바이오인

폐 질환 모델에서 코로나19 바이러스 감염에 의한 폐 손상 악화 입증

-코로나19 바이러스 감염에 의한 폐 질환 동물모델의 폐 손상 악화 및 천식 유발 가능성 확인-

국가독성과학연구소(소장 허정두) 호흡기안전연구센터 김민석 박사팀과 중대동물융합연구센터 황정호 박사팀은 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)가 폐 질환 동물모델의 폐 손상을 악화시키고 천식을 유발할 수 있음을 실험적으로 입증했다.

그간 코로나19 바이러스 감염에 의한 중증 또는 사망 사례의 절대다수가 고령층과 기저질환자들이었으며, 현재까지 기저질환에서 코로나19 바이러스 감염에 의한 건강 악화에 대해 실험적으로 증명한 연구는 전무한 상황이었다.

연구팀은 마우스에 코로나19 바이러스 감염모델을 확립하기 위해 유전자 변형 마우스(transgenic mice)*에 가습기 살균제 성분으로 알려진 PHMG(Polyhexamethylene Guanidine)를 주입하여 폐 간질이 손상되는 질환인 간질성 폐질환(Interstitial lung disease, ILD)을 유도한 후 폐 손상이 진행되었을 무렵, SARS-CoV-2 오미크론 변이**를 감염시켜 폐 손상 악화에 미치는 영향을 관찰하였다. 그 결과, 염증을 유발하는 관련 인자들의 발현과 폐 섬유화 지표 단백들의 폐 내 침착이 상승하는 것을 확인하였다.

연구팀은“이번 연구를 통해 폐 질환 환자가 바이러스 감염에 더 취약하거나 증상이 악화될 수 있음을 과학적으로 입증했다”며, “향후 코로나19 바이러스 감염 후유증을 확인하고 예측할 수 있는 근거자료 마련에 기여할 수 있을 것”으로 기대했다.

한편, 해당 연구는 기관고유사업인‘호흡기 감염병 및 유해화학물질에 대한 기저질환자의 인체유해성 연구과제’를 수행한 결과이며, 환경분야 최상위 학술지인 ‘Journal of Hazardous materials’(IF 12.20) 저널에 게재되었다.

...................(계속)

☞ 자세한 내용은 내용바로가기 또는 첨부파일을 이용하시기 바랍니다.

<그림1. 폐 질환에서 코로나19 바이러스 감염에 의한 폐 손상 악화 및 천식 유발을 나타내는 모식도>

폐 질환 모델에서 코로나19 바이러스 감염에 의해 염증 및 섬유화 관련 인자들의 상향 조절 및 지질대사의 불균형을 초래하여

폐 질환을 악화시킬뿐만 아니라 천식 유발 인자들의 발현 변화가 관찰됨

 <그림2. 폐 질환 모델에서 코로나19 바이러스 감염에 따른 폐 손상 악화 및 천식 유발 가능성에 대한 연구 결과>

2-1. 폐 질환 모델에서 코로나19 바이러스 감염에 의한 cytokine storm 관련 인자들의 발현 상승 관찰

: 기관지 폐포 세척액(Bronchoalveolar Lavage Fluid, BALF)을 분석을 통한 ILD 마우스 모델에서 코로나19 바이러스 감염에 의해 cytokine storm에 관련된 인자들(IL-6, RANTES, G-CSF, IL-5)의 발현 상승이 관찰됨.

2-2. 코로나19 바이러스 감염에 의한 폐 손상 악화 입증

: 폐 섬유화의 표지 단백질인 콜라겐 및 α-SMA의 폐 조직 단백 발현을 염색을 통해 분석한 결과, ILD 마우스 모델에서 코로나19 바이러스 감염에 의해 폐 섬유화가 더욱 악화된다는 것이 관찰되었음.

2-3. 폐 질환 모델에서 코로나19 바이러스 감염에 의한 천식 유발 가능성 확인

: PAS 염색을 통해 ILD 마우스 폐에서는 거의 관찰되지 않았던 점액질 분비가 코로나19 바이러스를 감염 후 뚜렷이 증가하는 것이 관찰됨. 더욱이 코로나19 바이러스에 감염된 ILD 마우스에서 가장 유의미한 변화를 보인 유전자들에 대해 천식과 코로나19 감염증 간의 관계를 분석하였고, 그중 chdr3, scgb3a2, plau, npy 유전자가 임상적으로 중증 COVID-19 환자와 상관관계가 있는 것으로 나타났음. 이는 폐질환 환자가 코로나19 바이러스 감염에 의해 천식 발생 위험을 증가시킨다는 것을 뒷받침함.

...................(계속)

☞ 자세한 내용은 내용바로가기 또는 첨부파일을 이용하시기 바랍니다.