국가독성과학연구소(소장 허정두)는 호흡기안전연구센터의 이규홍·우종환 박사팀이 김범석 전북대 생체안전성연구소 교수팀과 '폴리스타이렌(PS)' 미세플라스틱이 호흡기 노출 시 천식 유사 증상과 폐 손상을 유발한다는 사실을 규명했다고 22일 밝혔다.

이번 연구는 PS 미세플라스틱의 흡입독성 기전을 연구함으로써, 일상적으로 사용되는 플라스틱 제품이 인체 호흡기 질환에 미치는 위험성을 과학적으로 뒷받침한 의미 있는 성과로 평가된다.

연구진은 실험동물의 호흡기에 PS 미세플라스틱을 1000~50나노미터(㎚) 입자 크기별로 노출함으로써 나노 입자 크기별 폐 손상 정도를 관찰했다. 이어서 독성이 가장 크게 나타난 PS 50㎚ 입자를 용량별로 실험동물 기도에 노출하고, 비부에 흡입 노출함으로써 폐 손상을 관찰했고, 최종적으로 인간 폐 상피세포주에서 폐 손상 기전을 확인했다

연구진은 PS 미세플라스틱 노출에 의해 손상된 폐 조직 영역을 유전자 분석함으로써 IL-33 신호전달 경로와 Th2 면역 반응에 의해 폐 손상이 발생한다는 사실을 확인할 수 있었다. 즉, PS 미세플라스틱에 노출된 상피가 손상되면서 IL-33 단백질이 분비되고 천식 증상과 기도 염증이 유발되는 과정을 과학적으로 증명한 것이다.

또한, 연구진은 천식 치료제 스테로이드성 약물과 IL-33 단백질 발현 억제제를 각각 복강에 투여함으로써 PS 미세플라스틱에 의해 유발된 천식 증상과 손상된 폐 조직을 완화하는 결과도 확인할 수 있었다.

이번 연구는 일상생활에서 많이 사용되는 PS 제품이 미세플라스틱이 되어 공중에 부유하는 현상을 가정하여 수행됐다.

이규홍 박사는 “이번 연구는 공기 중 PS 미세플라스틱을 생명체가 흡입하면 천식 증상이 유발되는 위험성에 대해 과학적으로 규명한 첫 사례”라며, “향후 다양한 미세플라스틱의 흡입독성을 평가하고 치료 전략을 개발하는 중요한 기반이 될 것”이라고 말했다.

연구 성과는 지난 8월 환경 과학 분야 저널 Environment International에 게재됐다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com