순천대학교(총장 박진성)는 생명산업과학대학 동물자원과학과 박광욱 교수가 주요 면역 관련 유전자를 완전히 제거시킨 형질전환 복제돼지 생산에 성공했다고 밝혔다.

이번 연구는 ㈜엠젠플러스(대표이사 심영복) 연구소장으로 있는 박 교수 연구팀과 미국 버지니아텍 이기호 교수팀이 결성한 국제공동연구팀에 의해 이루어졌다.

국제공동팀은 지난 2014년 면역 관련 유전자인 RAG2유전자를 제거하여 면역결핍 돼지를 최초 생산하였으며 2016년 1월경 형질 전환 복제돼지 3두를 생산하여 검사에 맡겼다.

검사 결과 돼지 3두는 생체의 초기 면역기전의 중요 역할을 하는 흉선의 발달이 완전히 억제되었으며 비장 내 면역세포 발달 또한 저해되어 면역기능을 담당하는 T 세포와 B 세포, NK 세포가 생체 내에 존재하지 않는 면역결핍 돼지로 판명되었다.

㈜엠젠플러스 관계자는 이번 연구는 Rag2 이외의 다른 면역 관련 유전자를 유전자가위 기술로 제거한 것이며 유전자에 관한 자세한 사항은 논문이 발표된 이후 밝히겠다고 말했다.

이번에 개발된 돼지는 전자가위(Crispr/Cas9 system)기술을 이용해 면역 관련 유전자를 완전히 제거시킨 형질전환 복제돼지로 인간과 매우 유사한 면역체계를 가지고 있어 줄기세포 치료 시 세포치료의 안전성, 만능성, 분화 가능성을 조기에 확인할 수 있어 치료 성공률을 높일 수 있다.

특히, 전 세계인이 고통 받고 있는 선천성, 후천성 면역결핍 질환의 치료용 약물시험과 면역세포 이식 시험 등에도 폭넓게 활용할 수 있어 면역결핍 질환 극복에 새로운 희망으로 주목받고 있다.

또, 이종장기 이식 시 발생하는 돼지 장기에 대한 인간의 면역거부반응 제어 연구 등 이종장기이식 연구 분야 및 암 또는 바이러스성 질병 치료를 위한 연구를 위한 실험에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

이에 따라 면역결핍 형질전환 복제돼지의 경제적 가치도 막대할 것으로 보인다.

인간의 질병을 치료하기 위해서는 임상시험 전에 질환모델 동물을 대상으로 하는 전임상 시험을 반드시 거쳐야 하는데, 지금까지의 연구는 주로 면역결핍동물로 생쥐모델을 사용해왔으나 인간의 장기조직과 생리 현상이 너무나 달라 기초 연구 결과와 임상 연구 결과가 상이하게 도출되는 한계가 있었다.

따라서 생체 기전 및 장기조직이 인간과 유사한 돼지가 인간의 질병치료 전임상 실험의 최적 모델로 인정받고 있다.

특히, 미국 국립보건원(NIH)은 전임상 실험의 경우 생쥐 외 실험동물의 시험성적이 반드시 요구되어 면역결핍돼지는 연간 수백억 달러의 국제적 수요가 생길 것으로 예상된다.

현재 면역 관련 실험을 위해 널리 사용되고 있는 면역결핍 질환모델 생쥐의 마리당 평균 가격은 수십만 원에 달하는 것으로 알려져 있다.

박광욱 박사는 “면역결핍돼지는 앞으로 세포치료제 개발, 동물의 장기를 난치병 환자에게 이식하는 이종간 장기이식, AIDS와 같은 인간면역결핍질환의 치료, 암 발달 기전규명 등 다양한 연구 분야에 이용될 것이다”며 “또한 유전자가위 기술을 이용하여 앞으로도 다양한 모델돼지를 개발할 계획이다”고 밝혔다.

한편, ㈜엠젠플러스는 지난 2002년 국내최초로 복제돼지를 생산한 이래, 관련 연구를 지속해 오고 있는 이종이식 분야의 선도업체로서 현재 형질전환 및 이종이식 연구분야에서 세계적인 수준의 기술을 보유하고 있으며 2014년 초급성거부반응 및 급성거부반응 제어 유전자가 삽입된 이종장기 이식용 돼지 생산, 2015년 발암억제 유전자 RUNX3 제거 형질전환 돼지 생산 등 바이오신약 및 장기 개발연구 분야의 글로벌 리더 연구팀으로 활약하고 있다.