한국기초과학지원연구원 이성수·황금숙 박사와 전남대 김성학 교수 공동 연구팀은 미세먼지가 면역세포의 지질대사를 교란해 염증 반응을 지속 유도하는 과정을 3차원 광학 기술을 통해 규명했다고 4일 밝혔다.

연구팀이 염증 반응을 조절하는 면역세포인 생쥐의 대식세포에 표준 미세먼지 모델을 도입해 실시간 관찰한 결과, 세포 내에 미세먼지가 쌓이면서 지질방울(Lipid droplet)이 함께 형성되는 현상을 확인했다.

미세먼지의 독성을 시각적으로 보여주는 사례다.

염증 활성을 보여주는 표지자를 통해 실시간으로 정량 분석한 결과, 염증이 활성화되고 나서 지질 방울이 축적된 모습이 확인됐다.

연구팀은 살아있는 3차원 생체 시료를 분석할 수 있는 광학 기술인 3차원 홀로토모그래피와 다양한 생물학적 정보를 통합해 분석하는 기법인 다중 오믹스 기법을 함께 활용해 세포소기관의 미세한 변화를 정량적으로 분석하는 데 성공했다.

분석 결과 미세먼지 노출 이후 아라키돈산 등 염증 관련 지질체가 2∼3배 증가한 것으로 나타났다.

전사체 분석에서도 인지질을 분해해 염증 매개 물질을 생성하는 경로와 관련된 유전자 발현이 4∼6배 이상 상승하고, 염증 관련 유전자 발현도 함께 증가한 모습이 확인됐다.

미세먼지 노출이 인지질 분해 경로를 과활성화시켜 염증 매개물이 과도하게 생성되도록 유도하는 것으로 분석된다.

이성수 박사는 "이번 연구를 통해 미세먼지가 단순한 독성 입자가 아닌, 세포의 지질대사 회로를 교란해 염증을 지속시키는 기전임을 제시했다"며 "장기간 미세먼지 노출이 만성 염증성 질환으로 발전할 수 있는 과정을 설명할 수 있는 근거를 최초로 제시한 성과"라고 설명했다.

이번 연구 성과는 '유해물질저널'(Journal of Hazardous Materials) 지난달 5일 자 온라인판에 실렸다.