국내 연구진이 류마티스관절염 환자의 관절 활액 내 미세플라스틱이 질환을 악화시키는 기전을 규명해 학계의 주목을 받고 있다.

유승아 가톨릭대학교 의과대학 의생명과학교실 교수팀(공동교신저자 김완욱 포스텍-가톨릭대의생명공학연구원 교수)은 대구대학교 김영민 교수와의 공동연구를 통해 류마티스관절염 환자 관절 내 미세플라스틱 존재를 확인하고 면역학적 병태기전을 규명했다고 16일 밝혔다.

류마티스관절염은 면역체계가 자신의 조직을 공격해 관절 염증과 뼈 손상을 일으키는 대표적인 자가면역질환이다. 그간 유전적 요인 외에 환경적 요인에 대한 연구가 있었으나 구체적인 근거는 부족한 실정이었다.

연구팀은 류마티스관절염 환자의 '활액(관절액)'을 정밀 분석해 이 같은 난제를 풀었다.

연구팀은 미세플라스틱 성분 분석이 가능한 첨단장비(Py-GC/MS/MS)를 활용해 환자 활액에서 폴리스티렌 미세플라스틱(PS-MPs)을 정량적으로 검출하는 데 성공했다. 이는 미세플라스틱이 신체 내부 조직, 특히 관절 조직에 축적될 수 있다는 가설을 세계 최초로 입증한 것이다.

나아가 연구팀은 세포 및 동물실험을 통해 미세플라스틱이 관절염을 악화시키는 구체적인 기전도 규명했다.

세포실험 결과, 폴리스티렌 미세플라스틱은 류마티스관절염 환자 유래 활막섬유아세포(RA-FLS)에 침투해 NF-κB 및 MAPK 신호 경로를 활성화시키는 것으로 나타났다. 이 과정에서 IL-6, IL-8 등 염증성 사이토카인과 MMP3, MMP9 등 조직 파괴 효소 발현이 유도됐으며 세포 이동성과 침습성도 증가했다.

동물실험에서도 미세플라스틱 유해성이 확인됐다. 폴리스티렌 미세플라스틱에 장기 노출된 동물 모델에서 관절 염증이 뚜렷하게 악화됐으며, 환자 유래 세포를 이식한 제노그래프트(xenograft) 모델에서도 연골 침식과 대식세포 침윤이 유의하게 증가했다.

즉, 미세플라스틱이 단순한 환경오염 물질을 넘어 자가면역질환 병태를 직접적으로 악화시키는 위험 인자임이 증명된 셈이다.

유승아 교수는 "환경 노출 물질이 인간 면역질환에 미치는 영향을 면역세포와 관절세포 수준에서 규명한 면역독성학(immunotoxicology) 연구"라며 "향후 미세플라스틱 제거 및 차단 전략이나 질병 악화 예방을 위한 환경 관리 가이드라인 마련에 기여할 것으로 기대한다"고 밝혔다.

한편, 이번 연구결과는 환경·보건 분야 저명 국제학술지인 '저널 오브 해저더스 머티리얼즈(Journal of Hazardous Materials, IF 11.3)'에 게재됐다.