생명연, 생체 적합도 높은 미니돼지 모델 선봬
T-세포 등 면역결핍..장기 이식 및 재생에 활용
T-세포 등 면역결핍..장기 이식 및 재생에 활용
생명연 제공
한국생명공학연구원은 김선욱 박사 연구팀이 유전체 편집과 형질전환, 체세포핵치환 기술을 적용해 안전한 혈액 공급을 위한 면역 결핍 미니돼지를 개발했다고 29일 밝혔다.
2019년 기준 전 세계 196개국 중 119개국이 혈액부족 현상을 겪는 등 심각한 사회문제로 떠오르고 있다. 특히 우리나라의 경우 저출생과 고령화가 빠르게 진행되면서 젊은 연령대의 공급자와 고령의 수급자 간 심각한 불균형이 예상되고 있다. 이 때문에 안전하고 안정된 수혈 체계와 혈액 안전망 구축을 위해 인공혈액 연구개발이 중요해지고 있다.
최근 인공 혈액의 안정성을 높이기 위해선 생체 적합도를 높이는 게 관건이다. 미니돼지는 체격이 큰 중대형 실험동물(중대동물)로, 혈액량이 많고 장기 크기, 생리학적 특징이 인간과 유사해 인간의 혈액을 재생시키기 위한 최적의 동물로 평가된다.
인공혈액 개발을 위해 미니돼지를 활용하려면 인간세포와 같은 외부세포를 이식했을 때 거부반응을 일으키지 않도록 T-세포, B-세포, NK-세포 등이 없는 면역 결핍 상태로 만들어야 한다.
연구팀은 유전자 가위(크리스퍼 카스9) 기술을 활용해 미니돼지 최초로 JAK3(주로 백혈구 등 면역세포에서 발현되는 티로신 키나이제) 유전자를 결손시킨 녹아웃(제거) 모델을 생산하는 데 성공했다. 미국과 일본 등 주요국은 지난 10여 년간 인간 희귀난치질환인 '중증복합면역결핍'(SCID)'의 원인 유전자를 결손시킨 미니돼지 개발을 시도했지만, 림프구 결핍 표현형만 보이는 단순 SCID 모델에 그쳐 한계가 있었다.
연구팀이 개발한 면역결핍 미니돼지는 기존 보다 T-세포, B-세포, NK-세포 등과 같은 림프구 결핍뿐 아니라, 대식세포 기능 저하 등 골수종 세포의 이상, 장 면역 손상 등 보다 광범위되고 고도화된 면역결핍 특징을 보였다. 이는 중증복합면역결핍과 같은 희귀난치질환 극복과 미니돼지에서도 마우스와 같이 고도의 면역결핍을 통해 세포 및 조직을 인간과 비슷하게 만들 수 있는 첨단모델 동물 및 생체 재생공장 개발이 가능함을 보여준다고 연구팀은 설명했다.
김선욱 생명연 박사는 "사람의 혈액을 중대 동물의 생체 내에서 재생시키는 인공혈액 개발에 기여할 것"이라며 "앞으로 면역결핍 미니돼지를 안정적으로 유지·관리하고 활용할 수 있는 첨단 인프라 구축에 매진하겠다"고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 '저널 오브 어드밴스드 리서치(지난달 23일자)' 온라인판에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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