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호흡기 질환, 개구리 배아로 치료
  • 등록일2019.01.17
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한낱 미물(微物)인 무당개구리지만, 호흡기 질환을 앓고 있는 환자에게는 산삼보다 더 귀한 존재가 될지도 모른다. 국내 연구진이 호흡기 질환 치료에 무당개구리 배아를 이용하는 연구기법을 개발했다고 최근 밝혔기 때문이다.

 

무당개구리 배아를 이용한 분석법 ⓒ 국립생물자원관

 

환경부 산하 기관인 국립생물자원관의 연구진은 지난해부터 울산과학기술원과 공동으로 호흡기 질환 치료에 효과적인 물질을 찾는 연구를 수행해 왔는데, 그 결과 ‘자생 양서류를 이용한 기능성 유효물질 탐지기법’을 개발하는 성과를 거뒀다고 최근 밝혔다.

 

뮤신 분비 조절 효과를 파악하는데 배아 활용

 

국립생물자원관이 이번에 개발한 탐지기법은 뮤신(mucin)과 밀접한 관련이 있다. 단백질로 구성되어 있는 뮤신은 인간을 비롯한 대부분의 동물 장기에서 분비되는 끈적끈적한 점액 물질을 말한다.

 

입에서 항문까지 하나로 길게 이어진 관과 같은 소화기관은 외부 음식물을 통해 우리 몸의 에너지가 되는 영양을 들여오는 중요한 통로인데, 그 관의 내부를 뮤신이라는 점액이 덮고 있다. 이 점액에는 많은 면역 세포들이 존재하기 때문에 외부에서 들어오는 병원균이나 독성물질을 차단해 주는 중요한 기능이 들어있다.

 

문제는 천식과 같은 호흡기 질환이 발생할 때, 뮤신이 적정 농도를 넘어 과도하게 분비된다는 점이다. 뮤신이 과도하게 분비되면 예민한 사람의 경우 가려움증이나 알레르기 증상을 일으키는 것으로 알려져 있다.

 

인간 구강세포를 이용한 분석법 ⓒ 국립생물자원관

 

국립생물자원관의 관계자는 “이번 연구의 핵심은 뮤신의 양을 측정함으로써, 뮤신 분비를 조절하는 나라신(narasin)과 같은 물질들이 얼마나 효과가 있는지를 탐색하는 것”이라고 밝히며 “무당개구리의 배아는 바로 이 뮤신 분비 조절 효과가 있는지 여부를 파악하는데 사용됐다”라고 설명했다.

 

국립생물자원관이 무당개구리 배아를 활용한 새로운 탐지 기법을 개발하기 전만 해도 호흡기 질환 치료에 좋은 유효물질을 탐색하는 실험에는 일반적으로 인간의 구강세포나 설치류 등의 포유동물을 이용했다.

 

하지만 인간의 구강세포를 샘플로 하는 실험은 생체 밖의 세포만 측정하는 방법이기 때문에 재현성에 있어서 한계를 보여왔다. 또한 포유동물을 활용하는 방법도 5년 전부터 유럽연합(EU)이 화장품 제조에 포유류 동물실험을 전면금지하는 법을 통과시키면서 사실상 활용도가 미미해진 상황이다.

 

뮤신 측정이 용이한 피부 상피조직 지닌 배아

 

여러 가지 규제에 의해 호흡기 질환 치료에 좋은 유효물질 탐색 실험이 답보 상태를 면치 못하는 상황에서 국립생물자원관 연구진은 새로운 시각으로 돌파구를 찾았다. 양서류 배아 표피의 점막이 인간의 기관지 점막과 유사하다는 점에 착안하여 호흡기 질환 관련 실험을 시도한 것이다.

 

연구진은 우선 무당개구리와 참개구리, 그리고 북방산개구리 및 계곡산개구리, 한국산개구리 등 총 5종의 자생 양서류를 대상으로 배아의 뮤신 분비 실험 적합성 분석에 착수했다.

 

그 결과, 무당개구리 배아가 다른 자생 양서류에 비해 뮤신 측정이 용이한 피부 상피조직을 지니고 있음을 확인했다. 또한 호흡기 질환에 유효한 것으로 알려진 나라신이나 비쿠쿨린 같은 뮤신 분비 조절제들을 적용해 본 결과, 뮤신 분비가 10∼16% 가량 감소하는 것을 확인했다.

 

이외에도 연구진은 양서류 배아 이용 실험에 전 세계적으로 활용되는 외래종 아프리카발톱개구리의 배아에도 같은 뮤신 분비 조절제 처리 실험을 진행했는데, 그 결과 뮤신 분비 억제 효과가 자생 무당개구리 배아와 거의 동일한 것으로 나타났다. 자생 무당개구리의 배아가 호흡기 질환 치료 물질 탐지연구에 적합한 모델임이 검증된 것이다.

 

국립생물자원관의 관계자는 “이번 연구기법이 그동안 문제점으로 지목되어 왔던 유효물질 탐색 실험의 포유동물 사용 방안에 마침표를 찍을 수 있을 것”이라고 전망하면서 “개발된 연구기법을 표준시험법으로 확립하여 관련 학계와 기업에서 신약개발 등에 활용할 수 있도록 지원할 계획”이라고 밝혔다.

 

무당개구리 표피의 섬모점막상피조직 분석 결과 ⓒ 국립생물자원관

 

다음은 이번 연구개발의 실무를 담당한 국립생물자원관 유용자원분석과의 방우영 연구사와 나눈 일문일답이다.

 

- 동물실험을 줄이는 것이 세계적 추세이기는 하지만, 연간 사용되는 실험동물의 수가 어느 정도 되기에 전 세계가 함께 노력하는 것인지 궁금하다. 우리나라의 상황을 중심으로 설명해 달라

 

농림축산검역본부가 2년 전 발표했던 ‘동물실험 실태조사 결과’에 따르면 1년간 희생되는 동물의 수는 대략 288만 마리인 것으로 나타났다. 하루 평균으로 치자면 약 8000마리 정도가 희생되는 셈이고, 설치류가 전체 실험동물의 91%를 차지하는 것으로 드러났다.

 

- 보고서를 보니 양서류 배아 이용 실험에 아프리카발톱개구리의 배아를 전 세계적으로 활용한다고 되어 있는데, 우리나라만 무당개구리를 특별한 이유라도 있는지?

 

우리나라도 아프리카발톱개구리를 1997년부터 실험동물 및 애완동물로 판매해 왔기 때문에 그동안 많이 사용해 왔다. 하지만 외래종인 만큼 국내 생태계가 교란될 위험에 처하게 되면서 ‘위해 우려종’으로 2015년에 지정되었기 때문에 이를 대체하기 위해 무당개구리를 사용한 것이다.

 

- 앞으로의 후속 연구계획에 대해 간략히 언급해 달라

 

향후 무당개구리 배아에 대한 유전체 및 단백질 분석 등의 심화연구를 통하여 본 연구에서 개발된 탐지기법에 대한 표준시험법을 확립하고, 관련 분야 학계와 기업이 적극 활용할 수 있도록 제공할 계획이다.

 

  • 출처 : https://bit.ly/2DgjVWx

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