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2017년 4월 20일 목요일

대기 오염이 만성 부비동염의 원인이 될 수 있다



(Sinuses of mice that inhaled filtered air. The sinus surface is an intact barrier as seen by the presence of proteins that hold the cells together such as E-cadherin (red). Credit: Ramanathan lab)

(Sinuses of mice that inhaled polluted air. The sinus surface is breached as seen by the reduction in proteins that hold the cells together, such as E-cadherin (red). Credit: Ramanathan lab)


 상식적으로 생각해도 오염된 공기를 마시면 호흡기에 염증을 유발할 것으로 생각할 수 있습니다. 물론 공기가 처음 들어오는 입구인 콧속의 염증까지 포함해서 말이죠. 하지만 오염된 공기가 천식이나 만성 폐질환, 폐암 등과 연관된다는 연구 결과는 많아도 생각보다 만성 비염 등과 연관성이 있다는 증거는 부족했습니다. 


 존스홉킨스 대학의 연구팀은 쥐(mice)를 이용한 동물모델을 통해서 오염된 공기가 만성 부비동염을 일으키는 기전을 연구했습니다. 이들이 저널 American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology에 발표한 내용에 따르면 알러지를 일으키는 물질을 제거한 오염된 공기가 부비동 (코곁굴, paranasal sinus, 코 안에 있는 빈 공간으로 공기를 데우거나 소리를 낼때 공명하는 기능을 함)을 지날 때 실제로 만성 염증을 유발하는 것으로 나타났습니다. 


 연구팀은 볼티모어 지역의 공기를 농축한 후 알러지 유발 물질처럼 다른 원인을 제거하고 실험군에는 그대로, 대조군에는 필터로 거른 후 공기를 주입했습니다. 그 결과 실험군 주는 부비동 점막 표면에 염증 세포가 크게 증가하고 염증이 발생하는 것을 확인할 수 있었습니다. 연구팀은 좀 더 자세한 생화학적, 분자생물학적 기전을 조사했습니다. 


 오염된 공기를 마신 쥐의 부비동 세포에는 다양한 염증 반응 물질 (interleukin 1b, interleukin 13, oncostatin M, eotaxin-1)의 메신저 RNA의 발현이 크게 증가해 있었습니다. 오염 물질에 노출되는 경우 이를 위험 상태로 판단해서 이런 염증 반응 물질의 생산을 늘리고 그 결과 대식세포, 호산구 같은 면역 세포가 몰리는 것으로 보입니다. 그러면 조직의 염증 반응이 유발되면서 만성 부비동염이 발생하는 것입니다. 


 이 과정에서 E-cadherin 같이 세포를 고정하고 조직을 안정시키는 물질은 반대로 줄어들게 되는데, 위의 조직 사진에서 그 증거를 볼 수 있습니다. 결국 조직 염증반응으로 인해 더 많은 점액이 나오면서 코가 막히고 콧물이 흐르게 될 것입니다. 


 과학자들이 이 기전을 알아내려고 하는 것은 단순히 오염된 공기가 만성 부비동염과 연관되었다는 것을 증명하기 위해서가 아니라 그 중간 기전을 알아내 더 효과적인 약물치료 방법이나 혹은 더 효율적인 필터를 개발하기 위한 것입니다. 물론 가장 근본적인 해결책은 대기 오염 자체를 없애는 것이지만, 당장에는 어렵기 때문에 이런 연구가 지속적으로 이뤄져야 할 것으로 생각됩니다. 


 참고 


 Murugappan Ramanathan, Jr. et al. Airborne Particulate Matter Induces Non-allergic Eosinophilic Sinonasal Inflammation in Mice, American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology (2017). DOI: 10.1165/rcmb.2016-0351OC 



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