PM2.5 노출에 의한 JEG-3 인간 유래 태반 세포주 내 유전자 발현과 세포영향 연구

Abstract

초 미세먼지는 환경 독성 물질로 여러 호흡기 질환의 대표적인 원인으로 알려져 있으며, 직경이 2.5 µm 이하로 매우 작은 크기로 형성되어 있다(PM2.5). 최근 몇 년간 호흡기 질환, 심혈관 질환, 대사질환, 인지능력장애, 생식 장애 특히 유산 및 조산 등과 같은 여러 질병에 PM2.5가 영향을 주는 것으로 보고되었다. 또한, 여러 역학조사를 통해 이러한 PM2.5의 유해영향이 지역에 따라 다르게 나타나는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 PM2.5로 인해 나타날 수 있는 특이적 유해영향을 평가하기 위해 지하주차장과 일반 대기에서 각각의 PM2.5 시료를 포집하였으며, 인간의 장기로부터 유래한 8가지 세포주들을 대상으로 포집된 PM2.5시료의 세포독성 영향을 평가하였다. 그 후 두 가지 시료 모두에서 높은 세포독성을 보인 인간 태반 세포주 JEG-3를 선별하였다. 유전자 염기서열 분석 (RNA sequencing)과 gene ontology (GO) 분석을 통해 두 가지 PM2.5 노출에 의해 1,021개의 유전자들의 발현이 공통적으로 변화한 것을 확인하였으며, 이들 유전자들은 여러 질병을 유발한다고 알려진 "immune responses", "cell–cell signaling", "the intracellular signaling cascade", "the regulation of apoptosis", 'the regulation of programmed cell death" 등의 생물학적 반응에 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한, Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) 분석을 통해 두 가지 PM2.5 시료 노출에 의해 발현이 변화 한 유전자들이 "calcium-signaling pathway", "steroid hormone biosynthesis", 'the cytokine–cytokine receptor interaction" 과 같은 세포 내 기전과 연관되어 있는 유전자들임을 확인하였다. 그 후 본 연구에서는 이러한 염기서열 분석을 통해 확인한 유전자 발현 변화 양상을 qRT-PCR을 통해 검증하였으며, western blotting을 이용하여 PM2.5 노출로 인해 발생하는 단백질 수준에서의 MAPKs와 COX-2의 발현 변화를 확인하였고, ELISA를 통해 progesterone의 수치 변화 또한 확인하였다. 결론적으로, 본 연구에서는 PM2.5 노출에 의해 발생되는 여성의 생식 장애와 연관성을 보이는 인간의 태반 내 독성 기전을 제시하고 있으며, 이는 PM2.5 노출로 인해 발생될 수 있는 유해영향을 밝히는 연구에 기여할 수 있음을 시사하고 있다.