KAERI, 몸 속 미세먼지 한 톨까지 잡아내는 분자영상 기술

- 미세먼지의 인체 유해성 및 기초 의학 연구에 활용 등 국민 보건 향상에 기여 -


머리카락보다 작은 우리 몸 속 미세먼지를 눈으로 볼 수 있을까?

미세먼지는 화석연료를 태우거나, 공장·자동차의 매연을 통해 발생하는 먼지들 가운데 입자 지름이 10μm(마이크로미터. 1μm=100만분의 1m)이하인 먼지를 말한다. 머리카락 지름(50~70μm) 대비 약 1/5~1/7 정도 크기로 육안 식별은 불가능하다.

대기 중에 분포된 미세먼지는 호흡기를 거쳐 폐에 침투하거나 혈관을 따라 체내로 이동하여 천식, 폐렴과 같은 호흡기 질환을 유발한다. 또한 일반적으로 크기가 작을수록 독성이 커지며 미세먼지 크기에 따라 체내 장기 분포가 달라지는 것으로 알려져 있다. 따라서 의료 및 학계에서는 체내에 유입 된 미세먼지의 움직임을 분석하고 배출 기술을 연구하는 등 유해성 저감을 위한 다양한 노력을 기울이고 있다.

최근 연구원이 미세먼지의 체내 움직임을 관찰할 수 있는 기술을 개발했다. 연구원 첨단방사선연구소 생명공학연구부 전종호 박사 연구팀이 방사성동위원소를 이용해 미세먼지의 체내 분포를 영상화 하는 기술을 개발하는데 성공했다.

연구진은 자동차 디젤엔진에서 배출되는 미세먼지(1μm 미만 크기)와 동일한 유형의 미세먼지 표준물질(DEP, Diesel Exhaust Particulates)과 방사성동위원소를 화학적으로 결합시킨 미세먼지 샘플을 실험용 쥐의 기도와 식도에 각각 투입하고 RI-Biomics시설*의 핵의학 영상장비를 활용해 장기 내 DEP의 축적량과 장기들의 상태를 촬영하였다.
※ RI-Biomics 시설 : 인체를 투과하여 체내 물질의 움직임을 실시간으로 추적할 수 있는 방사성동위원소(Radioisotope, RI)의 특성을 생명체학(Biomics)에 적용한 융합연구 시설. 개발 단계의 신약 후보물질에 미량의 방사성동위원소를 합성한 뒤 동물 등 실험체에 투여함으로써 실험체내 해당 물질의 분포 정도를 촬영할 수 있다.

연구 결과, 입을 통해 식도로 유입된 DEP은 체외 배출까지 단 이틀이 소요되었으며 이동 중 다른 장기에 영향을 주지 않았다. 반면, 코를 통해 기도를 거쳐 흡입된 DEP은 같은 기간 60%가량 폐에 축적 되었으며 배출에도 7일 이상의 기간이 소요되는 것으로 관찰되었다. 또한, 배출 과정 중 소량의 DEP이 간과 신장 등 일부 다른 장기로 이동하는 것을 확인할 수 있었다.

이번 영상화 기술 개발 성공은 종래의 분석 화학적 방법(실험체 부검을 통해 확보한 장기에서 유해물질을 추출하여 정량하는 실험 기법)으로는 불가능했던 체내 미세먼지의 실시간 축적량 및 움직임, 배출 상태를 살아있는 실험체에서 연속적으로 관찰할 수 있다는 점에서 큰 의의를 갖는다.

전종호 박사는 “핵의학 영상 기술을 활용하여 체내 유입된 미세먼지의 분포도 및 동적 특성을 체계적으로 확인한 연구는 이번이 처음”이라며, “현재 의학계에서 주목하는 미세먼지 노출로 인한 다양한 질환의 발병 원인을 규명하고, 치료 기술 개발에 필요한 기초 연구를 지원하는 등 향후 국민 보건 향상에 기여 할 수 있는 활로를 모색해 나갈 것”이라고 말했다.

본 연구 결과는 11월 26일 국제학술지 ‘케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical Communications)’에 온라인 게재되었으며 표지 논문으로 선정되었다.

2018 KINS 찾아가는 전문가 특강 성료

한국원자력안전기술원(이하 KINS)의 ‘찾아가는 KINS 전문가 특강(이하 KINS 특강)’ 프로그램이 학생들의 뜨거운 호응과 함께 성황리에 마무리됐다.

​‘찾아가는 KINS 전문가 특강’은 원전지역을 포함한 전국 초·중·고등학교를 대상으로 KINS가 올해 중점 추진 한 대국민 소통프로그램으로, 학생들 대상 원자력 및 방사선 관련 쉽게 접하지 못했던 이야기나 평소 궁금했던 부분들에 대해 알기 쉽게 설명하는 시간으로 구성됐다.

KINS는 올해 초 내부직원 대상으로 강사 신청을 통해 총 9명을 강사로 선발한 바 있다. 선발된 강사들은 원자력, 방사선, 계측·전기, 지질학 등 과학기술 분야별 전문가들로 구성됐으며, 이들 모두 원자력 및 방사선안전과 관련된 최신 이슈에 맞는 강의안을 개발하는 등 학생들의 관심 유도를 위한 다양한 노력을 했다.

이를 통해 지난 6월 대전 유성중학교를 시작으로 창원, 익산, 영광, 군산, 부산 등 전국 6개 지역 18개 학교 학생들 약 1,500여명을 대상으로 특강이 진행됐다.

특강을 신청한 대전 한 중학교의 교사는 “학생들이 진로 선택에 있어 막연해하는 부분들이 많은데, 과학 분야에서 직접 일하고 계신 분들이 오셔서 강의를 진행해주셔서 더욱 현장감 있는 교육이 될 수 있었다고 생각한다”고 말했다.

실제 중·고등학교 학생들의 경우 특강이 진행되는 동안 미래 진로에 대한 궁금증들이 다수를 차지했다. 이와 함께 지난 5월 매트리스 라돈침대사건이 발생하며, 생활방사선 안전에 대한 학생들의 질문들도 쏟아졌다.

KINS 소통협력실 유정 실장은 “올 한해 라돈관련 생활방사선 이슈가 발생하며, 일반 시민들의 문의가 많았다”며, “앞으로 원자력 및 방사선 규제전문기관으로서 국민들에게 정확한 정보를 제공하고 소통할 수 있는 다양한 프로그램을 기획해 나가겠다”고 말했다.

한편 KINS는 지난 11월 생활방사선 안전센터를 설치하고, 라돈 방출이 의심되는 생활제품들에 대한 온라인(www.kins.re.kr/radon) 및 전화신고(☎1811-8336)를 통한 라돈측정 방문서비스를 진행 중에 있다.


원자력의학원, 방사선 치료 잘 듣지 않는 종양, 치료기전 밝혀

한국원자력의학원(원장 김미숙) 이윤진 박사 연구팀은 방사선 치료가 잘 듣지 않는 암 세포(저항성 종양)의 성장과정 중 나타나는 종양혈관 세표변이를 조절하여 방사선 암 치료 효율을 증진시킬 수 있는 가능성이 제시됐다고 밝혔다.

이번 연구는 세계적 저명 학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications) 온라인판 11월 30일자에 게재됐다.
방사선 치료는 다양한 암에 대한 주요 치료법 중 하나이지만, 방사선 저항성 종양 및 방사선 치료 후 나타나는 암의 재발 및 전이에 대한 효과적인 새로운 치료법 개발이 필요하다. 연구팀은 혈관내피세포가 간엽세포로 변하는 종양혈관 세포변이를 조절하여 종양 줄기세포의 증식 및 종양 면역대식세포의 활성을 억제해 방사선 치료 효율을 높일 수 있음을 규명하였다. 특히 이번 연구는 동물실험 뿐 아니라, 폐암환자의 암 조직을 이용하여 연구결과의 임상적 유용성을 제시하였다.
연구팀은 혈관내피세포의 특정 암 관련 유전자를 제거하여 방사선에 의한 혈관 세포변이를 억제할 수 있었고, 이를 통해 종양혈관 세포변이 조절이 방사선 치료효율과 상관성이 있음을 입증하였다. 또한 종양혈관 세포변이 조절은 기존의 방사선 치료에 비해 최근 높은 치료효율로 각광 받고 있는 고선량저분할 방사선 치료에서 더욱 효과적인 것을 확인하였다.

이번 연구결과로 연구팀은 “방사선 치료효율을 높일 수 있는 새로운 종양혈관조절기술을 도출할 수 있을 것”이라며, “저항성 종양 줄기세포의 증식억제와 항암면역증진효과를 가져올 수 있는 효율적인 방사선 병용치료법을 제시할 수 있을 것으로 기대한다.”라고 연구 의의를 설명했다.

이 연구 성과는 과학기술정보통신부 방사선 기술개발사업의 지원을 받아 수행되었다.


한전원자력연료, 18년 연속 품질경쟁력 우수기업 선정

한전원자력연료(사장 정상봉)는 제44회 국가품질 경영대회에서 ‘품질경쟁력 우수기업’으로 선정되었다고 지난 11월 28일 밝혔다.

한전원자력연료는 현장중심 경영을 통한 전사적 품질 역량 제고는 물론, 특히 고유 생산혁신시스템 ‘KIPS’고도화에 따른 혁신 성과를 높이 인정받았으며, 2001년부터 18년 연속 품질경쟁력 우수기업으로 선정되는 영예를 안았다.

또한 이날, ‘피복관 제조공정 개선으로 부적합품률 감소’를 주제로 품질분임조경진대회에 참가한 한전원자력연료 짱구 분임조가 6시그마 부문 대통령상 금상을 수상하였다.

정상봉 사장은 “세계 최고 수준의 원자력연료 안전성과 품질을 위해 임직원 모두가 합심하여 노력한 결과”라며, “앞으로도 고도의 품질경영 시스템을 기반으로 인공지능 및 빅데이터 활용 등을 통해 융·복합 기술이 집약된 스마트팩토리를 구현하여 혁신성장을 선도해 나갈 것”이라고 밝혔다.

※ KIPS(KEPCO NF Innovative Production System) : 한전원자력연료가 2010년부터 운영해오고 있는 고효율·저비용의 고유 생산 시스템

KINAC, 국가연구개발 성과평가 유공 표창 수상

한국원자력통제기술원(이하 KINAC)이 과학기술정보통신부 주관 '2018년도 국가연구개발 성과평가 유공 포상 수여식'에서 대통령표창을 받았다. 12월 28일 정부과천청사 대강당에서 개최된 수여식에서 KINAC 경상봉 책임기술원이 대통령 표창을 수상하였고, 물리적방호실 정명탁 선임연구원, 기획예산실 정연홍 연구원, 행정지원실 홍성철 행정원이 과학기술정보통신부 장관표창을 받았다.
과학기술정보통신부는 과학기술인의 사기 진작을 위해 매년 우수 성과를 창출한 개인 및 기관에 포상을 시행해 오고 있다. KINAC은 △핵연료 국제운송 등 물리적방호 업무를 통한 연구성과 창출 △연구몰입환경 조성 및 성과관리 등을 통한 우수 경영성과 창출 △직원채용 및 인사평가 제도 전면개편, 교육훈련제도 고도화 및 관련 인증 취득 △국제 핵비확산 교육훈련센터 건설 완수, 사이버보안 연구동 건설 추진 및 적기수출허가 심사체제 구축 등을 통한 국제 핵비확산 기여 등을 인정받아 수상하게 되었다. 더불어 국내 원자력통제의 철저한 임무수행과 국제 원자력통제 제도의 선제적 도입 및 이행 등 ‘우수’한 수준의 역할 수행을 통해 국가 핵투명성 및 신뢰성 제고에 기여한 공로로 단체표창(국무총리상)을 수상하는 영예를 안았다.