임신 초기 미세먼지 노출, 자녀 아토피 위험 ↑…경희대 연구팀 규명

출생 코호트 986명·단일세포 40만개 통합 분석
태아 면역세포에 ‘분자적 흔적’…네이처 커뮤니케이션즈 게재

(경희대)

임신 초기 초미세먼지에 노출될 경우 태아의 면역세포에 변화가 생겨 출생 후 아토피피부염 위험으로 이어질 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

경희대학교는 생물학과 김권일 교수 연구팀이 임신 중 초미세먼지(PM2.5) 노출과 자녀의 아토피피부염 위험을 연결하는 태아 면역세포의 변화를 규명했다고 1일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 게재됐다.

이번 연구는 국립중앙의료원 홍수종 교수 연구팀과 경성대학교 박용주 교수 연구팀 등이 공동으로 수행했다. 김권일·홍수종 교수가 공동 교신저자, 양대열 연구원과 양송이 교수가 공동 제1저자로 참여했다.

연구팀은 소아 천식·알레르기질환 출생 코호트(COCOA) 986명의 자료를 분석해 임신 중 미세먼지 노출과 자녀의 아토피피부염 위험 사이의 연관성을 살펴봤다.

분석 결과 임신 기간 가운데 특히 임신 초기에 미세먼지에 노출됐을 때 자녀의 아토피피부염 위험과 가장 뚜렷한 연관성이 나타났다.

연구팀은 원인을 구체적으로 파악하기 위해 태반과 제대혈의 DNA 메틸화·유전자 발현 자료를 약 40만개의 단일세포 및 공간전사체 자료와 통합해 어떤 면역세포와 신호 경로가 영향을 받는지도 추적했다.

그 결과 태반의 태아 유래 대식세포에서 면역반응에 관여하는 ‘FCER1G’ 유전자의 메틸화가 감소하고 유전자 발현은 증가하는 변화가 확인됐다.

같은 변화는 아토피피부염 환자의 피부·혈액 자료와 미세먼지에 노출한 대식세포 실험에서도 나타났다. 임신 중 미세먼지 노출이 태아의 면역세포에 일종의 ‘분자적 흔적’을 남기고, 이것이 출생 이후 알레르기성 염증 반응과 연결될 수 있는 구체적인 경로를 확인한 셈이다.

연구팀은 이번 연구가 임신 중 환경 노출과 자녀의 알레르기질환 사이의 관계를 단순한 통계적 연관성을 넘어 세포와 유전자 수준에서 설명했다는 데 의미가 있다고 봤다.

김권일 교수는 “태아기에 경험한 미세먼지 노출 환경이 면역세포에 일종의 ‘분자적 흔적’을 남길 수 있다는 점을 확인했다”며 “향후 알레르기질환 위험을 조기에 예측하고 질병으로 이어지는 핵심 경로를 차단하는 예방·치료 연구로 확장할 수 있을 것”이라고 말했다.

연구팀은 앞으로 미세먼지와 생활화학물질 등 다양한 환경 노출을 분석하고 아토피피부염뿐 아니라 천식 등 다른 알레르기질환으로 연구 범위를 확대할 계획이다.