전 세계적으로 혈액부족 현상이 사회 문제로 급부상하는 가운데, 우리 연구진이 면역결핍 미니돼지 성과를 냈다.
한국생명공학연구원(원장 권석윤)은 김선욱 미래형동물자원센터 박사팀이 유전체편집과 형질전환·체세포핵치환 기법으로, 고도로 면역결핍된 미니돼지를 세계 최초 개발했다고 29일 밝혔다.
미니돼지는 체격이 큰 중대형 실험동물(중대동물)로 혈액량이 많고 장기 크기와 생리학적 특징이 인간과 유사하다. 체 내에서 인간 혈액을 재생시키는 최적의 동물이다.
이런 미니돼지에 인간 조혈줄기세포와 같은 이종세포를 생착시켜 재생을 유도하려면 T-세포, B-세포, NK-세포 등이 없는 면역결핍 상태여야 한다. 거부반응을 막기기 위해서다.
미국, 일본 등 주요국이 지난 10여 년간 이를 위해 관련 연구를 진행했으나, 림프구 결핍 표현형만 보이는 단순 중증복합면역결핍(SCID) 동물모델만 개발하고 있어 보다 광범위하고 고도화된 면역결핍 미니돼지 개발이 필요했다.
연구팀은 유전자가위(CRISPR/Cas9)를 활용해 미니돼지 최초로 JAK3(주로 백혈구 등 면역세포에서 발현되는 티로신 키나아제) 유전자를 결손시킨 모델을 생산하고 특징을 분석했다.
그 결과 기존 개발된 미니돼지보다 T-세포, B-세포, NK-세포와 같은 림프구 결핍은 물론 단핵구 감소 및 대식세포 기능 저하와 같은 골수종 세포 이상과 흉선 결손, 장 면역 손상 등 보다 광범위적으로 고도화된 면역결핍 특징을 보였다.
이는 고도 면역결핍을 통해 미니돼지에서도 쥐와 같이 세포·조직의 인간화가 가능한 첨단모델동물 또는 생체 재생공장 개발이 가능해졌음을 의미한다.
또 인간 줄기세포, 전구세포 등 이식을 통해 인공혈액, 인공심장, 인공췌장과 같은 차세대 바이오인공장기 개발 가속화에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
김선욱 박사는 “이번 연구성과로 사람의 혈액을 중대동물의 생체 내에서 재생시키는 인공혈액 개발과 같은 차세대 바이오인공장기 연구개발이 가속화될 것”이라며, “그동안 인간화 연구가 필요했던 미니돼지 분야의 장벽들을 하나씩 허물게 하는 중요한 전환점으로 향후 면역결핍 미니돼지를 안정적으로 유지관리하고 활용할 수 있는 첨단 인프라의 구축에 매진하여 첨단바이오/재생의학 분야에서 새로운 글로벌 초격차 창출에 성심을 다하겠다”고 밝혔다.
이번 연구는 저널 오브 어드밴스드 리서치 4월 23일자 온라인 판에 게재됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
