우주 환경에 가까운 무중력(weightlessness) 또는 미세중력(microgravity) 상태에 장기간 노출되면 면역계 T세포의 유전자 발현에 변화가 생겨 면역 기능이 약해질 가능성이 있다는 연구 결과가 나왔다.

 스웨덴 카롤린스카의대 리사 베스테르베리 교수팀은 26일 과학저널 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances)에서 무중력 노출 실험을 통해 무중력에 노출된 면역 T세포에서 유전자 발현의 변화와 회복이 반복되는 현상을 확인했다고 밝혔다.

 그는 이 연구 결과는 우주비행사의 T세포가 우주에서 왜 덜 활성화되고 감염과 싸우는 능력이 떨어지는지를 설명해줄 수 있을 것이라고 말했다.

 인류의 다음 단계 우주탐험은 달과 화성 유인 탐사다. 우주에는 강력한 우주방사선 등 건강을 위협하는 요소가 많으며 그중 하나가 우주비행사에게 발생하는 면역체계 변화다.

 면역 기능 약화는 우주비행사를 감염에 취약하게 만들고 체내에 잠복해 있는 바이러스를 재활성화시킬 수도 있다.

 베스테르베리 교수는 "우주비행사가 안전하게 우주 임무를 수행하려면 면역 체계가 우주에서 어떤 영향을 받는지 이해하고, 그로 인해 발생하는 유해한 변화에 대응하는 방법을 찾아야 한다"고 말했다.

 연구팀은 이 연구에서 무중력 상태를 시뮬레이션하는 '건식 침수'(dry immersion. 사람이 큰 욕조에 떠 있는 미세중력 장치) 방법을 사용해 건강한 남녀 8명을 3주 동안 무중력 상태에 노출한 후 혈액 내 T 세포를 검사했다.

 혈액 분석은 시작 전, 무중력 노출 7·14·21일 후, 실험 종류 7일 후에 실시했다.

 그 결과 무중력 상태 노출 7일과 14일 경과 후 T세포의 유전자 발현에 큰 변화가 일어난 것이 확인됐으며, 변화는 노출 14일 후 가장 크게 나타났다.

 연구팀은 무중력 상태에 노출된 후 T세포에 있는 유전자들 가운데 활성화되거나 활성화되지 않는 유전자가 달라졌으며, T세포가 이전보다 더 미성숙한 상태가 되는 것으로 나타났다고 말했다.

 논문 공동 제1 저자인 칼로스 갈라르도 도드 연구원(박사과정)은 "T세포들이 침입자를 만난 적이 없는 '순진한' 상태와 비슷해졌는데 이는 T세포가 활성화에 더 오래 걸리고 종양 세포나 감염과 싸우는 기능이 약해졌음을 의미한다"고 말했다.

 계속된 실험에서 T세포는 무중력 노출 21일 후에는 무중력에 적응, 유전자 발현이 거의 정상으로 돌아왔다. 그러나 실험 종료 후 7일간 정상 중력에서 생활한 후 실시된 분석에서는 일부 유전자들이 정상 회복 전 상태로 돌아간 것으로 나타났다.

 도드 연구원은 "유전자 발현 변화가 면역세포의 기능 변화로 어떻게 이어지는지 검증하기 위한 추가 연구가 필요하다"며 "이 연구가 무중력에 의한 면역세포의 유전 프로그램 변화를 되돌리는 새 치료법 개발의 토대가 될 수 있다"고 말했다.