미세먼지 속 세균이 호흡기 질병을 일으키는 과정 밝혀내

한국생명공학연구원, 감염병 세균에 의한 호흡기 질환 치료와 유해 세균 제어 기술 개발


국내 연구진이 미세먼지에 의한 호흡기 감염 위험성을 밝혀냈다.

한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연) 환경질환연구센터 이무승 박사 연구팀은 미세먼지에 있는 병원성 미생물이 호흡기 손상 위험을 높이는 기전을 규명하였다고 지난 1월 31일 밝혔다. 이를 통해 향후 미세먼지 내 감염병 세균에 의한 호흡기 질환 치료와 유해 세균 증식을 제어기술 개발에 기여할 것으로 기대되고 있다.

중국에서 불어닥친 황사 등으로 겨울철 미세먼지가 전국을 뒤덮는 일이 잦아지고 있다. 미세먼지는 10㎛(마이크로미터) 이하의 대기 중에 떠다니며 눈에 보이지 않을 정도로 작은 먼지를 말한다. 미세먼지는 각종 화합물과 유기물로 이루어진 복합체로 바이러스, 세균, 곰팡이와 같은 병원성 미생물도 다수 포함되어 있으며, 호흡을 통해 폐로 들어온 세균성 병원체들은 감염을 일으킬 위험이 있다.

미세먼지가 인체에 미치는 영향에 관한 연구는 여러 분야에서 진행되고 있지만, 미세먼지에 포함된 세균에 의한 감염에 관한 연구는 미미한 수준이다.

연구팀은 미세먼지에 포함되어 있는 병원성 세균인 슈도모나스 스투체리(Pseudomonas stutzeri)가 호흡기 손상을 일으키는 기전을 최초로 규명하였다. 슈도모나스 스투체리는 토양을 비롯한 다양한 환경에 널리 분포된 세균으로 신체의 기능이 저하되면 수막염, 폐렴, 관절염을 비롯한 여러 감염병을 일으킬 수 있다.

연구팀은 동물모델을 통해 미세먼지에 노출되어 폐의 면역 기능이 떨어지면 슈도모나스 스투체리에 의한 감염이 증가하여 폐 손상이 촉진됨을 밝혀냈다. 특히 미세먼지에서 분리한 슈도모나스 스투체리는 실험실에서 배양된 표준 균주보다 강한 염증반응을 일으켜 보다 심각한 폐 손상을 유도한다는 사실을 확인하였다. 나아가 연구팀은 슈도모나스 스투체리 제어에 효과적인 단백질도 발견하였다.

선천성 면역에 관여하는 톨 유사 수용체(Toll-like receptor, TLR)라는 단백질이 항생물질인 베타-디펜신 3(β-defensin 3)를 생성하여 슈도모나스 스투체리를 제어할 수 있다는 것이다.

연구책임자인 이무승 박사는 “이번 연구 성과는 미세먼지에 포함된 세균의 유해성을 최초로 밝힌 것으로 미세먼지의 노출에 의한 호흡기 손상의 원인을 밝히고 이를 제어하는데 중요한 실마리를 제공할 수 있을 것이다.”라며 “앞으로 후속연구를 통해 미세먼지에 포함된 세균 및 바이러스와 같은 다양한 유해성 인자를 조사할 것”이라고 밝혔다. 

한편 이번 연구는 1월 15일에 발행된 환경 분야의 세계적 저널인 Environmental Pollution(IF 9.988) 최신 호에 게재되었으며, 과기정통부 개인기초중견연구자지원사업 및 원천기술개발사업, 농진청 농업과학기술개발사업, 생명연 주요사업의 지원으로 수행되었다. 

논문명 : Pseudomonas stutzeri PM101005 inhaled with atmospheric particulate matter induces lung damage through inflammatory responses / 교신저자 : 이무승 박사 / 제1저자 : 정유진·김창웅 박사

글. 우정남 기자 insight1592@gmail.com

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