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스웨덴 카롤린스카 연구소(Karolinska Institutet), 찰머스 공과대학(Chalmers University of Technology), 영국 맨체스터 대학(University of Manchester)의 연구진은 병원균을 처리하는 것과 유사한 방식으로 면역계가 그래핀 산화물을 다룬다는 것을 발견했다. 이 연구는 생체 의학 분야에 2차원 재료를 보다 안전하게 적용할 수 있게 할 것이다. 그래핀 기반 물질의 생물학적 상호 작용을 이해하는 것은 이러한 물질의 안전한 사용에 중요하다. 이전 연구들은 그래핀 산화물과 대식 세포 간의 상호 작용을 조사했지만, 그래핀 산화물이 면역 계통의 주요 세포인 호중구(neutrophils)에 미치는 영향을 조사하지 않았다. 이번 연구에서는 투과 전자 현미경, 주사 전자 현미경, 공초점 현미경, ToF-SIMS(time-of-flight secondary ion mass spectroscopy) 등을 사용해서 그래핀 산화물과 호중구 간의 상호작용을 조사했다. 그래핀은 세상에서 가장 얇은 물질로 알려져 있다. 그래핀 산화물은 탄소 원자와 산소 원자로만 구성된 물질이고, 약물 전달 및 기타 의료 분야에 매우 유용하게 적용이 고려되고 있다. 그러나 이러한 물질이 신체와 어떻게 상호 작용하는지를 잘 알지 못했다. 이번 연구진은 가장 일반적인 백혈구인 호중구가 그래핀 산화물을 만날 때 호중구 세포밖 덫(neutrophil extracellular traps, NET)을 방출한다는 것을 증명했다. NET는 세균을 파괴하는 단백질로 코팅된 DNA로 구성되어 있다. 그래핀 산화물과 마주칠 때, 세포막 지질 구성에 특이한 변화가 발생하고, 이때 NET가 발출된다. 즉, 그래핀 산화물은 병원체와 마찬가지로 NET에 갇혀서 분해된다는 것을 보여준다. 이 연구는 면역계가 그래핀 기반의 물질을 어떻게 감지하고 처리하는지를 알게 해 주기 때문에 이런 물질을 보다 안전하게 생물 의학 분야에 적용할 수 있는 새로운 길을 열어줄 것이다. 이 연구결과는 CHEM에 “Graphene Oxide Elicits Membrane Lipid Changes and Neutrophil Extracellular Trap Formation” 라는 제목으로 게재되었다. |
