자외선 차단제·화장품 성분 ‘산화아연 나노입자’, T 세포 조절 이상으로 염증 증폭 확인

지난 8일 독성학 상위 6% 저널 ‘Particle and Fibre Toxicology’ 게재 및 BRIC ‘한빛사’ 선정

(왼쪽부터) 동아대 신주현 박사과정생, 조완섭 교수, 김혁순 교수

동아대학교(총장 이해우)는 건강과학과 김혁순·조완섭 교수 공동연구팀이 화장품과 의약품 등에 넓게 쓰이는 산화아연 나노입자(Zinc oxide nanoparticles)가 알레르기성 피부 염증을 악화시키고 면역세포 기능을 변화시키는 기전을 규명했다고 16일 밝혔다.

이번 연구 성과는 지난 8일 나노물질의 생체 영향과 독성을 다루는 세계적 권위 학술지 ‘파티클 앤 파이버 독시콜로지(Particle and Fibre Toxicology, IF 10.6)’에 게재됐다. 해당 저널은 JCR 독성학 분야 상위 6%에 해당하는 저명 학술지다. 아울러 이번 논문은 생물학연구정보센터(BRIC)의 ‘한국을 빛낸 사람들(한빛사)’ 추천논문으로도 선정되며 우수성을 인정받았다.

자외선 차단 및 항균 효과가 뛰어난 산화아연 나노입자는 자외선 차단제와 피부 보호 제품 등 다양한 산업 분야에서 널리 활용되고 있으나 알레르기나 만성 염증 상태에서 면역계에 미치는 구체적 영향은 명확히 밝혀지지 않았다.

동아대 연구팀은 지연형 과민반응 및 아토피피부염 마우스 모델을 활용해 투여 경로별 면역반응과 피부 조직·림프절 내 면역세포 변화를 분석했다. 그 결과 산화아연 나노입자를 피하 투여했을 때 알레르기성 염증반응과 피부 조직 내 비만세포 활성화가 크게 증가했으며 알레르기 항원 특이 항체 생성도 늘어나 기존 염증반응이 증폭됨을 확인했다.

특히 연구팀은 면역반응을 조절하는 T 세포의 변화 기전을 명확히 규명했다. 산화아연 나노입자에서 방출된 아연 이온(Zn2+)이 T 세포 내 활성산소종(ROS) 생성을 유도하고 세포 내 신호전달 경로(MAPK/NF-κB)를 활성화해 피부 조직으로의 이동 수용체(CCR4, CCR8, CCR10) 발현을 높임으로써 염증 부위로 effector T 세포 이동을 촉진하는 것으로 나타났다.

이는 나노입자 유해성을 단순 세포 손상이나 독성 여부로 평가하던 기존 방식에서 나아가 알레르기 염증 환경에서 면역세포의 기능과 이동 특성까지 종합적으로 고려해야 한다는 새로운 분석 패러다임을 제시했다는 점에서 의의가 크다.

이번 연구는 식품의약품안전처, 교육부 대학기초연구소지원사업(G-LAMP) 및 4단계 BK21 사업(미래환경 생체방어 융합사업단) 지원으로 수행됐다.

김혁순·조완섭 교수 연구팀은 “이번 연구는 산화아연 나노입자가 알레르기성 염증 환경에서 면역반응을 증폭시킬 수 있으며 그 과정에 T 세포의 기능적 변화가 깊이 관여함을 밝혀낸 것”이라며 “앞으로도 다양한 나노소재와 환경 유래 물질이 면역계에 미치는 영향을 지속 연구해 체계적인 면역독성 평가를 위한 기초자료를 마련하겠다”고 밝혔다.