본 센터의 연구진이 추진하고 있는 연구 분야의 현황을 살펴보면 다음과 같다.

⑴ 전기 생리학적 연구

① 이온채널의 역할 연구경향: 전정와우기관에 대한 이온채널의 전기생리학적 연구성과가 해마다 증가되고 있으며 새로운 전기생리학적 방법을 이용한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 유모세포에 대한 최근 전기생리학적 연구는 patch clamp 기법과 confocal microscopic calcium imaging 기법을 이용하여 유모세포에서 신호발생 기전을 규명하기 위하여 이온채널의 역할에 대한 많은 연구가 진행되고 있다

② 유모세포의 신호발생 및 신경전달물질의 작용기전 연구: 최근 형질전환 동물(transgenic animals)의 유모세포 특정 단백질이 신호발생에 미치는 영향에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 patch clamp 기법을 이용하여 뇌간 전정와우 신경핵의 이온 채널을 특성 및 신경전달물질의 작용기전에 대한 연구가 진행되고 있다. 또한 전기생리학적 연구분야에서는 미세전자기술의 발전과 영상신호처리 기술의 발달에 의하여 수십 개의 신경세포에서 동시에 세포 흥분성을 기록하여 세포흥분성의 전파양상, 상호 조절관계 등을 분석할 수 있는 다중세포 외 기록법(multichannel extracellular recording)이 도입되었다. 이러한 다중세포 외 기록법을 이용하여 와우신경핵 신경망에서 신호 전달경로에 대한 신경전달물질의 역할 및  tonotopic organization의 발생 기전을 연구할 수 있다.

⑵ 유모세포 손상기전 연구 : <apoptosis>     

① 전정와우기관의 발달과 손상 과정에서 apoptosis 기전 연구: 내이가 단순한 otocyte로부터 감각기관으로 발달하는 과정은 세포의 증식, 분화 그리고 apoptosis(programmed cell death: 작용 기전은 아래의 그림)에 의해서 이루어지기 때문에 청각기능의 발달과 성숙(maturation) 과정에서 apoptosis는 척추동물 내이와 중추표적 신경조직의 정상적인 형성에 요구되는 자연적인 현상으로 인식되고 있다. 신경상피세포 구조(neuroepithelial structure)가 발달시기에 apoptosis 기전이 청각기관의 발달과 형성시기의 초기 신경상피세포의 sphingomyelin pathway가 세포죽음의 조절자로 작용한다고 알려져 있다.  

② 전정와우기관 유모세포의 손상의 주된 원인은 산화적 스트레스(ROS)에 의한 apoptosis: Apoptosis는 내이의 정상적인 발달과 산화적 스트레스에 의하여 손상된 와우 감각세포를 제거하는 기전으로 작용한다. 전정와우기관에 대한 산화적 스트레스의 원인은 trophic factor support의 상실, 허혈/재관류, ototoxins 등이 알려져 있다. 그 외에 nitric oxide(NO), glutamate에 의한 excitotoxicity, 임신중에 알콜 등이 유모세포의 apoptosis를 초래하다. 최근에는 전정와우기관의 손상과 청력을 보호하는 여러 apoptosis 신호전달분자 inhibitors인 caspase inhibitors, calpain inhibitors, cyclin-dependent kinase inhibitors인 p27Kip1, neutropin인 BDNF, iron chelator인 deferoxamine, rGCS, 및 catalase 등이 apoptosis에 의한 청각손상을 개선시키는 치료에 이용되어지고 있다.

< Apoptosis 작용 가전>

⑶ 약물개발의 연구

① iNOS의 선택적인 억제제(aminoguanidine)와 NO 형성 억제물질로 anglicin, pimpinellin, sphondine, byakangelicol, oxypeucedanin, oxypeucedanin hydrate, xanthotoxin 및 cnidilin등이 있는 것으로 알려져 있으며, 천연물 중에도 NOS 억제제가 존재하는 것으로 알려져 있는데 인삼 polyacetylene류, Saussurea lappa가 NOS 발현을 억제하고, 청피는 복강 탐식세포의 NO생성을 억제한다고 알려져 있다.

② 칼슘통로의 차단약제인 verapamil, 칼슘이온농도에 영향을 미치는 마그네슘, 홍삼 사포닌은 세포내로 칼슘이온 유입을 억제하여 세포의 손상을 차단한다고 알려져 있다.

③ 산소유리기(oxygen radical)형성 억제 물질: 천연물인 β-carotene, Butylated hydroxytoluene(BHT), 2-Mercaptoethylamine(MEA),   1,2-Dihyro-6-ethoxy-2,24 trimethyl-quinolin 등과, 비타민 C, 녹차로부터 추출한 polyphenol, 감초의 flavonoid성분은 항산화력과 유리기의 환원력이 우수한 것으로 확인되고 있다. 또한 로즈마리의 rosemanol과 epiresemanpl은 BHA와 BHT의 4배정도 강한 항 산화력이 있다는 것이 확인되고 있다.

④ 염증성 매개물 형성 억제물질: 염증억제를 위해 개발된 비스테로이드성 소염제인 ibufenac, ibuprofen, phenylbutazone, flubiprofen, BDH 7538, fenbufen, salicylate, idomethacin 등이 효과적이며, 천연물 중에서는 용담사간탕, 은화사간탕, 강활승습탕, 귀출파징탕, 비방탈명산, 진구창출탕과 가미방, 영선제통음이 소염효과가 있는 것으로 알려져 있고, 금은화, 알로에 베라 등도 염증억제 작용이 있는 것으로 보고된 바 있다.

⑤ Salicylate에 의한 유모세포 손상의 억제물질로 혈관수축작용을 갖는 leukotriene(LT)차단제의 투여가 salicylate에 의한 와우혈류의 감소를 방지할 수 있음이 알려졌다.

⑥ 화학요법제 및 apoptosis에 의한 유모세포 손상 억제물질 연구에 관한 동향: Cisplatin이나 aminoglycoside같은 화학요법제에 의한 유모세포의 파괴에 대하여 dexamethasone, caspase inhibitors (z-VAD-fmk, Ac-VAD-cho, Ac-YVAD-cho, z-VDVAD-fmk, z-DEVD-fmk, Ac-LEVD-cho, z-WHED-fmk, Ac-VEID-fmk, z-IETD-fmk, z-LEHD-fmk)등이 apoptosis를 억제되는 것으로 알려져 있다.  

위와 같이 국외 연구 동향을 바탕으로 3가지 세부 연구 과제로 나뉘어 연구를 수행 하고자 한다.