동아대 김혁순·조완섭 교수 공동연구팀, 초미세먼지 성분 알레르기 질환 유해성 규명

4단계 BK21 미래환경 생체방어 융합사업단 성과

상위 5% ‘Journal of Hazardous Materials’ 게재

동아대학교(총장 이해우)는 4단계 BK21 미래환경 생체방어 융합사업단이 대기 초미세먼지의 급성 알레르기 질환 유해성을 규명한 논문을 발표했다고 11일 전했다.

김혁순·조완섭 교수 공동연구팀은 ‘The impact of atmospheric ultrafine particulate matter on IgE-mediated type 1 hypersensitivity reaction(대기 초미세먼지가 IgE 매개 1형 과민반응에 미치는 영향)’라는 제목의 논문을 ‘Journal of Hazardous Materials’ 최근호에 게재했다.

‘Journal of Hazardous Materials’는 저널 인용 보고서인 JCR(Journal Citation Reports) 저널 임팩트 팩터(Journal Impact Factor) 12.2로, 환경과학·공학 분야 상위 5%에 해당하는 저명한 학술지다.

이번 연구에는 4단계 BK21 사업 지원을 받은 동아대 대학원 건강과학과 공동연구팀 박정원·강민성·김규리 학생이 제1저자, 김혁순·조완섭 교수가 교신저자로 참여했다.

연구팀은 ‘미세먼지 관련 표준화’ 연구 목적으로 미세먼지의 구조적 핵심 물질을 정제했고, 이는 ‘IgE(면역글로불린 E) 매개 급성 알레르기 질환’에서 유해성이 나타날 수 있음을 제안했다.

연구팀은 또 혼합물 상태의 초미세입자를 새로운 스파크 방전기법으로 순도 높은 특정 입자로 추출, 초미세입자의 환경영향평가에서 성분별 생체 유해성을 평가하는데 유용한 기술을 제안하는 성과를 거뒀다.

동아대 연구팀이 이번에 규명한 ‘초미세먼지에 의한 급성 알레르기 유도 기전’은 사회적·환경적 문제로 대두되고 있는 초미세먼지에 의한 호흡기 질환 예방과 진단에 중요한 근거를 제공할 것으로 기대된다.

대기 중 초미세먼지는 대표적인 환경 유래 유해인자이며 이는 호흡기, 알레르기 질환 유발 등 인체에 유해한 것으로 알려져 있다. 하지만 지역, 계절, 기온에 따라 초미세먼지 성분 분포가 상이하고 정확한 분자적 메커니즘이 불분명해 질병과의 연관성을 표준화하는 데 어려움이 있었다.

이번 연구에서는 초미세먼지의 구조적 물질을 표준화하기 위해 ‘스파크 방전법’으로 초미세먼지의 코어입자인 ‘카본블랙(Carbon black)’을 정제, 급성 호흡기 알레르기 질환에서의 영향을 평가했다.

연구 결과 초미세먼지에 의한 폐 내 호중구의 급성 염증 유도와 말초 면역세포에서 과도한 염증반응이 유발됐고, 급성 알레르기 환경에서 초미세먼지에 의한 질병의 중증도 악화가 촉진되는 것으로 나타났다.

동아대 연구팀은 초미세먼지 유래 구조입자인 카본블랙에 의해 생체 내 비만세포의 침윤(번져서 인접한 조직이나 세포에 침입함)과 탈과립(일부 과립 세포에서 세포질 과립이 사라지거나 소실되는 현상) 반응이 더욱 증폭되고, 이러한 영향은 초미세먼지 유래 카본블랙 성분이 비만세포의 IgE 매개 신호전달 기전을 더욱 강화시켜 나타나는 것으로 보고했다.

이번 연구는 교육부 4단계 BK21사업, 과학기술정보통신부 우수신진연구지원사업, 식품의약품안전처 등의 지원으로 수행됐다.

김혁순·조완섭 교수 연구팀은 “앞으로도 초미세먼지를 비롯해 미래환경 유해인자에 대한 면역학적 방어 기전 규명 등 기초연구를 이어나갈 것”이라고 말했다.

왼쪽부터 동아대 박정원 박사과정생, 강민성 석사, 김규리 박사과정생, 조완섭 교수, 김혁순 교수.

영남취재본부 조충현 기자 jchyoung@asiae.co.kr