그림1. 미세플라스틱의 표면 전하에 의한 폐 세포 독성 유발 모식도/자료=KBSI
한국기초과학지원연구원(KBSI) 광주센터 이성수 박사, 전남대 생물학과 김응삼 교수로 이뤄진 공동연구팀은 호흡으로 흡입된 나노플라스틱 표면의 전기적 특성에 따라 폐 세포가 파괴된다고 17일 밝혔다.
이 중 나노플라스틱은 그 크기가 매우 작아 공기 중에 날아서 흩어지며, 호흡을 통해 폐의 상피세포에 흡수·축적된다.
연구팀은 인간의 호흡 주기와 유사하게 주기적으로 수축·이완되는, 유연한 세포배양 환경을 조성한 폐 모사 조건에서 나노플라스틱에 의한 폐포 상피세포의 형태변화와 파괴과정을 3차원 홀로토모그래피 현미경과 레이저 공초점 현미경 등의 장비를 통해 실시간 분석했다.
그 결과 나노플라스틱의 전기적 성질에 따라 폐포 상피세포의 변화에 큰 차이가 있음을 확인했다. 이를테면 나노플라스틱 표면이 음전하를 띠는 경우, 폐포 상피세포 내에서 한 방향의 규칙적인 섬유 구조를 자라게 해 세포를 신장시키지만 세포자체에 미치는 악영향은 없었다.
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그러나, 양전하를 띠는 나노플라스틱은 세포 내에서 불규칙적인 섬유구조를 자라나게 하고 세포 내에 과도한 활성산소 생성을 유도함으로써 세포를 사멸시킨다는 것을 확인했다. 이번 연구성과는 나노 분야 국제학술지인 ‘나노레터스’에 게재됐다.