최종편집일2024.12.25 (수)
염증이나 암 발생에 관여하는 혈액 내 세포외소포체를 이용해 방사선 노출에 의한 죽상동맥경화증 발생 위험을 평가할 수 있는 신규 바이오마커가 발굴됐다.
한국원자력의학원(원장 이진경)은 성기문 박사 연구팀은 정상인의 혈액과 실험쥐에 20∼5000mGy(밀리그레이) 방사선을 쪼인 후 혈관내부 표면을 감싸고 있는 혈관내피세포와 염증을 일으키는 면역세포가 방사선에 서로 반응해 세포외소포체를 분비하는 것을 규명했다.
이어, 실제 방사선으로 인한 혈관 내 세포외소포체 분비와 죽상동맥경화증 발생의 상관관계를 규명하기 위해 방사선을 쪼였을 때 쉽게 죽상동맥경화증에 걸리도록 조작한 실험쥐를 대상으로 방사선을 쪼인 결과, 100mGy(밀리그레이) 이상의 방사선 선량에 따라 비례해 세포외소포체 특정 성분(miR-126-5p)이 증가하여 죽상동맥경화증 발생 위험이 커지는 것을 확인했다.
(그림설명 : 방사선 노출에 의한 염증 초기 단계에서 혈관내피세포와 면역 세포는 방사선 선량에 따라 비례적으로 세포외소포체를 분비하여 정보를 전달했고, 세포외소포체 내 miR-126-5p의 증가로 죽상동맥경화증 발생 위험이 커지는 것을 확인했다. 이번 연구 결과는 혈액 내 나노입자체 성분을 이용하여 방사선 피폭 흡수선량을 추정함과 동시에 방사선 노출에 의한 질환 위험성을 예측할 수 있는 새로운 생체지표 개발 가능성을 제시했다.)
실제 방사선으로 인한 혈관 내 세포외소포체 분비와 죽상동맥경화증 발생의 상관관계를 규명하기 위해 방사선을 쪼였을 때 쉽게 죽상동맥경화증에 걸리도록 조작한 실험쥐를 대상으로 방사선을 쪼인 결과, 100mGy(밀리그레이) 이상의 방사선 선량에 따라 비례해 세포외소포체 특정 성분(miR-126-5p)이 증가하여 죽상동맥경화증 발생 위험이 커지는 것을 확인했다.
연구팀은 이번 연구 결과를 통해 방사선 선량에 비례하여 분비된 세포외소포체의 특정 성분(miR-126-5p)이 혈관내피세포와 면역세포 사이에서 정보를 전달하여 염증이 일어나는 초기 과정을 밝혀 방사선 노출에 의한 죽상동맥경화증 발생 위험을 알 수 있는 새로운 지표 개발 가능성을 제시했다.
성기문 박사는 “이번 연구 결과는 혈액의 나노입자체 성분을 이용해 방사선 피폭 흡수선량을 추정하고 방사선 노출 위험성을 예측할 수 있는 획기적인 바이오마커 개발 가능성을 열었다”며, “방사선 치료 전략 수립과 예후 개선을 위한 실제 환자 대상 후속 검증 연구를 이어갈 계획이다”고 밝혔다.
이번 연구는 원자력안전위원회 ‘방사선건강영향조사’ 사업과 한국연구재단 ‘과학기술분야기초연구 개인연구사업(중견연구)’의 지원으로 수행됐다.
이번 연구성과는 국제 세포외소포체 학회 ‘Journal of Extracellular Vesicles (IF 17.337)’ 2023년 5월 4일자 온라인판에 ‘The miR-126-5p and miR-212-3p in the extracellular vesicles activate monocytes in the early stage of radiation-induced vascular inflammation implicated in atherosclerosis’라는 주제로 게재됐다.
한편 방사선은 선량이나 노출 상태에 따라 암을 비롯해 심혈관 질환, 백내장, 신경계 질환 발병률을 높이는 것으로 알려져 있다.
특히 방사선 치료를 받은 일부 암 환자의 경우 죽상동맥경화증으로 인한 심혈관 질환이 생길 위험이 커져 방사선 치료 후 심혈관 질환 발병을 미리 예측할 수 있는 지표가 필요한 실정이다.
세포외소포체는 세포가 스트레스나 질환 발생 시 세포 간 정보교환과 신호전달을 위해 분비하는 것으로 특히 세포외소포체의 특정 성분은 면역 기능, 상처조직 복구, 암 형성 과정 등에 관여하는 것으로 알려져 있다.
죽상동맥경화증은 혈액 내 나쁜 콜레스테롤인 저밀도(LDL) 콜레스테롤이나 중성지방 등의 지질 성분이 증가해 혈관 벽에 쌓이고 염증을 일으켜 죽상경화반이 생기는 것으로 협심증이나 심근경색과 같은 심혈관 질환을 일으킨다. 고혈압, 당뇨병, 고 콜레스테롤혈증, 흡연, 비만, 연령 등 다양한 위험 인자가 복합적으로 관여하며, 방사선 노출에 의한 순환계 조직 등의 염증으로 발생하기도 한다.
[메디컬월드뉴스 김영신 기자]
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