박희호 교수, 초미세 탄화수소 입자 위험성 확인

2D 탄화수소 입자에 의한 줄기세포 독성 유발 및 분화 촉진..태아 성장·발육에 영향

[전형준 기자(jhj2529@pressian.com)]
강원대학교 문화예술·공과대학 화학생물공학부 박희호 교수가 참여한 국내 연구팀이 초미세 탄화수소 입자가 태아의 성장, 발육에 미치는 위험성을 확인했다.

박희호 교수는 연세대학교 홍진기 교수와 공동 연구를 통해 2D 산화그래핀에 의한 줄기세포 독성 및 조기 분화 유발을 확인했다.

▲연구 모식도. ⓒ강원대

연구팀은 이러한 연구 결과를 환경과학 분야 권위지인 ‘저널 오브 헤저더스 머티리얼즈(Journal of Hazardous Materials, IF=9.038, JCR 상위 3%)’ 2월 20일자 온라인판을 통해 공개했다.

논문 제목은 ‘2D graphene oxide particles induce unwanted loss in pluripotency and trigger early differentiation in human pluripotent stem cells(2D 산화그래핀 입자에 의한 인간유도만능줄기세포(hiPSC)의 다능성 손실 및 조기 분화 유발)’이다.

이번 연구로 초미세먼지에 탄화수소 입자의 위험성을 더욱 강조할 수 있을 것으로 기대된다.

연구에서 박희호 교수팀은 탄화수소인 2차원 산화그래핀‘2D graphene oxide’입자가 유도만능줄기세포막에 부착 및 세포질에 축적되는 것을 확인했다.

노출에 의한 활성산소(reactive oxygen species, ROS) 및 caspase-3(세포사멸 apoptosis 마커) 활성도 증가로 인한 세포 생존력 감소 및 배아체(embryoid body, EB) 형성 억제를 확인했다.

특히, 연구팀은 산화그래핀 입자를 처리한 유도만능줄기세포에서 다능성(pluripotency) 마커인 OCT-4, NANOG를 감소시켰으며, 조기 분화를 유도 및 단축시키는 것을 확인했다.

박희호 교수는 3일“유도만능줄기세포와 비슷한 다능성을 가진 배아줄기세포(embryonic stem cell, ESC)는 배아에서 태아로 성장 및 발달하는 과정에서 세포 증식(proliferation)과 분화(differentiation)가 체계적(organized)으로 일어나는데. 조기 분화 유발로 인한 분화 시간이 앞당겨질 경우, 준비가 덜 될 상태에서 분화가 시작되어 문제가 나타날 위험성이 높다”며 “이번에 확인된 독성 및 조기 분화 유발 결과를 토대로 향후 추가적인 연구를 거쳐 초미세먼지가 태아의 성장, 발육에 미치는 원인을 파악해 위험성을 알릴 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

이번 연구는 연세대학교 허지웅(제1저자), 강원대학교 최재원(제1저자), 강원대학교 박희호 교수(교신저자), 연세대학교 홍진기 교수(교신저자)와 공동 연구를 통해 진행됐으며, 과학기술정보통신부 3D생체조직칩기반 신약개발플랫폼 구축사업, 산업통상자원부 알키미스트 프로젝트의 지원을 받았다.

[전형준 기자(jhj2529@pressian.com)]