벌레 이용해 만성 장 질환 치료 후보물질 찾는다

2019.09.01 13:19
예끈꼬마선충에게 유해 장내균을 먹인 결과 몸의 투명성이 낮아지고 형광물질(녹색)이 축적되는 현상이 관찰됐다(왼쪽). 반면 장 질환 개선에 도움이 되는 물질을 섭취하자 투명도가 개선됐다. KIST 연구팀은 이렇게 예쁜꼬마선충을 이용해 장 질환 개선 식의약품 후보물질을 발굴하는 기술을 개발했다. KIST 제공
예끈꼬마선충에게 유해 장내균을 먹인 결과 몸의 투명성이 낮아지고 형광물질(녹색)이 축적되는 현상이 관찰됐다(왼쪽). 반면 장 질환 개선에 도움이 되는 물질을 섭취하자 투명도가 개선됐다. KIST 연구팀은 이렇게 예쁜꼬마선충을 이용해 장 질환 개선 식의약품 후보물질을 발굴하는 기술을 개발했다. KIST 제공

벌레를 이용해 장 질환 개선 물질의 효능을 빠르게 평가할 수 있는 기술이 개발됐다. 연구팀은 이 기술을 활용해 실제로 장 질환을 개선시킬 수 있는 천연물 후보물질도 발굴했다.


한국과학기술연구원(KIST)은 강경수 KIST 천연물인포매틱스연구센터 선임연구원과 김주연 연구원팀이 벌레의 일종인 ‘예쁜꼬마선충’으로 장 건강 효능을 빠르게 탐색하는 기술을 개발했다고 1일 밝혔다. 바이오제품 개발 등에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.


염증성 장 질환이나 장누수 증후군은 만성 장 질환의 일종으로, 최근 이들을 개선하기 위한 식의약품 개발이 활발하다. 이 때 후보 물질이 장 질환 치료 효능이 있는지, 독성은 없는지 등을 빠르게 검증하는 과정이 중요하다. 보통은 쥐나 토끼, 개 등 동물을 대상으로 하는 전임상시험을 통해 검증하는데, 동물실험 윤리 문제가 대두되는데다 많은 시간과 비용이 든다는 단점이 있었다.


강 연구원팀은 포유동물 대신 예쁜꼬마선충이라는 벌레를 이용해 장 질환 개선 효능을 평가하는 방법을 개발했다. 예쁜꼬마선충은 흙에 서식하는 길이 1mm의 투명한 벌레다. 900여 개의 체세포와 300여 개의 신경세포, 2만여 개의 유전자를 지니고 있다. 특히 유전자 가운데 40%가 인간과 비슷해 세포 노화나 사멸 등을 연구하는 모델동물로 널리 이용되고 있다.


강 연구원팀은 예쁜꼬마선충에게 장 건강을 나쁘게 하는 유해 장내균을 먹일 경우 벌레의 장이 불투명해지고 수명이 줄어든다는 사실을 발견했다(사진 왼쪽). 반대로 장 건강에 도움이 되는 식품이나 천연물을 먹이면 장 건강이 회복됐다. 회복 속도와 정도를 관찰하면 장 질환 개선 효능을 평가할 수 있다는 뜻이다.


연구팀은 이 기술로 실제로 장 기능을 개선할 수 있을 것으로 기대되는 천연물 후보물질도 발굴했다. 브로콜리와 케일, 배추 등 채소의 소화 과정에서 만들어지는 천연물 대사 물질인 ‘3,3’-다이인돌릴메탄’이 장누수 증후군과 염증성 장 질환 개선 효능이 있을 것으로 나타났다.


강 연구원은 “예쁜꼬마선충은 사람과 비슷한 소화기관과 유전자를 가지고 있다”며 “장내 미생물과 인체질병과의 상관관계를 구명하는 기초연구는 물론, 장 질환 개선용 식의약품을 개발하는 산업 원천기술로도 중요하게 쓰일 것”고 말했다.


연구 결과는 농식품 분야 국제학술지 ‘농업식품화학회지’ 7월호에 발표됐다.
 

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