유승아 교수, 세계 최초 류마티스관절염 활액 내 미세플라스틱 확인 및 유해성 증명

[더파워 유연수 기자] 플라스틱 오염의 인체 영향에 대한 우려가 커지는 가운데, 국내 연구진이 류마티스관절염 환자의 관절 속에서 미세플라스틱이 실제 존재하고 병을 악화시킬 수 있다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈다.

가톨릭대학교 의과대학 연구팀은 16일 류마티스관절염 환자 활액 내 미세플라스틱을 정량 분석하고, 이들이 면역반응을 통해 관절 염증과 조직 파괴를 촉진하는 병태기전을 규명했다고 밝혔다.

가톨릭대 의과대학 의생명과학교실 유승아 교수 연구팀은 포스텍-가톨릭대의생명공학연구원, 대구대학교 김영민 교수팀과 공동연구를 통해 류마티스관절염 환자의 관절을 둘러싼 활막에서 분비되는 관절액(활액, synovial fluid)을 정밀 분석해 미세플라스틱이 실제로 침투·축적돼 있음을 확인했다.

연구팀은 생활용품 등에 널리 사용되는 폴리스티렌(polystyrene) 계열 미세플라스틱(polystyrene microplastics, PS-MPs)을 분석 장비(Py-GC/MS/MS)를 이용해 정량 검출하는 데 성공했다. 이 결과는 그동안 “미세플라스틱이 인체 조직에 축적될 수 있다”는 수준에 머물렀던 가설을 류마티스관절염 조직에서 구체적인 자료로 입증한 첫 사례라는 점에서 의미가 크다.

이번 연구는 단순히 “관절 속에 미세플라스틱이 있다”는 수준을 넘어, 이 물질이 어떻게 면역계를 자극해 관절염을 악화시키는지 세포·동물 실험을 통해 단계별로 규명했다. 연구팀은 직경 5마이크로미터(μm) 크기의 폴리스티렌 입자를 활용해 류마티스관절염 환자 유래 활막섬유아세포(RA-FLS)에 노출한 결과, 이 미세입자가 세포 내로 쉽게 침투해 염증 신호전달 경로인 NF-κB와 MAPK를 활성화시키는 것을 확인했다. 그 결과 염증성 사이토카인(IL-6, IL-8)과 조직파괴효소(MMP3, MMP9)의 발현이 증가했고, 세포 이동성과 침습성까지 높아져 관절 내 염증과 조직 손상을 가속화하는 양상이 관찰됐다.

동물실험에서도 같은 결과가 재현됐다. 폴리스티렌 미세플라스틱에 장기간 노출된 관절염 동물 모델에서는 관절 부위 염증이 뚜렷이 악화됐고, 미세플라스틱으로 자극한 류마티스관절염 환자 유래 활막섬유아세포를 이식한 제노그래프트(xenograft) 모델에서는 연골 침식과 대식세포(면역세포) 침윤이 유의하게 증가했다. 연구팀은 “미세플라스틱이 관절 조직에 단순히 존재하는 데 그치지 않고, 염증 신호를 증폭시키고 조직 파괴를 촉진하는 능동적인 병인 인자로 작용한다”는 점을 입증한 것이라고 설명했다.

류마티스관절염은 면역체계가 자기 관절을 공격해 만성 염증과 통증, 연골·뼈 파괴를 일으키는 대표적인 자가면역질환이다. 그동안 유전적 요인과 면역학적 이상에 대한 연구는 활발했지만, 질환을 악화시키는 환경 요인에 대해서는 과학적 근거가 충분하지 않았다. 이번 연구는 미세플라스틱을 자가면역질환의 경과를 악화시킬 수 있는 새로운 환경 유해인자로 제시했다는 점에서 의미가 크다.

연구 결과는 ‘Polystyrene microplastics activate NF-κB/MAPK signaling in synovial fibroblasts, promoting inflammation and joint destruction in rheumatoid arthritis’라는 제목으로 환경·보건 분야 국제학술지 'Journal of Hazardous Materials'(영향력지수·IF 11.3)에 게재됐다. 연구에는 유승아 교수를 비롯해 제1저자인 이수현 연구원, 포스텍-가톨릭대의생명공학연구원 김완욱 교수, 대구대학교 환경기술공학과 김영민 교수가 공동 교신저자·공동연구자로 참여했다.

유승아 교수는 “이번 연구는 환경에 노출되는 미세플라스틱이 인간의 면역질환에 어떤 영향을 미치는지, 면역세포와 관절세포 수준에서 규명한 면역독성학 연구”라며 “향후 미세플라스틱의 인체 노출을 줄이기 위한 제거·차단 전략과 자가면역질환 악화 예방을 위한 환경 관리 가이드라인을 마련하는 데 기초 자료로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 이어 “우리 주변에 흔한 플라스틱이 눈에 보이지 않는 미세 입자 형태로 몸에 들어와 만성질환에 어떤 영향을 미칠 수 있는지, 후속 연구와 사회적 관심이 계속돼야 한다”고 말했다.

유연수 더파워 기자 news@thepowernews.co.kr