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독일 뒤셀도르프 하인리히하이네 대학(Heinrich Heine University DUsseldorf)의 연구진은 탄소 나노입자들이 유기체에 어떤 위험을 가지는지와 세포와 결합된 후에 세포가 어떻게 대처하는지를 조사했다. 탄소 나노입자는 세포 속에 약물을 표적 전달하는데 매우 유망한 도구이다. 나노입자는 체세포에 흡수될 수 있다. 이것은 두 가지 측면을 가진다. 한 가지 측면은 나노입자가 다양한 방식으로 부착된 화합물 또는 물질을 병에 걸린 세포에 표적화할 수 있는 역할을 한다. 다른 측면은 입자상 물질로 인한 건강상 위험을 초래할 수 있다는 것이다. 연소 공정 중에 발생한 입자상 물질 중의 일부를 나노입자로 분류한다. 이런 지극히 작은 입자들은 혈액-공기 장벽을 뛰어넘어서 몸에 침투할 수 있다. 폐의 기관지 점막에서도 이런 나노입자들은 걸러지지 않는다. 그들은 폐포(pulmonary alveoli) 속에 들어가서 혈류로 나아간다. 이번 연구진은 세포가 특정 나노입자를 흡수할 때 어떤 일이 발생하는지를 조사했다. 나노입자는 그래핀으로 만들었다. 그래핀은 육각형 탄소 고리를 2차원 층으로 가지는 특별한 형태의 탄소 유형이다. CD34+ 줄기세포라고 불리는 특별한 유형의 조혈 줄기 세포에 그래핀을 주입했다. 이 줄기 세포는 환경에 매우 민감하다. 이러한 세포는 다른 세포 유형보다 나노입자에 더 많이 손상될 것으로 가정했다. 이번 연구진은 탄소 나노입자가 세포로 들어가서 리소좀이라고 불리는 소기관에 캡슐화된다는 것을 입증했다. 리소좀은 이물질을 축적해서 효소의 도움으로 분해하는 신체를 위한 일종의 폐기물 제거 장치이다. 그러나 실험 기간 동안에는 이러한 과정이 관찰되지 않았다. 나노입자가 있는 경우와 없는 경우의 줄기 세포의 활성 유전자(“유전자 발현”)를 비교했을 때, 총 20,800 개의 발현 중에 단지 한 개만이 변했다는 것을 발견했다. 리소좀에 나노입자를 캡슐화하면 이러한 입자는 적어도 며칠 동안에 안전하게 보관되어 세포를 손상시키지 않는다. 이것은 유전자 발현에 큰 변화 없이 세포를 생존시킬 수 있다는 것을 의미한다. 이 연구는 나노입자를 사용하여 약물을 세포에 전달하는데 새로운 통찰력을 제공할 것이다. 이번 연구에서는 암을 유발하는 세포 돌연변이 가능성과 같은 장기적인 변화를 확인하지 않았는데, 이런 연구들은 향후에 꼭 진행되어야 할 것이다. |
