17일 한국기초과학지원연구원(원장 신형식, 이하 기초과학지원연) 광주센터 이성수 박사 연구팀과 전남대학교(총장 정병석, 전남대) 생물학과 김응삼 교수 연구팀이, 호흡으로 흡입된 나노플라스틱 표면의 전기적 특성에 따라 폐 세포가 파괴된다고 밝혔다. 이에 따라, 그동안 주로 환경오염 측면에서 주목받던 미세 플라스틱 문제가 나노 크기 단위에서는 인체의 호흡기에 치명적인 영향을 미칠 수 있음이 이번 연구를 통해 확인됐다.
플라스틱은 직경 5㎛(마이크로미터)이하의 마이크로플라스틱이나, 직경 100㎚(나노미터) 이하의 나노플라스틱으로 쉽게 소형화되며, 이 중 나노플라스틱은 그 크기가 매우 작아 공기 중에 날아가, 호흡을 통해 폐의 상피세포에 흡수·축적된다.
'폐포 상피세포(Alveolar epithelium cell)'에 축적된 나노플라스틱은 여러 질환을 일으키는 것으로 알려져 있지만, 폐에 축적된 나노플라스틱이 세포내에서 어떻게 작용해 질환을 일으키는 지는 정확하게 알려지지 않았었다.
공동연구팀은 이번 실험에서 양전하를 띠는 나노플라스틱은 세포 내에서 불규칙적인 섬유구조를 자라나게 하고, 세포 내에 과도한 활성산소 생성을 유도함으로써 세포를 사멸시킨다는 것을 실시간으로 관찰하여 밝혀냈다. 다만, 나노플라스틱 표면이 음전하를 띠는 경우에는 폐포 상피세포 내에서 한 방향의 규칙적인 섬유 구조를 자라게 해 세포를 신장시키지만 세포자체에 미치는 악영향은 없었다.
기초과학지원연 이성수 책임연구원은 "3차원 홀로토모그래피 기술을 응용하면, 살아있는 세포에서 일어나는 생물학적 변화 과정을 별도의 전처리 과정없이, 있는 그대로 실시간으로 관찰할 수 있다"며, "이번과 같이 나노플라스틱에 의한 폐 상피세포의 변화 과정을 관찰하는 것은 물론, 퇴행성 뇌질환 등 여러 질환의 발병기작 이해와 치료방법 개발에도 널리 응용이 가능하다"고 밝혔다.
기초과학지원연 신형식 원장은 "국가적·사회적으로 주요한 이슈인 나노플라스틱이 인체에 미치는 영향을 분석한 결과로서, 분석과학이 국민의 건강과 안전한 생활을 여는 열쇠가 될 수 있음을 다시 한 번 드러낸 것"이라며, "기초과학지원연구원은 이 밖에도 미세먼지 분석이나 화석연료의 연소물 분석 등 국민 생활과 직결되는 여러 이슈와 난제에 분석과학으로 해결해 나갈 것"이라고 말했다.
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