과불화 및 다불화알킬물질(per- and polyfluoroalkyl substances, PFASs)에 대한 환경 노출은 아토피 피부염(AD)을 포함한 피부 질환과 점차 연관되는 것으로 보고되었으나, 근본적인 분자 기전은 명확하지 않다. 본 연구는 널리 검출되는 두 가지 PFAS인 퍼플루오로노나노산(perfluorononanoic acid, PFNA)과 퍼플루오로옥탄산(perfluorooctanoic acid, PFOA)가 신생아 유래 인간 상피 각질세포(Human Epithelial Keratinocyte, neonatal; HEKn)의 표피 기능과 유전자 발현에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 우리는 시험관 내(in vitro) 분석과 신생아 코호트로부터의 RNA-seq 분석을 통해 세포 생존성, 형태학적 변화, 전사체(transcriptomic) 변화를 평가하였다. PFAS는 농도 의존적 세포독성을 유발하고 장벽 관련 유전자의 발현을 하향 조절하였다. Ingenuity pathway analysis 결과, 상위 조절자(upstream regulator)로서 칼시트리올(calcitriol)이 억제되는 것으로 확인되었다. 기능적 검증에서는 칼시트리올이 PFAS에 의해 유발된 항균 펩타이드 유전자의 억제를 부분적으로 역전시킴을 보였다. 이러한 결과는 PFAS가 비타민 D 수용체 신호전달과 항균 방어를 손상시켜 AD 유사 피부 병리(AD-like skin pathology)에 기여할 수 있으며, 칼시트리올이 보호적 조절 물질로서의 잠재력을 지님을 지지한다. 본 연구는 환경 독성물질이 피부 항상성(skin homeostasis)에 미치는 영향에 대한 기전적 통찰을 제공하고, PFAS로 유발되는 피부 장벽 손상에서 칼시트리올의 잠재적 보호 역할을 시사한다.

환경 오염물질, 특히 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)은 아토피 피부염(AD)을 포함한 다양한 질병과 연관되어 있다. 그러나 AD에 대한 수많은 연구에도 불구하고, 다양한 환경 노출이 산모와 영아에 미치는 영향에 관한 연구는 부족하다. 따라서 본 연구는 특정 VOC(톨루엔, 자일렌, 벤젠)에 대한 산모의 노출이 산모와 영아에서 AD 관련 유전자 발현에 미치는 영향을 조사하였다. RNA 발현 수준과 DNA 메틸화 양상을 분석하여 환경 노출과 AD 간의 상관관계를 평가하였다. 또한 VOC 노출의 유전적 영향을 보다 폭넓게 이해하기 위해 유전자 발현과 메틸화 데이터를 통합하는 다중 오믹스 접근법을 추가로 수행하였다. 네트워크 분석 결과 AD와 연관된 유전자 발현에서 유의한 변화가 확인되었다. 예를 들어, 산모가 톨루엔에 노출된 경우 각질세포 기능장애와 연관된 AQP10이 상향 조절되었고, 영아에서는 면역 반응과 피부 장벽 기능에 핵심적인 역할을 하는 IL31RA와 CCL20 유전자가 두드러지게 영향을 받았다. 자일렌에 노출된 산모에서는 피부 장벽 회복에서의 역할을 통해 AD에 영향을 미치는 핵심 조절 인자로 히스타민 수용체 유전자 HRH1이 확인되었으며, 영아에서는 IL31RA의 상향 조절과 TIGIT의 하향 조절이 나타나 서로 다른 자일렌 이성질체 간에도 공통된 반응이 관찰되었다. 흥미롭게도, 자일렌 이성질체에 노출된 영아에서는 거의 동일한 유전자 네트워크 패턴이 나타났는데, 이는 다양한 환경 요인에 대한 발달적 저항성을 시사한다. 벤젠 노출 군에서는 유의한 유전자 변화가 확인되지 않았다. 이러한 결과는 특정 VOC 노출이 AD와 관련된 유전자 발현에 서로 다른 영향을 미칠 수 있음을 시사하며, 환경 요인이 질병 발병에 기여하는 방식의 복잡성을 강조한다.