디젤연소분진, 환자 콧속에 물혹까지 유발 “ZEB2 단백질 증가, 보호장벽 기능 감소”

  최근 악화되는 대기오염은 비염과 천식 등 다양한 호흡기 질환을 일으켜 건강을 위협한다. 대표적 대기오염 인자인 디젤연소분진은 국제암연구소에서 1급 발암물질로 지정했다. 국내 연구진이 디젤연소분진이 만성부비동염에 미치는 영향을 밝혀냈다. 

서울대병원 이비인후과 신현우 교수팀은 디젤연소분진과 기도 상피세포의 손상 기전과 만성부비동염의 악화에 미치는 관계를 연구해 20일 발표했다. 

  연구팀은 디젤연소분진을 쥐 6마리 코를 통해 흡입시키고 대조군 6마리와 비교했다. 그 결과 디젤연소분진을 흡입한 쥐는 ZEB2 단백질이 4배 증가했다. 상피간엽이행 현상도 나타났다.
 

디젤연소분진(DEP: diesel exhaust particle); 
경유를 사용하는 차량 등의 엔진이 연료를 태우면서 발생하는 여러 입자가 기체와 섞인 혼합물  

상피간엽이행(epithelial mesenchymal transition); 
외부 오염원이나 알레르기 유발물질, 병균으로부터 호흡기를 보호하는 상피세포가 장벽 기능 상실로 세포 증식과 섬유화가 높아지는 간엽세포로 변화하는 현상 

  실제로 사람 콧속에서 얻은 비강 상피세포를 배양한 실험도 진행했다. 정상인과 콧속 물혹이 있거나 없는 부비동염 환자 각각 7명 씩, 총 21명에게서 얻은 세포에 디젤연소분진을 자극했다. 정상인에 비해 부비동염 환자는 ZEB2 단백질이 3배 증가했다. 이 단백질은 상피간엽이행을 유발해 상피세포가 호흡기를 보호하는 장벽 기능을 막는다. 특히 콧속 물혹이 있는 부비동염 환자는 디젤연소분진을 접촉하기 전부터 ZEB2 단백질이 증가했다. 디젤연소분진은 정상인과 부비동염 환자 모두에서 장벽 기능을 감소시켰으며 콧속 물혹이 발생되기 전 단계에서 이러한 장벽 기능 악화가 훨씬 뚜렷했다.  

  만성부비동염 환자가 디젤연소분진에 노출될 경우 ZEB2의 증가와 장벽기능 감소로 콧속 물혹이 동반되는 심한 만성부비동염으로 진행될 수 있다는 것을 보여준다. 

  연구팀은 부비동염 동물모델을 이용해 디젤연소분진 노출 실험을 했다. 단순 부비동염을 유발하는 모델에 디젤연소분진이 추가로 노출된 10마리 쥐 모두에서 콧혹 물혹이 관찰됐다. 콧속 점막 상피세포에서 ZEB2 발현도 약 4배 증가했고 상피세포가 손상된 부위도 6배 상승했다. 

  신현우 교수는 “상피세포의 기능이 약화되면 대기오염 물질에 직접적인 손상 외에도 호흡기로 들어오는 미생물, 바이러스에 취약해진다”며 “디젤연소분진을 포함한 대기오염 물질의 발생을 줄이고 환자 노출도 최소화해야 한다”고 강조했다. 

  서울의대 상기도폐쇄질환 연구실은 상피간엽이행을 포함한 기도 상피 손상과 예방 치료를 꾸준히 연구해 호흡기학과 알레르기 분야 최상위 저널에 다수 발표하고 있다. 이번 연구 역시 ‘알레르기·임상면역(Journal of Allergy and Clinical Immunology)’ 온라인판 최근호에 실렸다. 

  신 교수팀의 이번 연구는 보건산업진흥원의 세계선도 의생명과학자 육성사업(2단계)과 한국연구재단 기초연구실 지원 사업의 지원을 받아 수행됐다.