韓 연구진, 세계 최초 면역결핍 미니돼지 개발…인공혈액 길 열어

생명연구원, 고도 면역결핍 동물 첫 개발 성공

JAK3 유전자 결손시킨 넉아웃(Knock-Out) 모델 생산

[대전=뉴시스] 세계 최초 JAK3 넉아웃 미니돼지 개발 및 고도의 면역결핍 표현형 규명 모식도.(사진=생명연구원 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 인공혈액 개발을 앞당길 수 있는 면역결핍 미니돼지가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국생명공학연구원은 미래형동물자원센터 김선욱 박사팀이 유전체편집과 형질전환·체세포핵치환 기법에 기반해 고도로 면역결핍된 미니돼지를 세계 최초로 개발하는데 성공했다고 29일 밝혔다.

미니돼지는 체격이 큰 중대형 실험동물(중대동물)로 혈액량이 많고 장기 크기와 생리학적 특징이 인간과 유사해 생체 내에서 인간의 혈액을 재생시키기 위한 최적의 동물로 평가받는다.

미니돼지에 인간의 조혈줄기세포와 같은 이종세포를 생착시켜 재생을 유도키 위해서는 T-세포, B-세포, NK-세포 등이 없는 면역결핍 상태이어 한다. 인간세포와 같은 외부세포를 이식했을 때 거부반응을 없애기 위해서다.

이번에 연구팀은 유전자가위(CRISPR/Cas9)를 활용해 미니돼지 최초로 JAK3(주로 백혈구 등 면역세포에서 발현되는 티로신 키나아제) 유전자를 결손시킨  넉아웃(Knock-Out·유전자결손) 모델을 생산하고 특징을 분석했다. JAK3 넉아웃 미니돼지 생산은 세계 최초다.

분석 결과, 기존에 개발된 미니돼지보다 T-세포, B-세포, NK-세포와 같은 림프구 결핍은 물론 단핵구 감소 및 대식세포 기능저하 등 골수종 세포의 이상과 흉선결손, 장 면역손상 등 더 광범위적으로 고도화된 면역결핍 특징이 확인됐다.

이를 통해  희귀난치질환 기초·전임상 연구개발 촉진과 인간 줄기세포와 같은 이종 세포의 생체 내 이식 및 재생을 가능케할 고도의 면역결핍 미니돼지 개발에 성공했다.

이는 중증복합면역결핍과 같은 희귀난치질환 극복은 물론 미니돼지에서도 마우스와 같이 고도의 면역결핍을 통해 세포·조직의 인간화가 가능한 첨단모델동물 또는 생체 재생공장으로 개발이 가능해졌다는 의미다.

인간 줄기세포, 전구세포 등의 이식을 통해 인공혈액, 인공심장, 인공췌장과 같은 차세대 바이오인공장기 개발 가속화에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 국제학술지인 저널 오브 애드밴스드 리서치(Journal of Advanced Research) 온라인판에 지난달 23일 실렸다.(논문명:JAK3-deficient mini-pigs exhibit impaired lymphoid organogenesis, intestinal structure, and leukocyte/cytokine production)

김선욱 박사는 "이번 연구로 사람 혈액을 중대동물의 생체 내에서 재생시키는 인공혈액 개발과 같은 차세대 바이오인공장기 연구개발이 가속화될 것"이라며 "인간화 연구가 필요했던 미니돼지 분야의 장벽들을 하나씩 허물게 하는 중요한 전환점으로 면역결핍 미니돼지를 안정적으로 유지관리하고 활용할 수 있는 첨단 인프라 구축에 매진할 것"이라고 말했다.


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