생명연구원, '미세먼지 유발 염증성 장 질환 악화' 기전 규명

2차원 장 상피세포 및 3차원 장 오가노이드 활용 확인
환경 유해인자에 의한 장 기능 저하 치료제 개발 기대

[대전=뉴시스] 인간 전분화능줄기세포 유래 2차원 장 상피세포 모델을 통한 미세먼지 노출 장의 기능 저하 연구 요약. 미세먼지 노출 시 세포 내 칼슘 농도 저하로 칼슘 신호전달 체계에 교란이 발생하고 아미노산 농도 저하에 따른 단백질 분해 및 흡수기능이 떨어진다.(사진=생명연구원 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 한국생명공학연구원은 줄기세포연구센터 손미영 박사팀이 장 오가노이드를 활용해 미세먼지(PM 10)에 의한 염증성 장 질환 환자의 소장 기능저하 기전을 규명했다고 14일 밝혔다.

미세먼지는 주로 호흡기를 통해 흡입되고 음식물이나 식수를 통해 체내에 유입되기도 한다.

음식을 통해 섭취된 미세먼지는 침, 소화액과 같은 타액에 희석되지만 일부 유입된 미세먼지는 위나 장 점막으로 흡수돼 혈액을 타고 전신으로 퍼져 염증성 장 질환, 장내 마이크로바이옴 불균형과 같은 위장관계 장애를 유발하는 것으로 알려졌다.

이번에 연구팀은 보유하고 있는 인간 전분화능줄기세포 유래 2차원 장 상피세포와 3차원 오가노이드 기술을 이용해 염증성 장 질환에서의 미세먼지 영향 연구를 수행했다.

이를 통해 미세먼지에 노출된 염증성 장 질환 모델에서는 세포 내 중요한 신호전달 물질 중 하나인 칼슘의 신호전달 체계에 교란이 발생하고 단백질 분해와 흡수 기능이 저하돼 질환이 악화되는 것을 확인했다.

연구팀에 따르면 미세먼지 노출 시 세포 내 칼슘 농도의 저하로 칼슘 신호전달 체계에 교란이 발생하고 세포 내 아미노산 농도 저하에 따라 단백질 분해 및 흡수 기능이 떨어진다. 또 세포 내 칼슘 농도의 저하로 칼슘 신호전달 체계에 교란이 발생한다.

이번 연구성과는 면역학 분야 국제학술지 'Frontiers in immunology(IF 8.787)' 온라인 판에 지난 6월 게재됐다.(논문명:Particulate matter 10 exposure affects intestinal functionality in both inflamed 2D intestinal epithelial cell and 3D intestinal organoid models/교신저자:손미영·김대수 박사/제1저자:손예슬 박사·UST생명연캠퍼스 손나은 학생연구원).

손미영 박사는 "이번 연구성과는 염증 유발 장 질환이 있는 기저질환자의 미세먼지에 의한 장 기능 저하 기전을 새롭게 밝힌 것"이라며 "향후 기저질환자에서 나타나는 환경 유해인자에 의한 장 기능 저하를 치료키 위한 신규 타겟으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

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