나노기술을 둘러싼 안정성논란이 가중되고 있는 이 시점에서 중요한 발견으로 평가받는 이번 연구는 Journal of Molecular Cell Biology 지에 6월 11일자 온라인판으로 발표됐다.

나노기술이란 10억분의 1미터인 나노미터 수준의 극미세입자를 다루는 과학으로서 이를 통해 2015년까지 매년 1000조원 가량의 시장이 형성될 것으로 예상되고 있다. 이는 의학분야 등에서 여러 유용한 기능들을 가진 새로운 물질들을 만들 수 있는 원자 및 분자들의 조절로 가능하다. 하지만 이 나노입자의 독성효과 (특히 폐에 대한) 를 둘러싼 논란이 거세지고 있다. 나노입자의 폐에 대한 독성효과는 이미 알려져 있었지만 그 기작은 밝혀지지 않았었다.

Journal of Molecular Cell Biology 지에 새롭게 발표된 이번 연구에서 중국인 과학자들은 의학계에서 널리 개발된 나노입자 그룹인 ployamidoamine dendrimers 가 프로그램된 자기세포사멸기작을 통해 폐에 독성효과를 나타낸다는 사실을 새롭게 밝혔다. 이들은 또한 자식 작용 (自食作用, autophagy) 의 저해제를 이용하면 이 세포사멸을 막고 쥐의 나노입자에 의한 폐 손상을 피할 수 있음을 실증했다.

"이번 연구는 우리가 나노입자에 의한 폐손상을 막을 새로운 전략개발을 할 수 있게 해주었습니다. 나노의학은 암이나 바이러스 감염 등에 엄청난 가능성을 가지고 있지만, 안정성 문제가 최근 부각되면서 우리는 작업자들과 소비자들을 독성으로부터 보호하기 위해 서둘러야 했습니다." (Chengyu Jiang 박사, 베이징, 중국)

폐손상은 나노기술을 둘러싼 주된 인체독성이다. 여러 연구들이 대부분의 나노입자들이 폐로 들어감을 보였다. 하지만 다른 장기들에 대한 손상우려도 제기되고 있는 형국이다.

이번 연구진은 독립적인 여러 실험들을 통해 최초로 많은 ployamidoamine dendrimers 들이 인체 폐 세포를 죽이는 것을 실증했다. 이들은 이 세포들이 자기세포사멸 (apoptosis) 을 통해 죽는다는 어떤 증거도 관찰하지 못했다. 다만, 이들은 Akt-TSC2-mTOR 신호 전달체계를 통해 입자들이 자식 작용 (自食作用, autophagy) 을 일으키는 것을 알아냈다. 자식작용은 세포안에서 손상된 물질들을 없애고 세포의 성장 및 재생에서 정상적인 작용을 한다. 하지만 연구진은 때론 이 파괴작용이 너무 과해서 세포사멸까지 가기도 한다는 점을 밝혀냈다.

연구진은 또한 3MA 라 명명된 자식 작용 저해제를 통해 이 과정을 막아서 나노입자에 노출되어도 살아남는 세포의 수를 늘릴 수 있었다.

"이러한 결과들은 모두 이 자식 작용이 나노입자에 의한 세포 사멸에서 중요한 역할을 한다는 것을 나타냅니다." (Jiang 박사)

연구진은 이 발견을 가지고 쥐에 실험해 보았다. 이들은 이 독성 나노입자를 노출시키면 폐의 염증이 현저하게 증가하고 쥐의 치사율이 늘어나는 점을 관찰했다. 하지만 나노입자들의 노출 전에 3MA 자식작용 저해제를 이 쥐들에 투여했을 때는 폐손상이 현저히 줄으면서 생존율이 높아지는 결과를 가져왔다.

http://www.sciencedaily.com/

제공 : kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2009.06.13 11:14

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