양전하 띤 미세 플라스틱 들이마시면 폐 세포 파괴

기초지원연·전남대, 나노 플라스틱 전기적 특성에 따른 허파꽈리 영향 분석

양전하를 띠는 나노 플라스틱이 폐로 들어가면 폐 세포를 사멸시키는 것으로 나타났다.

한국기초과학지원연구원은 이성수 박사 연구팀과 전남대 김응삼 교수 연구팀이 나노 플라스틱 표면의 전기적 특성이 폐 세포의 운명을 결정한다는 것을 규명했다고 17일 밝혔다.

생활 속에서 무분별하게 버려지는 플라스틱은 지름 5㎛(마이크로미터·1천분의 1㎜) 이하 마이크로 플라스틱뿐만 아니라 지름 100㎚(나노미터·100만분의 1㎜) 이하의 나노 플라스틱으로까지 쪼개진다.

허파꽈리 상피세포에 축적된 나노 플라스틱은 여러 질환을 일으키는 것으로 알려졌지만, 세포 내 구체적인 작용 기전은 알려지지 않았다.

연구팀은 주기적으로 수축·이완되는 폐를 모사해 세포배양 환경을 조성한 뒤 나노 플라스틱에 의한 허파꽈리 상피세포의 형태 변화를 실시간으로 분석했다.

그 결과 나노 플라스틱의 전기적 성질이 상피세포 운명에 결정적인 영향을 끼치는 것으로 나타났다.

나노 플라스틱 표면이 음전하를 띠는 경우에는 규칙적인 섬유 구조를 자라게 하는 것으로 나타났지만, 세포 자체에 미치는 악영향은 없었다.

반면 양전하를 띠면 불규칙한 섬유 구조를 자라나게 하고, 세포 내에 과도한 활성산소 생성을 유도함으로써 세포를 사멸시키는 것으로 나타났다.

이번 실험에는 기초지원연 광주센터의 ‘3차원 홀로토모그래피 현미경’이 사용됐다.

이 현미경은 빛에 대한 굴절률을 이용해 세포의 구조를 정량·정성적으로 분석할 수 있다.

별도의 전처리 과정 없이 살아있는 상태의 세포를 실시간 분석할 수 있다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘나노 레터스'(Nano Letters) 지난 10일 온라인판에 실렸다.

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