나치1(NOTCH1), 담배연기 노출에 의한 뇌세포 손상 유발기전에 관여
뇌혈관질환 예방을 위해 카드뮴 및 담배연기 노출 수준 관리 필요

담배연기와 카드뮴이 뇌졸중을 유발, 악화시키는 기전이 국립보건연구원 연구팀에 의해 규명됨으로써 일상에서 담배연기와 카드뮴 노출 수위를 관리할 필요성이 더욱 높아졌다. 이미지는 담배연기 등에 의한 뇌 염증 유발 기전. 국립보건연구원 제공

 

[시사경제신문=백종국 기자]  질병관리본부 국립보건연구원은 질병관리연구사업을 통해 고영호 박사팀이 카드뮴 또는 담배연기에 의해 일으키는 뇌 염증 유발기전을 규명하였다고 밝혔다.

연구팀에 따르면 카드뮴 또는 담배연기에 의한 성상세포 손상은 “나치1(NOTCH1) 활성 증가 → COX-2 증가 → 프로스타글란딘 E2 분비 증가 → 염증유발 및 세포 손상 ”의 과정을 거쳐 발생한다.

성상세포는 뇌를 구성하고 있는 3가지 주요 세포 중 하나로 혈관 벽에 돌기가 붙어 있어 신경세포에 영양분을 공급하고 세포활동을 돕는 신경교세포의 일종이다. NOTCH 신호는 뇌의 발생, 생체 내에 존재하는 다양한 종류의 줄기세포의 증식, 암세포의 생성에 중요한 역할을 한다. COX-2(사이클로옥시지나제-2)는 성장인자나 염증매개물질에 의해 유도되는 효소, 염증반응을 위해서 프로스타글란딘을 생산한다.

연구팀은 카드뮴 또는 담배연기 추출액(Cigarette smoke extract, CSE) 노출이 나치1(NOTCH 1)에 의한 성상세포의 염증 유발을 통해 뇌 손상을 악화시킬 수 있음을 밝혔다

중금속 카드뮴은 1급 발암물질로 담배연기, 미세먼지 등 대기오염, 토양, 식수 등에 의해 노출되며, 호흡기질환, 심혈관질환, 당뇨병, 뇌졸중 등 급·만성질환을 유발하는 질환발생의 위험인자로 알려져 왔다.

흡연은 고혈압, 당뇨, 심장질환 등 고위험군 및 건강한 젊은 사람에서도 혈관손상을 가속화시키는 위험인자로, 대한뇌졸중학회 역학연구회 2018년 보고서에 따르면 뇌졸중 발생에 대한 흡연의 기여위험도는 45%이다.

이번 연구 결과, 카드뮴 또는 담배연기 추출액(CSE)에 노출된 성상세포에서 감마 세크라타제(gamma-secretase)효소 활성 증가에 의해 나치(NOTCH) 신호를 활성화하여, 염증 유발인자인 프로스타글란딘(PGE2) 분비를 증가시키고 뇌세포 손상을 유도하는 것으로 나타났다. 이는 카드뮴 또는 담배추출액에 의해 유발된 염증으로 인해 뇌 손상이 악화될 수 있음을 의미한다고 연구팀은 설명했다.

국립보건연구원 관계자는 “본 연구는 성상세포에서 카드뮴 및 담배연기에 의한 염증 유발기전을 NOTCH1이 매개한다는 사실을 밝혔다는데 의의가 있다"면서 "최근 젊은 뇌졸중 환자가 증가하는 추세이고, 이들에서 흡연의 기여위험도는 매우 높아 뇌혈관질환 예방을 위해서는 일상생활 속에서 카드뮴 또는 담배연기 노출 수준을 줄일 수 있는 예방관리도 필요하다"고 말했다.

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