[과학을 읽다]실험쥐 희생 줄이는 방법 찾았다

한국표준과학연구원, '소동물 생체자기 측정장치' 개발

▲동물 생체자기 측정장치로 실험용 생쥐의 뇌기능을 측정하고 있다.[사진제공=KRISS]

[아시아경제 정종오 기자] 신약을 개발하는데 있어 실험쥐는 꼭 필요한 존재입니다. 임상에 나서기 전에 독성과 효능 등을 쥐를 통해 확인해야 합니다. 이 때문에 실험쥐는 인간을 위해 희생되는 상황에 놓입니다. 이 같은 실험쥐 희생을 줄일 수 있는 방법이 나왔습니다. 실험쥐를 사용할 수밖에 없다면 그 수를 줄이는 게 중요합니다.

국내 연구팀이 신약 개발이나 뇌 연구 등에 활용되는 실험쥐를 희생하지 않고 생체기능 변화를 측정하는 기술을 개발했습니다. 한국표준과학연구원(KRISS) 생체신호센터 연구팀은 실험쥐를 해부하지 않고 비접촉적 방식으로 뇌와 심장의 신호를 측정하는 '소(小)동물 생체자기 측정 장치'를 초전도 양자 간섭 소자(SQUID)를 이용해 내놓았습니다.

초전도양자간섭소자(SQUID, Superconducting QUantum Interference Device)는 초전도 현상을 이용한 자기장 정밀 측정 소자를 말합니다. SQUID 센서는 인류가 개발한 자기장 측정 장치 중 가장 감도가 높습니다. 지구 자기장 100억분의1 세기까지 측정이 가능합니다.

실험쥐는 유전자나 장기 구조가 사람과 비슷합니다. 전 세계 동물실험의 97% 이상을 차지합니다. 문제는 연구과정에서 수천~수만 마리의 실험쥐가 희생된다는 데 있습니다. 생체기능의 변화를 보기 위해 동일하게 처리한 여러 마리의 실험쥐들을 시간경과에 따라 해부합니다. 이 때문에 생명윤리부터 효율성·정확성 등에 대한 문제가 끊임없이 제기되고 있습니다.

특히 뇌파를 측정하기 위해서는 수술로 실험쥐의 두개골 윗부분을 제거한 뒤 뇌에 전극을 삽입해야 합니다. 이 경우 수술로 인한 뇌의 오류 반응, 체내 분비물로 전극이 산화됨에 따라 생기는 신호 잡음 등으로 정확하게 뇌파를 측정하는 데 어려움이 많았습니다.

연구팀이 이번에 개발한 '소동물 생체자기 측정 장치'는 두개골을 수술하지 않고 실험쥐의 뇌자도를 측정합니다. 희생 없이 한 개체에서의 변화를 연속적으로 관찰할 수 있습니다. 뇌자도는 뇌파가 발생시키는 자기장을 말합니다.

KRISS는 이미 순수 국내기술로 인간 대상 뇌자도 측정 장치를 개발한 바 있습니다. 우수성을 인정받아 2016년 해외 기술이전에 성공했습니다.

김기웅 KRISS 생체신호센터장은 "그동안 100마리의 실험쥐가 특정 신약실험을 위해 두개골 절제 등으로 희생됐다면 앞으로 한 마리를 대상으로 우리가 개발한 장치로 관찰이 가능하다"고 설명했습니다. 김 센터장은 "이번 기술로 동물의 희생은 최소화하면서 측정의 정확도는 최대화할 수 있게 됐다"며 "동물실험뿐 아니라 급증하는 애완동물 시장에서 동물의 뇌, 심장질환을 진단하는 기기로도 활용할 수 있다"고 말했습니다.

연구결과는 특허 등록을 비롯해 장치 개발 분야의 국제학술지 '리뷰 오브 사이언티픽 인스트루먼츠(Review of Scientific Instruments)' 온라인(논문명:Development of a bio-magnetic measurement system and sensor configuration analysis for rats)에 실렸습니다.