DGIST, 여러마리 물고기 뇌파 동시에 측정 기술 개발

신약 후보물질 초기 스크리닝 단계에 활용

.DGIST 로봇공학전공 김소희(오른쪽) 교수와 제1저자인 로봇공학전공 이유현 연구원. DGIST 제공

대구경북과학기술원(DGIST·총장 국양) 로봇공학전공 김소희 교수 연구팀이 여러 마리 제브라피쉬(물고기)의 뇌파를 동시에 측정하는 기술 개발과 이를 활용한 뇌전증 치료약의 효과 검증에 성공했다.

한 마리의 뇌파만을 측정할 수 있던 기존 기술의 한계를 극복한 기술로, 향후 뇌신경계 질환 치료에 쓰이는 신약 후보물질 연구의 정확도와 효율성 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

제브라피쉬는 척추동물로 인간과 70% 유사한 유전정보와 생체기관을 갖고 있다. 따라서 신약 개발 단계 중 첫 단계로 세포를 대상으로 한 기초연구단계와 다음 단계인 설치류 대상 비임상시험 단계 사이에 사용될 동물로 주목받고 있다.

이러한 제브라피쉬를 여러 마리 활용하면 투입된 약물이 주는 영향을 신속하고 정확히 관찰할 수 있다. 이는 효과 있는 신약 후보물질을 초기에 스크리닝 할 수 있어 연구비용과 시간을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.

이에 김 교수팀은 제브라피쉬 여러 마리를 안정적으로 고정시켜 뇌파를 측정할 수 있는 고정유닛과 약물 주입·교환 유닛이 결합된 장치를 고안해 환경 변화 없이도 약물 교환과 연속적인 뇌파 측정이 가능하도록 했다. 이를 통해 여러 마리에서 장시간의 비침습적 뇌파 측정이 가능하다.

이는 한 번에 제브라피쉬 한 마리만의 뇌파 측정이 가능하던 기존 기술의 한계를 극복한 것이다. 또 김 교수팀이 개발한 방식은 유닛을 손쉽게 확장할 수 있어 동시 측정 가능 개체 수를 손쉽게 늘릴 수 있다. 뇌파 측정 후 제브라피쉬를 다시 수조로 돌려보내 장기간의 추적 관찰도 가능하다.

김 교수팀이 개발한 기술을 활용한다면 향후 제브라피쉬의 장점을 극대화한 신약 개발·연구가 가능할 것으로 기대된다. 아울러 여러 약물을 시험하는데 소요되는 시간도 크게 단축할 수 있어 그 중 효과가 나타나는 약물들을 선별하는 초기 스크리닝 과정에 소요되는 비용과 시간을 대폭 줄일 수 있을 것으로 보인다.

김소희 교수는 "이번에 개발한 기술은 뇌전증이나 수면 장애, 자폐증 등 다양한 뇌신경계 질환 치료를 위한 신약 후보물질의 초기 스크리닝 단계에 활용할 수 있다"며 "향후 후보물질 초기 스크리닝 단계의 성공률을 높일 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.