조이시 산무게아 (한국원자력의학원) | 한빛사논문 > 한빛사

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조이시 산무게아Joycie Shanmugiah

한국원자력의학원

J. Hazard. Mater., Available online 27 March 2026, 141897 | https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.141897 Size-dependent pulmonary toxicity of inhaled micro- and nano-polystyrene and initial identification of microplastics in human lung cancer tissue

Joycie Shanmugiah ^a,d, Seungyoun Kim^a,d, Hyeju Jeong ^a, Joonseog Kong ^b, Seung-Sook Lee ^b, Do Kyun Kang ^c, Jin Su Kim ^a,d

^aDivision of Applied RI, Korea Institute of Radiological and Medical Sciences (KIRAMS)
^bDepartment of pathology, Korea Institute of Radiological and Medical Sciences (KIRAMS)
^cDepartment of Thoracic & Cardiovascular Surgery, Korea Institute of Radiological and Medical Sciences (KIRAMS)
^dRadiological and Medical Sciences, University of Science and Technology (UST), Seoul 01812, Republic of Korea

Correspondence to: Do Kyun Kang, Jin Su Kim

Abstract

This study evaluated the carcinogenic potential of inhaled micro-polystyrene (mPS) and nano-polystyrene (nPS) using a murine exposure model. Repeated inhalation of environmentally relevant doses for up to 12 weeks resulted in marked pulmonary toxicity, most prominently in the mPS group. mPS exposure led to greater reductions in lung volume, impaired exercise capacity, and stronger induction of EGFR expression. Transcriptomic profiling further identified AREG and MAP3K13 as key mediators, indicating activation of EGFR-dependent MAPK signalling. Overall, these findings demonstrate that polystyrene (PS) particles exert size-dependent toxic effects, with mPS showing greater pathogenicity than nPS, and provide evidence linking airborne MP exposure to molecular pathways relevant to lung carcinogenesis.

논문소개전체 설명

미세플라스틱 흡입이 폐 기능 저하와 암 관련 신호 활성화에 미치는 영향 규명

플라스틱 사용 증가에 따라 환경 중 미세플라스틱(microplastics)의 존재가 빠르게 증가하고 있으며, 특히 공기 중 미세플라스틱은 호흡을 통해 인체에 직접 유입될 수 있어 건강 영향에 대한 우려가 커지고 있다. 그러나 이러한 미세플라스틱이 실제로 폐에 어떤 영향을 미치는지, 나아가 질병과 어떻게 연결되는지에 대한 과학적 근거는 아직 충분하지 않았다.

원자력의학원 김진수, 강도균 박사 공동 연구팀은 미세플라스틱과 나노플라스틱의 흡입 노출이 폐 조직에 미치는 영향을 체계적으로 규명하고자 하였다. 연구팀은 생쥐를 대상으로 6주 및 12주간 반복 흡입 실험을 수행하고, 폐 기능 변화, 조직학적 손상, 염증 반응, 유전자 발현 변화를 종합적으로 분석하였다.

연구 결과, 미세플라스틱(mPS)은 나노플라스틱(nPS)에 비해 폐에 더 많이 축적되며, 더 큰 생물학적 영향을 유발하는 것으로 나타났다. 특히 폐 용적 감소와 운동 능력 저하가 확인되었으며, 조직 분석에서는 폐포 구조 손상과 염증세포 침윤이 관찰되었다. 이러한 결과는 미세플라스틱 흡입이 폐 기능 저하와 밀접하게 연관될 수 있음을 보여준다.

또한 연구팀은 분자 수준에서의 변화를 확인하기 위해 전사체 분석과 단백질 분석을 수행하였다. 그 결과, EGFR(상피세포 성장인자 수용체) 신호 경로가 활성화되며, 초기 단계에서는 AREG 발현이 증가하고, 이후 MAP3K13 발현이 증가하는 경향을 보였다. 이는 세포 증식 및 생존과 관련된 MAPK 신호 경로가 활성화되는 과정을 시사한다.

특히 EGFR 억제제를 이용한 추가 실험을 통해 이러한 신호 활성화가 실제로 EGFR 경로에 의존함을 확인함으로써, 미세플라스틱 노출과 암 관련 신호 활성화 사이의 기전적 연관성을 제시하였다.
더 나아가 연구팀은 실제 폐암 환자 조직에서 미세플라스틱을 검출함으로써, 환경 중 미세플라스틱이 인체 폐 조직에 축적될 수 있음을 확인하였다.
이는 실험 결과의 임상적 가능성을 뒷받침하는 중요한 관찰이다. 본 연구는 미세플라스틱의 폐 내 축적이 만성 염증 반응을 유도하고, EGFR-MAPK 신호 경로를 활성화함으로써 암 발생과 관련된 미세환경을 형성할 수 있음을 보여주었다. 또한 입자 크기에 따라 독성이 달라진다는 점을 확인하여, 향후 환경 독성 평가 및 위해성 관리에 중요한 기준을 제시하였다.

이번 연구는 미세플라스틱의 영향을 단순한 환경 오염 수준을 넘어, 인체 건강 특히 폐 질환과의 연관성 측면에서 규명했다는 점에서 의의가 있다. 향후 보다 장기적이고 인체 기반 연구를 통해 미세플라스틱 노출의 건강 영향을 정밀하게 평가하고, 이에 대한 대응 전략을 마련하는 것이 필요할 것으로 기대된다.

https://www.ibric.org/bric/interview/biolab.do?mode=view&articleNo=10012686&article.offset=0&articleLimit=10