한국원자력연구원, 쥐 실험 결과 발표

미세먼지가 체내로 들어왔을 때 어디로 이동하고, 얼마나 오래 몸에 남아 있는지 밝힐 수 있는 기술이 개발됐다.

한국원자력연구원은 첨단방사선연구소 생명공학연구부 전종호 박사 연구팀이 방사성동위원소를 이용해 미세먼지의 체내 분포를 영상화 하는 기술 개발에 성공했다고 28일 밝혔다. 

미세먼지는 입자 지름이 10μm(마이크로미터·1μm=100만분의 1m)이하로, ​머리카락 지름(50~70μm)의 5분의 1~7분의 1 정도다. 눈으로 식별이 어렵다. 크기가 작아 호흡기를 거쳐 폐에 침투하거나 혈관을 따라 체내로 이동해 천식, 폐렴 등의 호흡기질환을 유발한다. 크기가 작을수록 독성이 커지고 크기 차이에 따라 체내에 분포하게 되는 위치도 다르다고 알려졌다. 따라서 의료계와 학계는 체내 유입된 미세먼지의 움직임을 분석하고 배출 기술을 연구하는 등의 노력을 기울이고 있다.

전 박사 연구팀은 자동차 디젤엔진에서 배출되는 미세먼지와 동일한 유형의 미세먼지 표준물질(DEP·Diesel Exhaust Particulates)​과 방사성동위원소를 화학적으로 결합시킨 미세먼지 샘플을 실험용 쥐의 기도와 식도에 각각 투입했다. 그리고 'RI-Biomics 시설'의 핵의학 영상장비를 활용해 장기 내 DEP의 축적량과 장기들의 상태를 촬영했다. RI-Biomics 시설​은 인체를 투과해 체내 물질의 움직임을 실시간으로 추적할 수 있는 방사성동위원소의 특성을 생명체학에 적용한 융합연구시설이다.

<기도를 통해 노출된 미세먼지 표준물질 영상>

<구강을 통해 노출된 미세먼지 표준물질 영상>

연구 결과, 입을 통해 식도로 유입된 DEP는 몸 밖으로 빠져나가기까지 이틀이 걸렸고, 이동 중 다른 장기에 영향을 주지 않았다. 하지만 코를 통해 기도로 들어온 DEP는 이틀 동안 60% 가량이 폐에 쌓였고, 몸 밖으로 배출되는 데 7일 이상의 시간이 걸렸다. 배출 과정 중 소량의 DEP가 간, 콩팥 등 다른 장기로 이동하는 것도 확인했다.

이번 영상화 기술 개발 성공은 기존의 분석 화학적 방법(실험체 부검을 통해 확보한 장기에서 유해물질을 추출하여 정량하는 실험 기법)으로는 불가능했던 체내 미세먼지의 실시간 축적량, 움직임, 배출 상태를 살아있는 실험체에서 연속적으로 관찰할 수 있게됐다는 점에서 의미가 크다.

전종호 박사는 “핵의학 영상 기술을 활용해 체내 유입된 미세먼지의 분포도 및 동적 특성을 체계적으로 확인한 연구는 이번이 처음”이라며 “현재 의학계에서 주목하는 미세먼지 노출로 인한 다양한 질환의 발병 원인을 규명하고, 치료 기술 개발에 필요한 기초 연구를 지원하는 등 향후 국민 보건 향상에 기여 할 수 있는 활로를 모색해 나갈 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 11월 26일 국제학술지 ‘케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical Communications)’에 온라인 게재됐고, 표지 논문으로 선정됐다.