국내 연구팀이 제브라피쉬의 주류성 움직임을 지표화해서 이독성 난청치료 후보물질을 선별할 수 있는 스크리닝 플랫폼을 개발했다.
잉어과에 속하는 인도산 열대어 ‘제브라피쉬(Zebra fish)’는 푸른색 몸에 흰색 줄무늬가 마치 얼룩무늬 같다고 해서 붙여진 이름이다.
최근 신약 개발 현장에서 동물실험 대체제로 급부상하며 주목받고 있다. 이미 유럽에선 과학연구에 널리 사용 중이다.
이번 플랫폼 개발을 통해 이독성 영구 난청을 방지하는 유효물질군을 신속, 정확하게 선별할 수 있어 치료제 개발에도 속도가 붙을 전망이다.
이독성 난청은 항암제나 항생제 등 치료 목적으로 사용하는 약물이 귓속 유모세포를 손상시켜 발생하는 난청이다.
고대안산병원 이비인후·두경부외과 최준 교수팀은 유모세포가 손상된 제브라피쉬에게 다양한 치료 후보물질을 처리한 후 약효에 따른 개체들의 행동 패턴을 분석했다.
유모세포는 제브라피쉬 행동과 밀접하게 연관돼 있어 행동 변화를 분석하면 빠르고 효율적으로 이독성 난청 치료 후보물질을 찾아낼 수 있다.
연구팀은 다양한 이독성 난청 치료 후보물질이 처리된 제브라피쉬 개체들의 주류성 움직임을 동시에 비교하기 위해 각 구역별 유속을 일정하게 유지할 수 있는 장비를 구축했다.
또 1초당 30프레임 단위로 개체들의 각도, 위치, 가속도 등을 자동으로 분석하는 자동화 프로그램을 제작해 결과값의 정확도를 높였다.
5분간의 행동 실험 결과 정상적인 유모세포를 가진 제브라피쉬 일수록 ㄱ(기역) 패턴의 움직임을 보였고, 유모세포 손상도에 따라 l(일자) 패턴으로 변한다는 사실을 확인했다.
또 물의 흐름에 대해 뒤로 밀렸다 앞으로 나가는 따라잡기(catchup-behavior)의 빈도는 손상도에 따라 급격히 감소함을 알 수 있었다.
최준 교수는 “제브라피쉬 행동 변화를 이용하면 1년 정도 소요되는 쥐 동물실험보다 빠르고 효율적으로 다량의 유효물질을 선별할 수 있다”고 말했다.
이어 “짧은 시간, 유모세포 손상 정도를 정확히 판단할 수 있는 새로운 지표를 발굴하고 자체적으로 플랫폼을 구축했다는 데 큰 의미가 있다”고 덧붙였다.
한편, 이번 연구결과는 전기전자공학 분야 국제학술지 ‘Expert Systems With Applications’ 최신호에 게재됐다.
박대진 기자 (
