행동 변화 분석 통해 빠르게 유효물질 선별 가능
잉어과에 속하는 인도산 열대어인 제브라피쉬가 연구모델로 주목받고 있는 가운데 최근 제브라피쉬의 행동을 파악해 이독성 난청 치료 후보물질을 선별할 수 있는 스크리닝 플랫폼이 개발됐다.
고려대안산병원 이비인후·두경부외과 최준 교수 연구팀(제브라피쉬중개의학연구소 최준 소장, 한은정 박사)은 제브라피쉬의 행동패턴을 분석해 이같은 성과를 거뒀다고 밝혔다.
이독성 난청은 항암제나 항생제 등 치료목적으로 사용하는 약물이 귓속 유모세포를 손상시켜 발생하는 난청이다. 제브라피쉬의 유모세포는 제브라피쉬의 행동과 밀접하게 연관돼 있어 행동 변화를 분석하면 빠르고 효율적으로 이독성 난청 치료 후보물질을 찾아낼 수 있다.
이에 연구팀은 유모세포가 손상된 제브라피쉬에게 다양한 치료 후보물질을 처리한 후 각 구역별로 유속을 일정하게 유지할 수 있는 장비를 구축했다. 또 1초당 30프레임 단위로 개체들의 각도, 위치, 가속도 등을 자동으로 분석하는 자동화 프로그램을 제작해 결과값의 정확도를 높였다.
연구팀에 따르면 5분간의 행동실험결과 정상적인 유모세포를 가진 제브라피쉬일수록 기역(ㄱ) 패턴의 움직임을 보였고 유모세포 손상도에 따라 I(일자) 패턴으로 변한다는 사실을 확인했다. 또 물의 흐름에 대해 뒤로 밀렸다 앞으로 나가는 따라잡기의 빈도는 손상도에 따라 급격히 감소하는 것을 확인했다.
최준 교수는 “제브라피쉬의 행동변화를 이용하면 1년 정도 소요되는 쥐 동물실험보다 빠르고 효율적으로 다양한 유효물질을 선별할 수 있다”며 “짧은 시간 유모세포의 손상정도를 정확히 판단할 수 있는 새로운 지표를 발굴하고 자체적으로 플랫폼을 구축했다는 데 큰 의미가 있다고 생각한다”고 말했다. 그는 연구팀의 일원으로서 6년간 함께 한 고려대학교 공과대학 이상현 교수, 최윤재 대학원생에게도 고마움을 전했다.
연구팀은 이독성 난청뿐 아니라 유전성 난청, 소음성 난청, 노인성 난청 등 다른 원인의 난청에 대한 연구에도 확대 적용할 수 있을 것으로 보고 향후 연구를 이어간다는 계획이다.
한편 이번 연구결과는 전기전자공학 분야 국제학술지 Expert Systems With Applications 최신호에 게재됐다.
