논문 주저자인 현문정 경남분소 경남바이오헬스연구지원센터 책임연구원. KIT 제공
뇌에서 나오는 멜라토닌이 미세먼지에 포함된 중금속 카드뮴의 독성을 줄일 수 있다는 연구결과가 제시됐다. 멜라토닌은 수면 리듬을 조절하는 생체 호르몬이다.
안전성평가연구소는 허정두 경남바이오헬스연구지원센터 센터장 연구팀이 한성민 미국 플로리다대 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 이같은 내용의 연구결과를 국제학술지 ‘커뮤니케이션즈 바이올로지’에 게재했다고 10일 밝혔다.
각종 배터리, 금속코팅, 안료, 플라스틱 안정제 등에 사용되는 카드뮴은 대표적인 발암물질이다. 폐, 간, 신장에 축적돼 폐암, 신장암 등을 유발하는 것으로 알려져 있다.
연구팀은 매년 미세먼지가 심각해지면서 미세먼지 속 카드뮴의 독성이 인체에 미치는 영향을 파악하고 독성을 줄일 수 있는 물질을 찾아내기 위한 연구를 지속했다.
연구팀은 인체유래 전립선 세포주와 쥐 세포주에 인체 노출 가능 범위인 200㎍/kg 농도로 카드뮴을 노출시켰다. 그 결과 산화스트레스로 활성산소가 증가해 세포사멸이 유도되는 것으로 나타났다. 활성산소는 몸 속 기관이나 세포가 활동하면서 생기는 찌꺼기로 세포막을 손상시킨다.
또 세포의 대사 항상성과 세포사멸에 중요한 기능을 하는 세포소기관인 미토콘드리아에 카드뮴이 침투해 미토콘드리아의 막전위를 감소시킴으로써 세포 독성을 유발하는 것으로 확인됐다.
연구팀은 최근 미토콘드리아 항상성에 중요한 기능을 하는 것으로 알려진 ‘STAT3’ 단백질이 카드뮴 노출에 따라 기능이 손상되는 것도 밝혀냈다. STAT3는 면역 억제, 염증 질환 및 자가면역질환 등 세포 자극에 반응해 다양한 유전자의 발현을 매개하는 것으로 알려져 있다. 쥐에 카드뮴을 노출한 경우에도 세포실험과 동일하게 미토콘드리아의 STAT3 단백질이 감소됐으며 이를 통해 카드뮴이 전립선 조직을 손상시키는 것을 확인했다.
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