국내 연구진이 주도한 한미 공동 연구진이 세계 최초로 ‘면역결핍 형질전환 복제 돼지’를 개발하는 데 성공했다.
김진회 건국대 동물생명공학과 교수팀은 미국 미주리대학 연구팀과 공동으로 인간의 장기를 이식해도 아무런 거부반응이 발생하지 않는 ‘면역결핍 돼지’를 개발했다고 9일 밝혔다.
이 형질전환 복제 돼지는 외부 항원(병원체)이 침입했을 때 생체면역시스템을 활성화 시켜주는 ‘RAG’ 유전자가 제거돼 있다.
학계는 이번 연구가 줄기세포를 이용한 세포치료, 동물의 장기를 난치병 환자에게 이식하는 이종간 장기이식, AIDS와 같은 인간면역결핍질환의 치료, 암 발달 기전규명 연구 등에 유용한 도구로 사용될 것으로 전망했다.
건국대 연구팀이 개발한 면역결핍 돼지는 생체의 초기 면역기전의 중요 역할을 하는 흉선의 발달이 완전히 억제됐고, 비장 발달 또한 저해돼 면역 기능을 담당하는 성숙 T세포와 B세포가 생체 내에 존재하지 않는 면역결핍모델 동물이다.
지금까지의 연구는 생쥐를 모델로 하는 면역결핍동물을 사용했으나, 인간의 장기조직과 생리현상이 달라 기초와 임상 연구 결과가 상이하게 도출돼 새로운 모델동물 개발의 필요성이 제기돼 왔다.
건국대 연구팀은 처음으로 사람의 유도 줄기세포를 이식해 3배체로 분화가 가능한 테라토마 형성에 성공했다. 테라토마는 피부세포, 근육세포, 신경세포 등 다양한 세포와 조직으로 이루어진 기형종을 말한다.
연구팀에 따르면, 이들 테라토마는 인간의 각 장기로 분화가 가능한 외배엽, 중배엽, 내배엽을 형성하였을 뿐만 아니라 돼지 유래의 태반 줄기세포를 이식하였을시도 동일한 효과를 나타냈다.
김진회 교수는 “돼지와 같은 대동물은 설치류와 달리 복잡한 유전자 조작, 복제동물 생산 등의 첨단 생명공학 기술을 적용시키는데 기술적 어려움이 있으나, 연구팀이 이러한 기술적 한계를 극복하고 면역결핍 형질전환복제돼지를 생산해 우리나라 생명공학 기술의 국제적 위상을 새롭게 하는데 큰 기여를 했다”고 연구 성과를 평가했다.
실제로 형질전환 기술과 복제동물생산 기술을 이용해 돼지와 같은 대동물을 생산한 나라는 세계적으로 미국, 일본, 영국, 호주 등 소수에 불과한 것으로 알려졌다.
이번 면역결핍 형질전환복제돼지 개발은 막대한 경제적 가치도 기대할 수 있다.
특히 미국 NIH(국립보건원)는 전임상 실험의 경우 반드시 생쥐외의 다른 실험동물의 성적을 요구하고 있는데, 이번에 개발된 면역 결핍돼지가 전임상 실험을 위한 CRO동물로서 원숭이를 대체해 생쥐에 버금갈 정도의 시장 규모를 가질 것으로 연구팀은 예상했다.
또한 연구팀은 줄기세포를 이용한 세포치료, 인간의 암 또는 바이러스 치료 연구 등에 유용하게 활용될 수 있으며, 동물의 장기를 난치병환자에게 이식해 환자의 생명을 연장시키는 이종간 장기이식에도 활용성이 크게 기대된다고 전했다.
김진회 교수는 면역결핍 형질전환복제 돼지의 다양한 활용성과 관련해 “연구팀이 개발한 면역결핍질환 모델동물이 인류의 난치병 치료에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”며 “앞으로 더욱 다양한 종류의 형질전환 복제동물을 개발해 궁극적으로 인류 질병극복에 기여하고 싶다”고 말했다.
이번 연구결과는 지난 6일 미국국립과학회보 (PNAS, IF: 9.7) 온라인판에 발표됐다.
-대한민국 의학전문지 헬스코리아뉴스-
