제브라피쉬는 조직 재생연구에 매우 유용한 개체입니다. 현재 광범위하게 연구되고 있는 조직은 간, 심장, 꼬리지느러미 등이 있습니다.
간 재생 연구의 대표적인 방법은 다음과 같습니다. 우선 박테리아 유전자인 nitroreductase를 간에 특이적으로 발현시키고 nitroreductase의 기질인 metronidazole(MTZ)를 제브라피쉬 배양액에 넣어줍니다. Nitroreductase는 MTZ가 존재하는 상황에서만 강한 독성을 나타내게 됩니다 (MTZ는 현재 박테리아에 감염된 환자 치료용으로도 사용 중에 있습니다). 따라서 nitroreductase가 발현된 간세포만 MTZ 존재 하에서 세포사멸을 겪게 되는 것입니다. 이런 방법으로 간조직을 제거하는 방법을 조직 제거(ablation)이라고 합니다. 이렇게 제거된 간은 MTZ가 없는 배양액에서 제브라피쉬를 다시 키우게 되면 간 조직이 서서히 회복됩니다. 이때 다양한 약물 혹은 유전자발현 조절을 통해 간 재생에 관여하는 유전자의 기능과 약물의 효험성을 검사하는 것이 가능합니다.
다른 재생조직으로 가장 많이 활용되고 있는 부위는 바로 꼬리 지느러미 입니다. 꼬리 지느러미를 이용한 조직재생 연구방법은 다음과 같습니다 (그림 1.).
1) 성체의 꼬리 지느러미를 분홍색 방향으로 잘라줍니다 (보통 가위를 사용합니다).
2) 잘려진 꼬리 지느러미 부위에서는 상처회복 과정(wound healing)이 일어나고 그 후 조직재생이 시작됩니다.
3) 조직재생은 blastema 라는 줄기세포를 통해 이루어지는데 이 세포는 상처가 난 곳에서 계속 분열하여 쌓이게 됩니다. 이 세포는 줄기세포이기 때문에 아직 미분화세포에 가깝습니다.
4) 이렇게 쌓인 blastema는 분화하며 잘려나간 조직을 대신하게 됩니다. 약 일주일이 지나면 꼬리 지느러미는 거의 완벽하게 회복됩니다.
심장도 재생연구에 사용될 수 있습니다. 비슷한 방법으로 심장에 상처를 주고 재생연구를 수행하게 됩니다.
그림 1. 제브라피쉬 꼬리 지느러미 재생 단계
* 그림출처: Sehring IM, Weidinger G. Wiley Interdiscip Rev Dev Biol. 2020;9(1):e367.
