동아대, 산화아연 나노입자 피부 염증 악화 경로 규명

동물실험서 알레르기 반응 증가 확인
아연 이온이 T세포 이동에 영향
국제학술지 게재·BRIC 한빛사 선정

동아대학교 김혁순·조완섭 교수 공동연구팀이 규명한 산화아연 나노입자의 알레르기성 피부 염증 악화 기전 모식도. 산화아연 나노입자에서 방출된 아연 이온이 T세포를 활성화하고 피부 이동 수용체의 발현을 높여 염증 부위로 T세포의 이동을 촉진하는 과정을 보여준다. (자료=동아대 제공)

자외선 차단제와 화장품 등에 사용되는 산화아연 나노입자가 알레르기성 피부 염증을 악화시키는 과정이 동아대학교 연구진의 동물실험에서 확인됐다. 나노입자에서 방출된 아연 이온이 면역세포의 활동을 변화시켜 염증 부위로 T세포가 이동하는 현상을 촉진한다는 것이 핵심이다.

동아대학교 건강과학과 김혁순·조완섭 교수 공동연구팀은 지연형 과민반응과 아토피피부염을 재현한 생쥐를 대상으로 산화아연 나노입자가 면역체계에 미치는 영향을 조사했다. 물질의 투여 경로에 따른 반응 차이와 피부·림프절의 면역세포 변화도 분석했다.

실험에서는 나노입자를 피부 아래에 주입했을 때 알레르기성 염증이 심해지는 현상이 관찰됐다. 알레르기 반응에 관여하는 비만세포의 활동이 증가했고, 특정 항원에 반응하는 항체도 더 많이 만들어졌다.

연구진은 이러한 변화가 나타나는 원인을 세포 수준에서 확인했다. 산화아연 나노입자에서 방출된 아연 이온(Zn2+)이 T세포 내부의 활성산소종(ROS) 생성을 유도하고, MAPK·NF-κB 신호전달 경로를 활성화하는 것으로 나타났다.

이 과정에서 CCR4·CCR8·CCR10 등 피부 이동에 관여하는 수용체의 발현이 증가했다. 그 결과 염증반응을 수행하는 효과 T세포가 피부 병변으로 이동하는 현상이 촉진된 것으로 분석됐다.

이번 연구는 나노물질의 유해성을 판단할 때 세포 손상 여부뿐 아니라 알레르기 등 기존 염증 상태에서 면역세포의 기능과 이동이 어떻게 달라지는지도 살펴야 한다는 근거를 제시했다.

다만 연구 결과는 동물모델에 산화아연 나노입자를 피하 투여해 얻은 것이다. 일반적인 자외선 차단제 사용이 사람의 피부 염증을 악화시킨다는 사실을 직접 입증한 것은 아니다.

연구 결과는 지난 8일 국제학술지 'Particle and Fibre Toxicology'에 게재됐다. 이 학술지는 영향력지수(IF) 10.6으로, JCR 독성학 분야 상위 6%에 해당한다. 논문은 생물학연구정보센터(BRIC)의 '한국을 빛낸 사람들(한빛사)' 추천논문에도 선정됐다.

이번 연구는 식품의약품안전처와 교육부 대학기초연구소지원사업(G-LAMP), 4단계 BK21 사업의 지원을 받아 수행됐다.

김혁순·조완섭 교수 연구팀은 이번에 확인한 면역반응의 변화 과정을 토대로 다른 나노소재와 환경 유래 물질의 영향을 살펴보고, 면역독성 평가에 필요한 기초자료를 축적하겠다고 밝혔다.

부산=김성욱 기자