엠젠플러스 "국내 최초로 면역결핍 돼지 생산"

엠젠플러스는 미국 버지니아텍 이기호 교수팀과 공동으로 유전자가위 (Crispr·Cas9 system)기술을 이용해 주요 면역관련 유전자를 완전히 제거시킨 형질전환 복제돼지를 생산했다고 25일 밝혔다.

국내 최초로 면역결핍 돼지 생산에 성공함으로써 바이오사업 연구역량을 보다 강화할 계획이다. 엠젠플러스는 향후 전세계적으로 연간 수백억 달러 수요가 예상되는 질환모델 동물관련 연구사업에도 박차를 가할 방침이다.

이번에 국제 공동연구팀이 개발한 돼지는 지난 2016년 1월경에 3두가 생산됐다. 생체의 초기 면역기전의 중요 역할을 하는 흉선의 발달이 완전히 억제됐고, 비장내 면역세포 발달도 저해돼 면역기능을 담당하는 T 세포와 B 세포, NK 세포가 생체내에 존재하지 않는 면역결핍 돼지로 최근 검사를 통해 판명됐다.

박광욱 교수를 포함한 국제공동팀은 이미 지난 2014년 면역관련 유전자인 RAG2유전자를 제거해 면역결핍돼지를 생산한 바 있다. 이번 연구는 "RAG2 이외의 다른 면역관련 유전자를 유전자가위 기술로 제거한 것이며 유전자에 대해서는 논문 발표와 더불어 밝힐 것이며, 해당 유전자를 이용해 면역결핍돼지 생산에 성공한 것은 국내 최초"라고 전했다.

인간의 질병을 치료하기 위해서는 환자를 대상으로 하는 임상시험 전에 질환모델 동물을 대상으로 전임상 시험을 반드시 거쳐야 하는데, 지금까지의 연구는 주로 생쥐를 모델로 하는 면역결핍동물을 사용했다. 그러나 인간의 장기조직과 생리현상이 너무나 달라 기초 연구 결과와 임상 연구 결과가 상이하게 도출되는 한계가 존재했다. 이에 새로운 모델동물 개발의 필요성이 제기되었고, 생체 기전 및 장기조직이 인간과 유사한 돼지가 인간의 질병치료 연구의 최적 모델로 인정받고 있다.

연구소장 박광욱 교수는 "면역결핍돼지는 앞으로 세포치료제 개발, 동물의 장기를 난치병 환자에게 이식하는 이종간 장기이식, AIDS 와 같은 인간면역결핍질환의 치료, 암발달 기전규명 등 다양한 연구 분야에 이용될 것이다. 또한 유전자가위 기술을 이용하여 앞으로도 다양한 모델돼지를 개발할 계획"이라고 말했다.

면역결핍 형질전환 복제돼지의 경제적 가치 또한 천문학적일것으로 예상되고 있다. 특히 미국 국립보건원 (NIH) 은 전임상 실험의 경우 반드시 생쥐외의 다른 실험동물의 시험성적을 요구하고 있어, 이번에 개발된 면역결핍돼지는 전임상 실험을 위한 시험동물로, 원숭이를 대체함으로서 생쥐에 버금갈 정도의 시장규모를 가질 것으로 예상된다.

현재 가장 많이 사용되고 있는 면역결핍 질환모델 생쥐의 마리당 평균 가격은 수십만원이며 전세계적으로 년간 수천만 마리가 연구와 전임상 시험에 사용되고 있다. 따라서 인간과 보다 유사한 면역결핍 돼지모델이 개발됨에 따라 그 수요는 막대할 것으로 예상되어 년간 수백억 달러의 국제적 수요가 예상되고 있다.

이번에 개발된 면역결핍 형질전환 복제돼지는 줄기세포를 이용한 세포치료시 줄기세포의 안전성, 만능성 및 분화가능성을 조기에 확인할 수 있는 실험동물로 사용되어 줄기세포치료의 성공률을 높이는데 기여할 수 있다. 또 이종장기 이식시 발생되는 돼지장기에 대한 인간의 면역거부반응을 제어하는 연구에 활용이 가능해 이종장기이식연구에도 활용성이 기대된다.

더불어 인간의 암 또는 바이러스성 질병을 치료하는 연구에도 혁신적인 실험동물로 제공될 수 있다. 무엇보다도 전세계의 많은 사람들이 고통박고 있는 선천성, 후천성 면역결핍 질환의 치료용 약물시험, 면역세포 이식 시험 등의 관련연구에 폭넓게 활용될 수 있어 면역결핍 질환 극복에 새로운 희망을 줄 것으로 기대하고 있다.

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 세계최초 발암억제 유전자 RUNX3 제거 형질전환 돼지 생산 등 바이오신약 및 장기 개발연구 분야의 글로벌 리더 연구팀으로 활약하고 있다.

[e-mail] 장민권 기자