리뷰 논문

산전 대마초 노출에 대한 전임상 연구에 사용되는 다양한 방법론

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DOI:

10.3791/69557

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2026년 6월 5일

 ,  , 
1Departments of Pediatrics, University of New Mexico School of Medicine

이 논문에서

요약

산전 대마초 노출(PCE)을 다루는 전임상 연구는 트랜스-델타-9-테트라하이드로칸나비놀(THC)과 칸나비디올(CBD)과 같은 대마초가 임산부와 발달 중인 태아에게 미치는 영향을 조사하기 위해 다양한 방법론을 활용합니다. 이 리뷰에서는 다양한 시험관 내 및 생체 내 기법과 그 장점과 한계를 소개합니다.

초록

미국 전역에서 대마초 합법화는 특히 임산부들 사이에서 인간 사용이 증가하면서, 개인과 발달 중인 태아에게 미칠 잠재적 건강 영향에 대한 과학적 연구가 필요해졌습니다. 특히 트랜스-델타-9-테트라하이드로칸나비놀(THC)과 칸나비디올(CBD)을 포함한 전임상 연구는 흥미로운 기회와 상당한 도전을 제공합니다. 그러나 대마초 제형, 투여 경로(경구, 흡입, 국소 적용), 투여 방식의 다양성은 약동학과 생체이용률의 차이로 인해 효능과 안전성 평가에 어려움을 초래합니다. 임신한 사람과 발달 중인 태아에 대한 단기 및 장기 영향 등 대마초 사용의 잠재적 이점과 위험을 이해하는 것은 신경발달 효과를 이해하는 데 필수적입니다. 본 리뷰에서는 세포 기반 분석법, 오가노이드 모델, 동물 모델, 인공지능(AI), 머신러닝(ML) 등 시험 관 내 및 생체 내 방법을 활용하여 산전 칸나비노이드 노출(PCE)에 대한 전임상 연구를 활용하여 방법론적 한계와 근거 기반 치료 개발에 미치는 영향을 평가합니다.

서론

미국 산부인과학회(ACOG)와 미국 소아과학회(AAP)를 포함한 국가 전문 기관들은 임신 중이거나 임신을 계획하는 사람들의 대마초 사용을 중단하거나 피할 것을 권고합니다. 2025년 8월 기준으로 24개 주와 워싱턴 D.C.가 성인의 기호용 대마초를 합법화했습니다2(그림 1). 대마초는 임산부에게 가장 흔히 사용되는 연방 불법 약물입니다. 3. 산전 칸나비노이드 노출률(PCE)은 증가하고 있으며, 2012년 임신의 5.5%에서 2022년 9%로 증가했습니다. 미국 내 임신 중 대마초 사용 유병률은 3.9%에서 16% 사이입니다. 식물인 Cannabis sativa는 향정신성 및 약용 특성을 가진 500가지 이상의 화학물질과 144가지 독특한 칸나비노이드를 포함하고 있으며, 그중가장 흔한 두 가지는 트랜스-델타-9-테트라하이드로칸나비놀(THC)과 칸나비디올(CBD)입니다. THC는 대마초 취감과 중독성을 유발하는 주요 향정신성 칸나비노이드입니다. 대마초 꽃에 포함된 THC 함량은 1990년대 5%에서 최근 몇 년간 40% 이상으로 급격히 증가했습니다.

임신 중인 사람들 사이에서 대마초 사용이 증가하는 이유 중 하나는 대마초가 불안, 스트레스, 수면, 우울증을 완화하고 통증과 메스꺼움 완화에 도움이 된다는 일반적인 인식 때문입니다. 또한 대마초가 천연 식품으로 인식되어 의약품보다 더 안전한 대안이라는 오해도 있습니다 6,7. 하지만 임신 중 대마초를 사용하면 태반이 태반을 통과해 엔도칸나비노이드 수용체인 칸나비노이드 수용체(CB 1, 2)에 결합하여 발달 중인 태아에 노출될 수 있습니다. 이 수용체들은 생식 조직과 태반에서 발현되며, 임신 8,9 주 14주차부터 태아 뇌에서 감지됩니다. 임산부가 섭취한 후 THC는 빠르게 혈류로 들어가며, 흡입 후 3-10분, 경구 섭취 후1-2시간 사이에 혈장 수치가 최고조에 도달합니다. 만성적인 대마초 사용은 지방 조직에 축적되고 저장되므로, 활성 사용을 중단해도 임신 중에도 THC의 존재가 지속될 수 있습니다11. 출산 후에는 모유를 통해 노출될 수있습니다. 연구에 따르면 THC는 한번 사용 후 최대 6일, 만성 사용 시 최대 6주까지 검출될 수 있으며, 이는 지방 저장소에 축적되어 있기 때문입니다11,14.

임신한 사람과 발달 중인 태아 모두에게 위험이 존재하는 것은 대마초 사용 환경에서 알려져 있습니다. 대마초를 사용하는 임신부는 교란 요인을 조정한 후에도 임신성 고혈압, 자간전증, 태반 조기 박리 등 여러 합병증의 위험이 증가합니다. PCE는 조산율 증가, 임신 주수에 비해 작음, 그리고15,16세 영아의 저체중 출생과 독립적으로 연관되어 있음이 밝혀졌습니다. PCE 이후 비정상적인 발달은 청소년기와 성인기까지 지속되며, 기억력 능력, 충동 조절, 문제 해결, 언어 발달이 감소하여17, 18, 19. 임신 중이나 모유 수유 중에 사용해도 안전하다는 입증된 대마초는 없습니다 1,3.

대마초는 구강 제품(예: 식용 제품, 캡슐/정제, 팅크, 로젠지/필름, 차), 흡입 제품(예: 흡연, 베이프, 농축액, 스프레이), 또는 피부에 바르는 제품(예: 크림, 로션, 밤, 패치) 등 다양한 형태로 가공될 수 있습니다. 그중 흡연이 여전히 주된 사용 방식이지만, 최근 추세는 성인들 사이에서 식용 제품과 전자담배 소비가 증가하고 있음을보여줍니다. 중요한 점은, 노출 경로가 발현 시기와 지속 기간에 영향을 미칠 수 있다는 것입니다; 흡입 시 THC가 빠르게 흡수되어 혈장 수치가 높아지고 효과가 빠르게 나타납니다. 경구 복용 시 발현이 지연되지만, 작용 지속 시간은 더 깁니다. 국소 및 설하 형태의 전신 흡수는21의 변수입니다. 목표 전달과 생체이용률을 개선하기 위한 새로운 전달 방법도 개발되고 있습니다. 새로운 모델이 계속 개발됨에 따라, 연구 결과의 적용 가능성을 높이기 위해 가능한 한 노출 패러다임을 표준화하는 등 현재 문헌 상태를 검토하는 것이 중요합니다.

범위와 구조
이 방법 중심 리뷰는 PCE에서 대마초/칸나비노이드 연구에 사용된 전임상 모델과 노출 패러다임을 요약하고 비교하며, 엄격성과 번역에 미치는 시사점을 논의할 것입니다. 2026년까지 출판된 논문에 대해 PubMed에서 문헌 검색이 이루어졌습니다. 핵심 단어에는 산전 칸나비노이드/대마초/마리화나 노출, 전임상 모델, 임신에 대한 칸나비노이드 영향, 그리고 자녀 결과가 포함되었습니다. 포함 기준은 영어, PCE에 초점을 맞춘 전임상 연구였으며, 독창 연구, 리뷰 또는 메타분석을 포함할 수 있었습니다.

실제 세계의 이질성과 다양한 형태와 가변적인 효능을 연결하고, 전임상 방법론적 선택(경로, 제형, 용량, 시기)이 결론에 영향을 미치는 이유를 고려하는 것이 중요합니다. 모델 설계와 PCE 관련 논문 해석 시 노출 방식, 용량, 빈도, 노출 지속 시간 등 중요한 고려사항이 필요합니다.

리뷰 및 관점

PCE에 대한 전임상 연구는 인간 임상시험 시행 전에 THC와 CBD와 같은 칸나비노이드의 복잡한 효과를 이해하는 데 중요한 역할을 하며, 이 접근법은 용량, 투여 경로, 환경 요인 등 실험 조건을 통제하는 등 여러 장점을 가지고 있습니다. 동물 모델과 시험관 내 연구는 부가 요인을 조절할 수 있기 때문에 대마초의 생물학적 및 분자적 작용 기전을 밝히는 데 도움을 줄 수 있습니다. PCE에 대한 전임상 연구는 특히 취약 계층에서 칸나비노이드 투여와 관련해 윤리적 문제가 발생하는 임상 칸나비노이드 연구를 보완하는 필수적인 수단입니다. 신경 보호 잠재력을 더 잘 이해하고 대마초 사용 위험을 제한하기 위해서는 추가 연구가 필요합니다.

시험관 내 모델
시험관 내 모델은 특정 세포 반응을 보다 고립되고 정의된 방식으로 연구할 수 있는 방법을 제공하지만, 복잡한 전신 시스템을 복제할 수 없다는 점에서 큰 한계가 있습니다. 대마초 사용 시험관 내 모델은 대마초와 그 성분이 살아있는 유기체 외부의 세포와 조직에 미치는 영향을 연구하는 데 사용됩니다. 이 모델들은 대마초의 생물학적 메커니즘을 조사하고, 잠재적 치료 효과를 평가하며, 사용과 관련된 잠재적 위험을 평가하는 데 매우 유용합니다. 태반 영양층 세포주는 태반 기능 장애와 산모-태아 간 칸나비노이드 전달을 연구하는 데 사용되어 왔습니다. 한 연구에서는 인간 척추외영양질 세포주(HTR8/SVneo)를 사용하여 THC가 세포 증식(48시간 노출 후), 침윤, 미토콘드리아 기능에 미치는 영향을 분석했으며, 세포 증식과 침입이 유의하게 감소하고 미토콘드리아 기능이 부정적인 영향을 받았음을 발견했습니다22. 또 다른 연구에서는 융모암(BeWo 세포)에서 유래한 인간 영양층 세포주를 사용했으며, 이 세포들은 태반 영양 교환과 THC에 의해 유발되는 대사 스트레스를 연구하는 데 자주 사용됩니다. 이 호르몬은 인간 융모성 생식선자극호인(hCG) 분비를 감소시키고, 태아 성장에 중요한 것으로 알려진 세 가지 호르몬인 태반 락토겐과 인슐린 성장인자 2의 생성을 촉진하는 것으로 밝혀졌습니다(그림 2).

생리학 기반 약물동역학(PBPK) 모델은 시험관 내 데이터와 기타 정보(예: 인간 생리학)를 결합하여 약물동학적 행동을 예측하는 것을 목표로 하는 시험관 내 모델 예시입니다. THC와 11-하이드록시-델타-9-테트라하이드로칸나비놀(11-OH-THC)에 대한 PBPK 모델이 개발되었습니다. 11-OH-THC는 THC24의 주요 활성 대사산물로, 매우 강력하고 오래 지속됩니다. THC는 흡입으로 투여되어 건강한 비임신 그룹에 정맥 주사로 투여되어 모델을 검증하였습니다. 이 모델은 임신한 인구에게 THC를 투여하는 것에 대한 윤리적 문제로 인해 임신한 사람들의 THC 노출을 외삽하고 예측하는 데 사용되었다24,25.

이러한 시험관 내 연구는 특정 연구에 중요하지만, 전신 발달이나 다체계 영향과 같은 더 복잡한 결과를 조사할 수 없다는 점이 큰 한계입니다. 모델들은 서로 다른 세포 유형과 조직 간의 완전한 상호작용이 부족해 생체 내 시스템의 복잡성과 생리학적 관련성을 완전히 재현하지 못합니다.

오르가노이드 모델
오르가노이드 모델은 줄기세포에서 추출한 3차원(3D) 미니 장기를 제공하며, 이는 인간 조직의 복잡성을 모방하여 시험관 내 모델의 한계를 해결할 수 있습니다. 하지만 오가노이드 모델은 면역 세포나 혈관 같은 중요한 구성 요소가 부족하여 복잡한 전신 상호작용을 관찰하는 데 사용되기 어렵습니다. 오르가노이드 모델은 인간과 관련된 3D 시스템을 제공하여 실제 약물 행동을 더 잘 예측함으로써 전통적인 세포 배양과 동물 모델 간의 간극을 메운다(그림 2). 오가노이드는 특히 발달 중인 뇌에 미치는 대마초의 영향을 조사하는 데 유용한 도구로 입증되고 있습니다. 해마26과 소뇌27 및 기타 뇌 영역에 대해 패턴화된 뇌 영역별 오가노이드가 생성되어 인간의 뇌 발달과 질병을 모델링할 수 있는 방법을 제공한다. 뇌 오가노이드를 이용한 연구는 대마초와 그 성분들이 뇌, 특히 THC와 CBD28,29,30에 미치는 영향에 대한 중요한 통찰을 밝혀냈습니다.

Ao 등의 연구는 인간 배아 줄기세포(hESC)를 이용해 뇌 오가노이드를 조립하고 배양하는 PCE를 모델링했다28. 온칩 THC 노출 하에서 뇌 오가노이드는 신경 성숙 감소, CB1 수용체 하향 조절, 신경돌 성장 저하, 자발 신경 발화 감소를 보였습니다. 이 발견은 THC가 뇌 발달, 특히 피질 신경세포의 성숙에 미치는 잠재적 부정적 영향을 강조합니다. Miranda 등은 두 개의 인간 유도 다능성 줄기세포주(hiPSCs)를 이용해 신경세포로 분화하고, 분화 19일째부터 30일째까지 1-10 μM 농도로 THC와 CBD에 노출시켰다29. 이로 인해 기능적 손상 신경세포가 형성되었으며, PCE와 정신질환 간의 연관성에 대한 잠재적 설명을 제시합니다. THC 처리 신경세포 또한 시냅스 및 글루타메이트 신호 전달 변화를 보였습니다. 따라서 오르가노이드 모델들은 THC가 특정 뇌세포 유형에 부정적인 영향을 미친다는 것을 밝혀냈습니다.

임신한 사람에게 대마초를 투여하는 데 있어 윤리적 문제로 인해, 오가노이드는 뇌가 특히 취약한 태아 발달 시기 노출 효과를 연구하는 데 매우 유용한 접근법이 될 수 있습니다. 전통적인 세포 및 동물 모델은 인간 신경계를 완전히 표현하는 데 한계가 있어, 오가노이드가 대마초 노출이 신경 발달에 미치는 영향을 조사하는 데 더 적합한 시스템입니다31. 오르가노이드 연구가 상당한 진전을 이루었지만, 오가노이드 배양 내 재현성과 이질성 같은 도전 과제는 여전히 해결해야 합니다. 오르가노이드에서 혈관 형성이 부족한 것도 또 다른 한계이지만, 이 문제를 극복하기 위한 생명공학적 접근법이 탐구되고 있습니다. 오가노이드를 이용한 향후 연구는 대마초가 발달 중인 신경계에 미치는 영향을 포괄적으로 이해하고 공공 정책 및 의료 지침을 제공하는 데 매우 중요할것입니다.

생체 내 모델
이 모델 유형은 생물학적 효과를 관찰하고 독성, 대사 및 전반적인 효능을 평가하는 데 더 특이적이고 신뢰할 만합니다. 결과를 해석할 때는 주의가 필요하며, 연구 결과가 인구 집단에 직접적으로 적용되지 않습니다. 대마초 사용의 생체 전임상 모델은 THC와 CBD와 같은 칸나비노이드가 행동, 뇌 기능, 잠재적 치료 효과에 미치는 영향을 연구할 수 있습니다. 이 모델들은 연구자들이 대마초가 신체와 뇌에 미치는 영향을 이해하는 데 도움을 주며, 대마초 관련 문제와 기타 질환에 대한 잠재적 치료법 개발에 매우 중요합니다. 이 모델들은 통제된 환경에서 대마초가 과정에 미치는 영향과 대사, 심혈관계, 신경발달 결과에 미치는 영향을 탐구할 수 있게 합니다11. 이 모델에는 선충부터 비인간 영장류까지 다양한 종이 사용된다(그림 3).

일반적으로 사용되는 종 중 하나는 Caenorhabditis elegans(C. elegans )로, 인간과의 유전자 중복(추정 60%-80% 일치)과 짧은 수명(32주)으로 인해 사용됩니다. 세포, 분자, 유전적 수준에서의 기본 발달을 연구하는 데 유용합니다. C. elegans 는 엔도카나비노이드 리간드, 효소, 수용체로 구성된 기능적 ECS를 가지고 있으나, 포유류 시스템보다 더 원시적이다33. C. elegans 를 활용한 모델들은 산전 대마초 노출과 대마초 독성의 영향을 조사하고 있습니다

초파리인 Drosophila melanogaster는 대마초가 뇌 기능과 수명에 미치는 영향을 조사하는 또 다른 모델입니다. 수명은 비교적 짧으며(50-90일), 유전체는 인간과 비슷한 70%입니다. 이들은 신경계가 잘 매핑되어 있어 뇌 기능 조사에 유용하다34. 하지만 단점은 해마와 같은 복잡한 뇌 구조가 없고 ECS35가 없다는 점입니다.

엔도칸나비노이드 시스템(ECS)은 특히 설치류와 비인간 영장류(NHP)에서 척추동물 종 전반에 걸쳐 매우 보존되어 있습니다35. 높은 보존 덕분에 인간 건강과 질병에 주로 적용 가능한 중개 연구가 가능합니다. C. elegans와 마찬가지로 제브라피시(Danio rerio)도 전임상 대마초 노출 모델링에 사용되며, 수명은 약 3년이고 인간과 유사한 유전체를 가지고 있습니다. 제브라피시는 기능적인 ECS/칸나비노이드 수용체를 가지고 있어, 칸나비노이드 기능과 초기 발달을 연구하는 데 흔히 사용되는 모델 생물입니다. 제브라피시는 배아와 유생의 빠른 발달 때문에 발달 연구에 유용하며, 발달 초기 단계에서 몸의 투명성이 두드러집니다. 따라서 제브라피시는 대마초가 배아 발생, 행동, 신경 발달, 신경염증에 미치는 영향을 조사하는 데 사용되어왔습니다.

비록 덜 흔하지만, 병아리 배아 모델은 대마초 노출의 영향을 조사하는 데 활용될 수 있습니다. 이 모델은 임신 초기 단계에서 THC 투여 후 배아 독성 효과와 배아 생존율 감소를 입증했습니다37. 이 모델은 활용도가 제한적일 수 있지만, 윤리적 제약으로 인해 답하기 어려운 특정 질문에 대한 통찰을 제공할 잠재력을 가지고 있습니다.

널리 사용되는 생체 내 모델은 설치류(다양한 계통의 쥐와 쥐)로, 이는 인간과 유전적·생리학적 유사성 때문에38,39. 특히 쥐는 유전적으로 조작될 수 있어서 엄청난 이점이 될 수 있습니다40. 쥐는 행동적으로 더 복잡하기 때문에 사회적 상호작용, 학습과 기억, 두려움과 불안을 연구하는 데 유용하며, 인간에서 PCE 이후 이러한 변화가 관찰됩니다 41,42. 설치류는 CB 수용체, 내인성 리간드, 그리고 엔도카나비노이드의 생합성과 분해를 담당하는 효소와 유사한 엔도칸나비노이드 시스템(ECS)을 공유합니다. 설치류를 이용해 대마초 노출의 여러 측면을 조사하는 수많은 모델이 존재합니다. 설치류 모델의 단점 중 하나는 임신 기간이 인간보다 훨씬 짧아 뇌 발달의 상당 부분이 출생 후에 이루어진다는 점입니다.

마지막으로, NHP 모델은 보상, 인지, 기억, 운동 조정, 신경발달 등 생물학적·행동적 유사성이 더 가까워 인간에게 더 높은 번역적 관련성을 제공합니다43. 가장 인기 있는 NHP 모델은 붉은털원숭이와 다람쥐원숭이입니다. 다람쥐 원숭이는 THC44를 스스로 투여할 수 있어 대마초의 보상 효과를 연구하고 잠재적 대마초 사용 장애(CUD) 치료법을 평가할 수 있습니다. 붉은털원숭이(Resus macaque)는 THC 쿠키를 안정적으로 섭취할 수 있으며, 이는 새끼의 폐 발달과 기능에 해롭다는 것으로 밝혀졌습니다45. 일관된 섭취의 이점은 용량 조절을 가능하게 하지만, 비용과 규제 요건 때문에 많은 과학자들이 NHP 모델을 추구하는 데 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 이는 전환상의 이점에도 불구하고 그렇습니다.

모든 생체 내 모델은 대마초 투여 방식과 사용 용량이라는 복잡한 요소를 가지고 있습니다. 대마초는 여러 방식으로 소비할 수 있으며, 역사적으로는 대마초 성분을 피하(IP) 또는 피하(SC) 주입하는 방식이 사용되었습니다. 주사는 1차 대사에 더 큰 역할을 하며 다른 투여 방법에 비해 효과 발현을 지연시킬 수 있습니다. 가비지는 경구 섭취가 필요할 때 자주 사용되었으며, 대마초가 위장관에 노출되는 이점이 있습니다. 이러한 접근법이 적절할 수는 있지만, 주사와 비베지 사용은 동물에게 상당한 스트레스(및 생리적 변화)를 유발할 수 있으며, 임상적 번역 가능성에 대한 우려가 있습니다. 연구자들은 증기 흡입 모델과 다양한 경구 제품 등 인간 대마초 사용 패턴을 더 잘 반영하는 대체 투여 경로를 계속 탐색하며, 전임상 연구의 번역 가치를 향상시키는 것을 목표로 하고 있습니다. 추가 연구들은 대마초가 불안과 우울증 유사 행동뿐만 아니라 인지 기능(학습, 기억, 주의력)에 미치는 영향을 조사했습니다. 지금까지의 PCE 연구들은 인간과 유사한 장기적인 인지 및 정서 행동 장애를 일관되게 입증합니다41,46

특히 THC 식용 제품을 포함한 자발적 소비 모델을 통해 대마초가 경구 섭취를 선택한 개인에게 미치는 영향을 더 잘 이해하기 위해 활용되고 있습니다. 자발적 경구 투여 패러다임의 예로는 초콜릿 젤라틴(THC-E-gel)을 사용해 쥐에서 자발적 고용량 섭취를 유도하는 모델(47 ), 그리고 생쥐에서 중간 정도의 산전 THC 노출을 위해 THC와 섞은 미니 초콜릿 쿠키와 땅콩버터를 통한 자발적 섭취 모델이 있습니다48. 자발적 섭취는 간부 투여의 스트레스를 해소하는 이점이 있지만, 실제 섭취량에 따라 용량이 달라질 수 있어 투여량을 해석하기 위해 혈청 측정이 필요할 수 있습니다.

동물 모델은 시험관 내에서 평가할 수 없는 행동 결손과 신경병리학적 변화 등 복잡한 종단점을 연구하는 데 매우 유용합니다 . 동물 모델도 대마초 사용을 줄이고 재발을 예방하는 데 도움이 될 수 있는 치료법을 평가할 수 있습니다. 이들은 윤리적 문제로 인해 인간에게서 조사하기 어렵거나 불가능한 대마초 사용 및 남용의 측면을 연구할 수 있는 수단을 제공합니다.

전임상 연구 환경은 주로 기술의 발전에 의해 변화하고 있습니다. 전통적인 동물 모델이 여전히 유효하지만, 동물 모델의 한계로 인해 혁신적인 방법론의 채택이 점점 증가하고 있습니다. 구체적으로, 종 간 차이, 윤리적 고려사항, 그리고 동물 모델이 인간 반응을 정확히 재현하지 못할 수 있다는 사실이 새로운 접근법 개발을 계속 촉진하고 있습니다. 계산 모델링은 특정 과학적 질문에 대해 더 인간 관련 데이터를 제공하며 동물 실험의 필요성을 줄일 수 있습니다.

인공지능(AI)과 머신러닝(ML)
AI와 ML은 전임상 연구를 혁신하고 있습니다(그림 2). 머신러닝은 데이터 분석과 모델링을 향상시키기 위해 대마초 관련 연구에서 점점 더 많이 활용되고 있습니다. Ng 등의 범위 검토는 ML 알고리즘이 대마초 사용의 위험과 기여 요인을 예측하고 대마초49에 관한 정보를 추출하는 데 사용될 수 있음을 강조했습니다. 알고리즘과 관련된 도전 과제는 결과에 편향이 도입되었다는 점이었습니다. AI와 ML은 인간과 관련된 데이터를 생성하지만, 학습되는 데이터의 품질과 성격에 크게 의존하기 때문에 결과에 편향이 개입될 수 있습니다.

전임상 연구는 대마초와 칸나비노이드의 다면적 효과를 이해하는 데 필수적입니다. 표 1은 본 리뷰에서 논의한 전임상 모델 클래스들을 주요 장점과 한계와 비교한 것입니다. 다양한 동물 모델을 활용하고 방법론을 지속적으로 개선함으로써, 과학자들은 안전하고 효과적인 대마초 기반 의약품을 개발하고 공중보건 의사결정에 필요한 증거를 제공하기 위해 노력하고 있습니다.

결론

대마초 노출 방법론, 특히 산전 노출 모델에 관한 양질의 연구는 매우 중요합니다. 전임상 연구 접근법은 대마초의 복잡한 효과를 이해하고, 잠재적 치료 응용 분야를 식별하며, 대마초 관련 질환에 대한 안전하고 효과적인 치료법을 개발하는 데 유용한 도구를 제공합니다. 임신부에서 사용이 증가함에 따라 이러한 전임상 연구 결과는 유망하지만, 이 연구들이 주요 한계점이 있다는 점을 강조하는 것이 중요합니다(표 1). 여기에는 전 신 시스템을 재현할 수 없는 시험관 내 실험, 오가노이드 재현성/이질성, 혈관 분배 부족, 동물 모델의 종 차이, AI/ML 편향 위험 등이 포함됩니다. 또한, 전임상 대마초 연구에서의 규제 장벽은 연구 자료 접근을 방해하고 행정적 문제를 야기할 수 있습니다. 대마초는 여전히 Schedule I 물질로 분류되어 최고 수준의 규제 감독을 받고 있어 남용 가능성이 높고 연방 차원에서 인정된 의료용 사용이 없음을 나타냅니다. 다만 의료용으로 Schedule III 물질로 전환할 권고가 있습니다50.

특히 산전 사용을 중심으로 한 전임상 연구의 향후 방향은 모델 간 번역적 정렬을 개선하기 위해 가능한 한 노출 패러다임을 표준화하는 것을 포함해야 합니다. 사용되는 제품의 효능 차이(칸나비노이드 함량과 순도, 훨씬 높은 THC 농도)와 조형 유사성은 현재 연구 비교에 큰 장애물로 남아 있습니다. 임상 결과로 전환하기 위해 노출 용량, 투여 경로, 임신 시기(삼분기)를 기록해야 합니다. 또한, 주거, 양육, 스트레스와 같은 환경 요인을 조사하는 전임상 연구도 수행되어야 합니다. 전임상 모델 사용은 임산부와 발달 중인 태아에게 특히 중요하며, 임상 시험이 윤리적으로 이루어지지 않는 경우입니다.

특정 적응증에서 이점이 존재하는 것으로 보이기 때문에, 이러한 발견이 실제 결과로 어떻게 연결되는지 더 깊이 이해하기 위해 인간을 대상으로 한 임상 연구가 필수적입니다. 대마초는 만성/신경병성 통증 완화를 제공할 수 있습니다(51,52), 메스꺼움과 구토(53,54). 대마초는 임신 중 산모 빈혈 증가, 출생 체중 감소 및 중환자 치료 필요성 등 신생아 문제 등 여러 해로운 영향을 미칩니다55. 따라서 현재 문헌이 부족한 상황에서, 대마초 사용의 가장 안전하고 효과적인 적응증을 규명하기 위해서는 방법론적으로 엄격한 전임상 연구와 인간 연구의 신중한 조합이 필요합니다.

요약하자면, 전임상 연구는 대마초와 그 잠재적 치료 응용 분야에 대한 이해를 진전시키는 데 중요한 역할을 합니다. 이 연구들은 대마초의 작용 기전, 잠재적 이점, 잠재적 위험에 대한 귀중한 통찰을 제공하여 향후 임상 시험과 새로운 대마초 기반 치료법 개발의 길을 열고, 건강 결정을 안내합니다. 임신 중 대마초 사용이 상당한 신경발달 위험을 초래한다는 강력한 증거가 있습니다. 앞으로는 인간과 동물의 연구를 연결하는 중개 연구가 PCE가 초래하는 피해를 그려내고, 궁극적으로 발생하는 파괴적인 영향을 극복하거나 치료할 방법을 찾는 데 중요합니다.

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그림 1: 미국 내 기호용 대마초 합법화 타임라인. 1970년부터 포괄적 약물 남용 및 통제법(CSA)이 제정되었습니다. 이 연방법은 대마초를 포함한 통제 물질의 제조, 유통 및 소지에 대한 규제를 확립했습니다. 미국 의회는 주들이 연방법을 따라가도록 강제할 수 없으며, 이는 주들이 대마초와 같은 물질의 합법성을 규제하는 지방 법률을 통과시키는 결과를 낳습니다. 2012년에 워싱턴과 콜로라도가 최초로 대마초의 기호용 사용을 합법화했습니다. 그 이후로 50개 주 중 24개 주와 워싱턴 D.C.가 기호용 대마초 사용을 합법화했습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.

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그림 2: 시험관 내 오가노이드 및 AI 모델. 시험 관 내 배양 모델(예: 세포 배양주)은 살아있는 유기체 외부의 세포 및 조직 구성 요소를 연구하는 데 도움을 줍니다. 오르가노이드는 인간 장기의 구조와 기능을 모방하는 3차원 조직 배양입니다. 이 모델들은 뇌 오가노이드부터 인간 뇌 오가노이드에 이르기까지 다양합니다. 줄기세포주도 대마초 연구에 흔히 사용됩니다. 인공지능(AI)과 머신러닝(ML)은 최근에는 대마초 연구에 영향을 미치는 모델 개발에 활용되고 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.

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그림 3: 생체 내 모델. 선충과 비인간 영장류 같은 동물을 포함하는 전임상 대마초 연구에 흔히 사용되는 생체 내 모델을 묘사합니다. 이 모델들은 행동, 뇌 기능, 잠재적 치료 효과 등 다양한 관심 분야를 연구하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.

사용 방법주요 장점한계
시험관 내 실험 실험 매개변수에 대한 높은 제어복잡한 전신 시스템 / 생물학적 과정을 복제할 수 없음
동물 및 인간 연구에 대한 윤리적 이점화합물이 전신에 미치는 영향을 포착할 수 없습니다
특정 세포 반응과 기전을 분리합니다생체 내 효과로 직접적으로 적용되지 않는 발견
고처리량 스크리닝에 적합함
비용이 저렴하고 대체로 비교적 빠릅니다
오르가노이드 모델인간 관련 3D 시스템 제공종종 재현성이 제한적이었다
실제 약물 행동을 분석할 수 있습니다면역 세포와 혈관(혈관 형성) 같은 중요한 구성 요소가 부족합니다
복합물이 인간 장기에 미치는 영향제한된 산소/영양 공급
신경 발달에 대한 복합적 영향이질성
생체 내 실험통제된 환경(용량 및 투여)종 차이
인간 연구에 비해 윤리적 이점윤리적 불이익
자치 관리 모델이러한 발견은 일반적으로 인간의 반응으로 직접적으로 적용되지 않습니다
증기 흡입 모델엄격한 규제와 준수 기준
행동, 뇌 기능, 치료 효과에 미치는 영향을 연구할 수 있습니다비용도 많이 들고 시간도 많이 걸립니다
공중보건 결정에 도움을 주세요
AI/ML인간 관련 데이터결과에 편향이 도입될 가능성
동물 연구 필요성 감소
화합물 사용에 기여하는 위험 및 요인 예측

표 1: 산전 대마초 노출에 대한 전임상 연구에서 사용되는 다양한 방법의 주요 장단점.

공개 사항

저자들은 공개할 이해 상충이 없습니다.

감사의 글

뉴멕시코 대학교 보건과학센터 연구 할당위원회 보조금, 뉴멕시코 대학교 소아과, 신생아과 부서의 지원을 받았습니다.

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