대기 오염이 면역 체계 장애와 폐 손상을 유발하는 방식

대기 오염은 전 세계적인 건강 문제입니다. 전 세계 인구의 90% 이상이 세계보건기구(WHO)의 안전 기준을 초과하는 공기를 마시고 있습니다. 미세먼지(PM)와 초미세먼지(PP)는 폐와 혈류 깊숙이 침투할 수 있어 특히 위험합니다. 대기 오염과 호흡기 질환의 연관성은 잘 알려져 있지만, 이러한 오염 물질이 폐의 면역 반응을 정확히 어떻게 방해하는지는 아직 밝혀지지 않았습니다.

최근 부산대학교 의과대학 홍창완 교수팀은 미세먼지에 장기간 노출될 경우 폐의 면역 불균형이 어떻게 발생하는지 연구했습니다. 홍 교수는 "이번 연구는 미세먼지(PM10과 PM2.5)에 만성적으로 노출되면 산화 스트레스와 NRF2 경로가 활성화되어 폐에서 유해한 알레르기 유사(TH2) 면역 반응이 유발된다는 것을 보여줍니다."라고 설명했습니다. 이 논문은 Redox Biology 저널에 게재되었습니다.

연구진은 생쥐 모델을 이용하여 16주 동안 매일 생쥐를 미세먼지(PM10)와 미세먼지(PM2.5)에 노출시켰습니다. 그런 다음 폐 조직, 혈장, 면역 세포 프로파일을 분석하여 미세먼지가 폐 건강과 면역 체계 기능에 미치는 영향을 평가했습니다. 미세먼지에 노출된 생쥐는 폐포 벽 두꺼워짐, 면역 세포 침윤, 조직 흉터 형성 등 유의미한 폐 염증 징후를 보였습니다. 이러한 영향은 폐 깊숙이 침투하는 것으로 알려진 미세먼지(PM2.5)에 노출된 군에서 더욱 두드러졌습니다.

연구진은 또한 면역 반응의 현저한 변화를 발견했습니다. 방어 기능과 관련된 TH1형 면역 반응의 활성은 억제된 반면, TH2 관련 신호는 증가했습니다. 여기에는 IL-4, IL-5, IL-13과 같은 사이토카인 수치 증가와 천식 및 알레르기 염증과 관련된 IgE 및 IgG1 항체 수치 증가가 포함되었습니다. 이러한 결과는 장기간의 미세먼지 노출이 면역 균형을 알레르기형 반응 쪽으로 변화시킨다는 것을 시사합니다.

면역 반응의 이러한 변화는 산화 스트레스의 핵심 조절자인 NRF2 경로의 활성화와 밀접한 관련이 있었습니다. NRF2는 일반적으로 환경적 손상으로부터 신체를 보호하지만, 만성적으로 활성화되면 염증을 악화시키는 것으로 보입니다. 홍 교수는 "이러한 기전적 연관성은 대기 오염이 천식 및 기타 알레르기 질환을 악화시킬 수 있는 이유를 설명하며, NRF2가 이러한 변화의 핵심 요인임을 보여줍니다."라고 말했습니다.

이 연구는 만성 대기 오염이 분자 수준에서 호흡기 건강에 미치는 영향에 대한 통찰력을 제공합니다. NRF2 활성화를 면역 재연결과 연결함으로써, 항산화제나 NRF2 활성을 조절하는 약물과 같은 새로운 잠재적 치료 표적을 제시합니다.

홍 교수는 "이번 연구 결과는 산화 스트레스를 줄이거나 NRF2 활성을 조절하는 것이 천식과 같은 오염 유발 알레르기성 염증을 치료하거나 예방하는 새로운 전략이 될 수 있음을 시사한다"고 말했다.

전반적으로 이 연구는 오염이 면역 체계에 어떤 영향을 미치는지에 대한 더 명확한 이해를 제공하며, 취약 계층을 보호하기 위해 더 엄격한 대기 질 기준이 필요함을 강조합니다.