
대식세포 염색
혈액
-뇌 장벽
염색
혈관세포 염색
혈액
-뇌 장벽 비투과성 물질
혈관세포 염색
혈액
-뇌 장벽 비투과성 물질
시트로넬롤
(mg/L)
시트로넬롤
(mg/L)
대조군
대조군
대조군
시트로네롤
4 mg/L
시트로네롤
8 mg/L
로
다
민
형
광
강
도
혈
-뇌
장
벽
영
역
대
식
세
포
유
전
자
발
현
변
화
[그림 6-④] 시트로넬롤 노출에 의한 행동학적 장애 관찰
주
촉
성
(
%
)
원형 외곽 부위
원형 내곽 부위
이
동
속
도
(
밀
리
미
터
/초
)
이
동
속
도
(
밀
리
미
터
/초
)
이
동
속
도
(
밀
리
미
터
/초
)
시간
(분)
시간
(분)
- 빛 상태 -
- 암흑 상태 -
시간
(분)
시트로네롤
4 mg/L
대조군
시트로네롤
1 mg/L
시트로네롤
2 mg/L
시트로네롤
4 mg/L
시트로네롤
8 mg/L
시트로네롤
8 mg/L
대조군
시트로네롤
2 mg/L
대조군
시트로네롤
1 mg/L
시트로네롤
2 mg/L
시트로네롤
4 mg/L
시트로네롤
8 mg/L
대조군
시트로네롤
1 mg/L
시트로네롤
2 mg/L
시트로네롤
4 mg/L
시트로네롤
8 mg/L
[그림 6-⑤] 신경화학 대사체 분석을 통한 신경계 변화 확인
트
립
토
판
농
도
(
μ
g
/
g
)
키
뉴
레
닌
농
도
(
μ
g
/
g
)
3
-하
이
드
록
시
키
뉴
레
닌
농
도
(
μ
g
/
g
)
프
로
게
스
테
론
농
도
(μ
g
/g
)
알
로
프
레
그
나
노
론
농
도
(
μ
g
/g
)
코
르
티
솔
농
도
(
μ
g
/
g
)
대조군
대조군
대조군
대조군
대조군
대조군
시트로넬롤
(mg/L)
시트로넬롤
(mg/L)
시트로넬롤
(mg/L)
시트로넬롤
(mg/L)
시트로넬롤
(mg/L)
시트로넬롤
(mg/L)
