대기 중에 떠다니는 입자인 미세먼지는 이산화황, 질소 산화물, 납, 오존 및 일산화탄소 등으로 구성되어 있고, 1급 발암 물질로 작용하며 안과 질환을 포함한 다양한 장기 손상의 원인 물질로 작용한다. 미세먼지의 노출에 의한 산화적 스트레스로 활성산소종의 생성 증가, 세포괴사, 자가포식, 염증성 사이토카인 생성 증가, 뮤신 발현 감소 등이 진행되며 세포 손상, DNA 손상, 미토콘드리아 기능 손상 등 다양한 장애를 유발한다.
<h1>서 론</h1> <p>미세먼지(particulate matter, PM)는 대기 중에 떠다니는 입자상 물질로 이산화황, 질소 산화물, 납, 오존 및 일산화탄소 등으로 구성된다. 미세먼지는 일반적으로 직경이 10 \( \mu \mathrm { m } \)미만의 경우는 \( \mathrm { PM } _ { 10 } , 2.5 \mu \mathrm { m } \)미만의 경우 \( \mathrm { PM } _ { 2.5 } \)로 분류되며, 크기가 작을수록 기관지와 피부를 통해 체내로 흡수되어 장기나 세포에 더욱 깊숙이 침투할 수 있다. 최근 미세먼지는 1 급 발암 물질로 규정이 된 바 있으며, 안과 질환을 포함한 다양한 장기 손상의 원인 물질로 작용한다. 눈은 외부 환경에 직접 노출되어 있어 미세먼지를 비롯한 대기 오염물질에 취약하며, 외상 또는 이물질에 의한 감염은 알레르기성 각막염(allergic keratitis), 결막염(conjunctivitis), 안구건조증(dry eye) 등 다양한 안구표면 장애를 유발할 수 있다. 본 연구실의 선 행 연구결과에 의하면, \( \mathrm { PM } _2.5 } \)는 인간 망막색소상피(retinal pigment epithelial cells)의 표현형을 상피(epithelium)에서 섬유아세포(fibroblasts)와 유사한 중간엽으로 변경(epithelialmesenchymal transition)시키고 세포의 이동성을 증가시켰 으며, 이는 증식성 유리체망막병증(proliferative vitreoretinopathy)의 원인이 될 수 있음을 최초로 보고하였다. 또한, 망막색소상피에서 \( \mathrm { PM } _ { 2.5 } \)에 의한 DNA 손상과 미토 콘드리아 기능 장애 유발을 동반한 세포괴사(necrosis)와 자가포식(autophagy)이 망막 장애 유도의 원인이 됨을 밝 힌 바 있다. 아울러 두 현상은 모두 산화적 스트레스 연관 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 생성 증가가 주요 요인으로 작용함을 제시하였으며, 미세먼지에 의한 안구 세포의 손상은 ROS 생성을 억제함으로써 개선될 수 있음을 제안한 바 있다.</p> <p>미세먼지에 노출된 인간 각막상피세포(corneal epithelial cells, hCECs)의 손상 유발 원인 또한 산화적 스트레스가 주요인으로 작용하며, 세포괴사와 함께 염증성 사이토카인(pro-inflammatory cytokine) 생성의 증가와 뮤신(mucin) 발현의 감소로 인해 안구건조증을 유발할 수 있다. 특히 \( \mathrm { PM } _ { 2.5 } \) 에 의한 각막상피세포에서 nod-like receptor family pyrin domain containing three (NLRP3) 인플라마솜(inflammasome) 매개 pyroptosis를 활성화하여 각막 독성을 유발하였다. 이러한 안구건조증의 증가는 in vitro 및 in vivo실험모델에서 각막상피의 손상, 결막상피세포 (conjunctival epithelial cells)의 세포사멸(apoptosis) 및 결막잔세포(conjunctival goblet cells)의 저형성(hypoplasia)과 함께 궁극적으로 눈물 분비 및 눈물막의 파괴에 의한 것임이 밝혀졌고, 이는 선행 임상연구의 결과를 잘 뒷받침하여 준다.</p>