세계 첫 면역결핍 형질전환 복제돼지 생산

• 면역결핍 질환 치료와 세포·장기이식 실용화 새 희망

(왼쪽부터) 김진회, 권득남 교수

건국대 연구팀이 세계에서 처음으로 면역기능이 완전히 결핍된 질환모델 동물 생산에 성공했다고 9일 밝혔다.

이번 연구는 줄기세포를 이용한 세포치료, 동물의 장기를 난치병 환자에게 이식하는 이종간 장기이식, AIDS와 같은 인간면역결핍질환의 치료, 암 발달 기전규명 연구 등에 유용한 도구로 사용될 전망이다.

건국대 김진회 교수(동물생명공학과) 연구팀은 농촌진흥청 '우장춘 프로젝트 (연구책임자: 김진회 교수)'와 '차세대 바이오그린21사업 (단장 충북대 김남형 교수)' 지원, 미국 미주리대학 연구팀과 공동으로 외부 항원(병원체)이 침입했을 때 생체면역시스템을 활성화 시켜주는 RAG 유전자를 제거시킨 형질전환 복제 돼지를 생산하는데 성공했다.

연구팀이 개발한 면역결핍 돼지는 생체의 초기 면역기전의 중요 역할을 하는 흉선의 발달이 완전히 억제됐다.

지금까지 연구는 생쥐를 모델로 하는 면역결핍동물을 사용했으나, 인간의 장기조직과 생리현상이 너무나 달라 기초 연구 결과와 임상 연구 결과가 너무나 상이한 결과가 도출되어 새로운 모델동물 개발의 필요성이 제기됐다.

면역 결핍돼지의 생산은 일본 그룹이 IL2rg유전자를 소실시킴으로서 유전자 조작에 의해 최초로 생산하는데 성공했지만, 이들 돼지의 경우 B세포가 생체 내에 존재하여 완전한 면역결핍이 일어나지 않아 이식한 사람 조직이나 세포를 수용하지 못해 진정한 의미에서의 면역 결핍돼지라고 할 수 없다.

이번 연구에서 처음으로 사람의 유도 줄기세포를 이식하여 3배체로 분화가 가능한 테라토마 형성에 성공하면서, 돼지 유래의 태반 줄기세포를 이식했을시 동일한 효과를 나타내 진정한 의미에서의 면역결핍 돼지라 할 수 있다.

인간의 질병을 치료하기 위해서는 환자를 대상으로 하는 임상시험 전에 질환모델 동물을 대상으로 전임상 시험을 반드시 거쳐야 하는데, 생쥐와 같은 설치류는 인간과 다른 생체 기전으로 인해 전임상 시험의 정확도를 높이는데 한계가 있었다.

하지만 돼지는 생체 기전이 인간과 유사해 인간의 질병치료 연구의 최적 모델로 인정받고 있다.

김진회 교수는 "돼지와 같은 대동물은 설치류와 달리 복잡한 유전자 조작, 복제동물 생산 등의 첨단 생명공학 기술을 적용시키는데 기술적 어려움이 있었다"며 "연구팀이 이러한 기술적 한계를 극복하고 면역결핍 형질전환복제돼지를 생산해 우리나라 생명공학 기술의 국제적 위상을 새롭게 하는데 큰 기여를 했다"고 밝혔다.

이번 연구결과는 미국국립과학회보 (PNAS, IF: 9.7) 온라인판에 6일 발표됐다.