저선량피폭의 영향

100 mGy ~ 200 mGy의 저선량 방사선피폭이 암발생 위험(Risk)을 증가시키지 않는다.

세포의 DNA는 두 가닥이 나선(이중나선)으로 꼬여 있고 여기에 염기들이 연결되어 있다. 방사선은 DNA의 이중나선을 절단할 수 있고, 이러한 절단은 복구가 쉽지 않다. 세포는 DNA 가닥을 서로 결합하는 복구 작업을 위하여 다량의 DNA 복구 단백질을 손상지역에 투입한다. 이때 투입되는 복구 단백질 중 하나가 γ-H2AX로 알려져 있다. 이 단백질에 형광 마커(marker)를 부착하면 현미경으로 볼 수 있다. 즉, 세포 내 DNA 복구 활동의 지표로 γ-H2AX를 관찰하여 DNA 이중나선절단의 수리결과를 확인할 수 있다.

방사선에 의한 영향은 "활발하게 분열하는 세포인가?" "그렇지 않은 세포인가?" 가 좌우한다.

대부분의 세포는 분화하지 않는다. 산소를 조직에 운반하는 혈액세포와 수축과 이완을 반복하는 근육세포처럼 각각 고유기능을 수행한다. 분화하지 말아야 할 세포가 명령을 잊고 분화하기 시작하면 문제가 생긴다. 암세포가 그러하다. 반면 분화하지 않는 세포의 복구되지 않은 DNA 절단은 그렇게 중요하지 않다. 세포는 DNA 손상과 관계없이 고유 기능을 계속 수행할 수 있기 때문이다. 문제는 분화하는 세포에서 DNA 절단이 일어나면, 정지신호를 무시하고 무한정 분화를 하게 되고, 결국 이것이 암으로 발전한다.

저선량의 방사선조사 이후에도 오랜 기간 일부 DNA 이중나선절단이 복구되지 않는 것이 발견되었으나, 세포가 분화하지 않는 한 이것은 문제가 되지 않는다.

만일 방사선이 세포가 분화를 시작하도록 하면, 반응하면서 복구되지 않은 DNA 이중나선절단을 운반하는 세포가 자살(apoptotic) 한다.
우려스러울 것 같으나, 사실 이는 세포가 아주 효과적으로 사용하는 방어기작(defence mechanism)이다. 죽은 세포는 암이 되지 않는다. 이렇게 잠재적으로 문제가 될 만한 세포들은 세포집단에서 삭제된다.

DNA 이중나선절단처럼, 역시 세포에 치명적일 수 있는 염색체에서 특별한 종류의 오류가 있는 많은 미세 핵 세포(micro-nucleated cell)는 분화하지 않고, 최종 삭제된다.

방사선조사 된 세포가 분화할 때, DNA 이중나선절단의 개수(個數)가 방사선에 노출되지 않은 세포에서 관찰되는 수준으로 되돌아가는 것이 확인되는데, 이는 저선량(~200 mGy: 6 ~ 60 mGy/min)의 방사선 피폭에 의해 암에 걸릴 위험(Risk)이 증가하지 않음을 의미한다.

참고
Rothkamm K, Löbrich M. Evidence for a lack of DNA double-strand break repair in human cells exposed to very low x-ray doses. Proc Natl Acad Sci USA 100: 5057–5062(2003) (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC154297/)

이 자료의 최초 작성 및 등록 : 김봉환(KAERI) bhkim2@kaeri.re.kr