전남대 김응삼 교수팀, 초미세 플라스틱 폐 손상 원리 규명
플라스틱 표면 전하 의해 세포 파괴
나노분야 국제 학술지 최신호 게재
초미세 플라스틱 조각들이 사람의 폐를 어떻게 손상하는지를 전남대학교 연구팀이 밝혀내 학계의 주목을 받고 있다.
전남대 생물학과 김응삼 교수 공동연구팀은 나노 분야 국제학술지인 ‘Nano Letters’지 최신호에 게재한 연구논문을 통해 폐포(일명 허파꽈리) 상피세포의 형태를 변형시키고, 세포를 파괴하는 것은 공기를 통해 폐로 흡입된 나노플라스틱의 표면 전하(물체가 띠고 있는 정전기의 양)에 의해 결정된다고 17일 밝혔다.
나노 플라스틱 표면은 고유의 전기적 성질 갖고 있는데 이 가운데 양전하를 띤 나노 플라스틱 조각들이 폐포 상피세포 내에서 불규칙적인 섬유구조를 자라게 하고, 세포 내에 과도한 활성산소 생성을 유도해 세포를 사멸시킨다는 사실을 확인했다. 이와 달리 음전하를 띤 나노 플라스틱은 폐포 상피세포에 별다른 악영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
대표적인 생활 폐기물인 플라스틱은 물리·화학적 요인에 의해 직경 100nm(나노미터) 이하의 미세한 크기로 분해돼 공기 중으로 반출되고, 인간의 호흡기를 통해 폐에 축적돼 다양한 질환을 유발하는 것으로 알려져 왔다. 이번 연구는 기존과 달리, 인간의 호흡 조건을 모사하기 위해 폐포 세포에 주기적인 인장·이완 자극을 가한 상태에서 다른 표면 전하를 가진 초미세 플라스틱의 실시간 세포 내 유입을 추적했고, 세포사멸과 관련한 신호들을 분석했다.
공동연구팀은 김응삼 교수(공동교신저자)와 Amir Roshanzadeh 대학원생(공동 제1저자)을 비롯해 한국기초과학지원연구원(KBSI) 광주센터 이성수 책임연구원(공동교신저자), 박상우(공동 제1저자) 연구원으로 구성됐다.
김 교수는 “이번 연구는 지구 환경에 노출되고 있는 초미세 플라스틱 입자에 의한 폐 질환의 발병원리를 이해하는데 기여할 수 있을 것”이라며 “앞으로 초미세 플라스틱 입자에 의한 인간과 다른 생물에 미치는 독성 시험의 표준화 연구로 이어나갈 계획”이라고 말했다.
/김경태 기자 kkt@namdonews.com