- 세계적 독성학 학술지 Archives of Toxicology (IF 10.9) 게재·BRIC ‘한빛사’ 선정

- Journal of Hazardous Materials 연구에 이어 연속 BRIC ‘한빛사’ 선정

… 기전 기반 인체 위해성 예측 연구 경쟁력 입증

▲(그림 1) 국립순천대학교 약학과 정승현 교수

국립순천대학교(총장 이병운) 약학대학 약학과 정승현 교수 연구팀이 실험동물에서 얻어진 흡입독성 자료를 사람의 실제 호흡기 노출 수준으로 정량적으로 변환할 수 있는 동물?인체 간 흡입노출 정량 외삽(animal-to-human quantitative extrapolation) 기술을 개발했다.

이번 연구 결과는 독성학 분야 국제 저명 학술지 Archives of Toxicology에 2026년 9월 17일 온라인 게재됐다. 해당 학술지는 최신 Journal Citation Reports 기준 Impact Factor (IF) 10.9, Toxicology 분야 106개 학술지 중 5위 (Q1, 상위 약 4.2%)에 해당하는 세계적 권위의 독성학 전문 학술지다. 실제 논문은 “A quantitative framework for animal-to-human extrapolation of inhaled aerosols using species-specific respiratory dosimetry”라는 제목으로 출판됐다.

특히 이번 연구는 국내 생명과학 연구정보센터(BRIC)가 우수 연구성과를 소개하는 ‘한국을 빛내는 사람들(한빛사)’ 논문으로 선정·소개되면서 연구성과의 과학적 우수성과 학술적 주목도를 다시 한번 인정받았다. 이는 최근 정승현 교수 연구팀이 산화세륨(CeO2) 나노입자의 흡입 후 호흡기 침착?체내동태?세포독성?인체 위해성평가를 연결한 MPPD?PBTK?TD 통합모델을 개발해 환경과학 분야 저명학술지 Journal of Hazardous Materials (IF 10.6)에 게재하고 한빛사에 소개된 데 이은 연속적인 우수 연구성과라는 점에서 의미가 크다. 앞선 연구 역시 국제 저명학술지 게재와 한빛사 소개를 통해 연구성과의 우수성을 인정받았다.

이번 연구에서 연구팀은 Multiple-Path Particle Dosimetry(MPPD) 모델을 이용해 마우스, 랫드 및 성인 사람의 해부학적·생리학적 호흡 특성을 각각 반영한 종 특이적 호흡기 선량평가 모델을 구축했다. 같은 공기 중 에어로졸 농도에 노출되더라도 종에 따라 실제 호흡기 내부에 침착되는 양과 위치가 크게 달라질 수 있다는 점에 착안해, 상기도(extrathoracic), 기관·기관지(tracheobronchial), 폐·폐포(pulmonary) 영역별 침착량을 정량적으로 비교했다.

분석 결과 동일한 에어로졸 노출조건에서도 설치류에서는 입자의 대부분이 상기도에 침착되는 반면, 사람에서는 상대적으로 많은 입자가 폐 깊숙한 영역까지 도달하는 것으로 나타났다. 기준조건에서 사람의 폐 침착률은 마우스보다 약 3.04배, 랫드보다 약 3.52배 높게 예측됐으며, 입자의 크기가 증가할수록 이러한 종간 차이는 더욱 확대됐다. 또한 비강호흡, 구비강호흡, 구강호흡 등 사람의 호흡방식에 따라서도 실제 폐에 전달되는 입자의 양이 크게 달라질 수 있음을 확인했다.

연구팀은 여기서 한 단계 더 나아가 MPPD로 예측한 호흡기 침착량을 기반으로 인체등가농도(Human Equivalent Concentration, HEC)와 종간보정계수(Species Correction Factor, SCF)를 산출하는 정량적 외삽 체계를 제시했다. 이를 통해 기존처럼 동물과 사람의 공기 중 외부 노출농도만을 단순 비교하는 방식에서 벗어나, “외부 노출농도 → 종별 호흡기 침착 → 인체등가노출”로 이어지는 기전 기반 정량평가가 가능해졌다.

이러한 접근은 향후 미세먼지, 산업용 입자, 나노물질 및 다양한 흡입 환경유해물질에 대한 동물실험 결과를 사람에게 보다 합리적으로 적용하는 데 활용될 수 있으며, 생리학적 기반 약동학(PBPK) 모델과 연계할 경우 호흡기 침착에서 전신 체내동태와 독성반응까지 연결하는 차세대 인체 위해성평가 플랫폼으로 확장될 수 있을 것으로 기대된다.

연구책임자인 정승현 교수는 “흡입독성 연구에서는 같은 공기 중 농도에 노출되더라도 동물과 사람의 호흡기 구조와 생리적 특성이 다르기 때문에 실제 폐에 도달하는 양은 크게 달라질 수 있다”며, “이번 연구는 이러한 종간 차이를 정량화하고 동물실험의 노출수준을 사람의 등가 노출수준으로 변환할 수 있는 계산적 기반을 마련했다는 데 의미가 있다”고 밝혔다.

이어 “최근 Journal of Hazardous Materials에 발표한 MPPD?PBTK?TD 통합 위해성평가 연구에 이어 이번 Archives of Toxicology 연구까지 연속적으로 한빛사에 소개된 것은 우리 연구팀이 추진해 온 기전 기반 독성계량학(mechanistic toxicometrics)과 인체 위해성 정량예측 연구의 학술적 경쟁력을 보여주는 성과”라며, “향후 다양한 흡입 환경유해물질과 나노물질에 대한 PBPK 및 독성동태·독성동력학 모델링으로 연구를 확대해 나갈 계획”이라고 말했다.

이번 연구는 전남대학교 약학대학 장지훈 교수와 국립순천대학교 약학대학 정승현 교수가 공동으로 수행했으며, 정승현 교수가 교신저자로 연구를 총괄했다.

▲(그림 2) ‘한빛사’소개 (https://www.ibric.org/bric/hanbitsa/treatise.do?mode=treatise-view&id=103391&authorId=35608#!/list;

정승현 (국립순천대학교 약학대학) | 한빛사논문 > 한빛사 | BRIC)

(그림 3) Online published, Archives of Toxicology (2026), https://doi.org/10.1007/s00204-026-04550-5