수입의존 한약재 ‘세신’의 국산화 기반 마련

[한의신문] 한국한의학연구원(원장 고성규·이하 한의학연) 한약자원연구센터 강영민 박사(UST 교수) 연구팀은 족도리풀(한약재명: 세신)의 줄기 끝부분을 배양해 새싹과 뿌리를 만들고, 이를 토양에서 키우는 증식기술을 확립했다고 밝혔다.

케네스 해피(Kenneth Happy) 박사과정생이 제1저자로 주도한 이번 연구 성과는 식물 조직배양·생명공학 분야 국제학술지 ‘In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant(IF: 2.2)’에 ‘A novel in vitro propagation protocol for Asarum sieboldii Miq. using apical shoot segments and FT-NIR-chemometric analysis’라는 제하로 온라인 게재됐으며, 관련 기술에 대한 특허출원도 완료했다.

세신은 족도리풀 등의 뿌리와 뿌리줄기를 말린 한약재로, 예로부터 두통·치통·비염·천식·신경통 등 다양한 질환의 치료에 사용돼 왔다. 세신에는 정유, 리그난, 알칼로이드 등 다양한 생리활성 물질을 함유하고 있어 항염·진통·항균 등 약리적 가치가 높은 것으로 알려져 있다.

하지만 족도리풀은 자연 상태에서 개체군 밀도가 낮고, 종자 산포를 개미에 의존하는 데다 무향의 꽃으로 자가수분율이 높아 종자의 활력이 낮다는 한계가 있어, 국내 유통되는 의약품용 세신은 전량 중국으로부터 수입하고 있다.

특히 종자에 깊은 형태생리적 휴면성이 있어 발아까지 장기간의 저온처리가 필요해 자연 번식과 대량 재배가 모두 어려운 실정으로, 자생지 훼손과 남획이 이어지면서 자원 고갈에 대한 우려가 꾸준히 제기돼 오면서, 계절과 자연환경의 영향을 적게 받는 안정적인 증식기술이 필요성이 대두되고 있다.

이에 연구팀에서는 족도리풀의 줄기 끝부분을 잘라 영양분이 포함된 배지에서 키우고, 새싹 증식·뿌리 형성·화분 적응에 적합한 조건을 단계별로 분석한 결과, 최적 조건에서 6주 만에 식물 조각 1개당 평균 5.8개의 새싹과 12.25개의 잎이 형성됐다. 이후 배양한 새싹에 뿌리를 내리게 한 뒤 화분으로 옮겨 온실 환경에 적응시켰으며, 그 결과 식물체의 98%가 살아남는 한편 8개월 동안 안정적으로 자랐다.

또한 연구팀은 개발한 증식묘가 모식물과 유전적·화학적으로 동일한지 다각도로 검증했다.

이를 위해 근적외선분광법(FT-NIR)으로 모식물과 기내 재생묘의 뿌리 및 잎 성분을 비교했으며, 두 시료군은 매우 유사한 생화학적 특성을 보였고, 성분 차이는 번식 방법이 아닌 조직(뿌리·잎) 종류에 따라 주로 발생하는 것으로 나타났다.

아울러 유세포분석을 통해 유전체 크기와 배수성 수준을 비교한 결과에선 사실상 동일한 수준을 나타내 체세포변이 없이 유전적으로 안정된 클론이 생산됐음을 확인했으며, 형태학적으로도 △잎 모양 △색상 △뿌리 발달 양상 등에서 이상소견 없이 모식물과 동일한 특성을 나타냈다.

이번 연구는 그동안 세신에 대한 선행연구가 종자 휴면성 특성 규명에 그쳤을 뿐 조직배양이나 실제 적용 가능한 증식 방법론에 대한 연구는 전무한 상황에서, 세신을 대상으로 조직배양 기반 종묘 대량생산 프로토콜을 확립하고 이를 화학적 프로파일링으로 검증한 우수 사례로 평가되고 있다.

강영민 박사는 “이번 연구는 기존 방식으로 빠르게 늘리기 어려웠던 족도리풀을 짧은 기간에 증식하는 방법을 확립, 수입의존 한약재인 세신의 국산화 기반을 마련했다는 데 큰 의미가 있다”면서 “세신 원료식물의 안정적 확보와 약용식물 자원 보존에 활용할 수 있도록 장기 재배와 성분 분석을 이어가고, 다른 희귀·특산 약용식물로도 연구를 확대하겠다”고 밝혔다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 한의학연의 기본사업인 ‘한약자원 미래가치 혁신기술 개발’ 과제의 지원을 받아 수행됐다.