서울대 의과대 안규리 교수 연구팀과 수의과대 이병천 교수 연구팀이 초급성거부반응을 조절할 수 있는 췌도이식용 형질전환 복제돼지 생산에 성공했다.
이번 연구는 지식경제부 산업원천기술 개발 사업의 지원으로 시작됐다.
당뇨병의 근본적인 치료법은 췌장에서 인슐린을 분비하는 췌도 이식이다.
그러나 사람의 췌도 이식은 우리나라는 물론 전 세계적으로 장기기증이 부족해 문제가 심각하다.
이에 따라 전 세계 연구기관은 돼지 등 바이오 인공 췌장을 이용하는 이종 췌도 이식 연구에 몰두하고 있다.
바이오인공췌장이란 당뇨병 치료를 위해 돼지의 췌도를 분리, 가공한 뒤 환자에 이식함으로써 인슐린 분비 기능을 대신하도록 개발된 췌장을 말한다.
연구팀은 이런 목적에서 췌도 이식용 형질전환 복제 돼지 개발에 나섰던 것이다.
연구팀에 따르면 바이오 장기 생산용 돼지의 장기를 사람에 이식하는 ‘이종 장기 이식’은 초급성거부반응이 빠르고 강하게 나타난다.
반면 췌도만 이용하는 ‘이종 췌도 이식’은 장기이식과 달리 직접 혈관을 연결하지 않고 체내에 삽입하는 방법이어서 초급성거부반응을 걱정하지 않아도 된다.
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| 그림 2) 형질전환 돼지 생산 및 유전자 발현 확인=형질전환 돼지는 PCR, Western blot, ELISA, 면역 조직 염색등의 기법을 이용해 유전자 발현 여부를 확인했다 |
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| 그림 2) 형질전환 돼지 혈청의 종양괴사인자 억제효과 확인 |
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| 그림 3) 2세대 shTNFRI-Fc 형질전환 돼지 생산 |
이 때문에 이종 췌도 이식은 바이오인공췌장분야에서 가장 빨리 실용화될 것으로 예측되고 있다.
그러나 이종 췌도 이식 후에도 급성혈액매개성 염증반응(IBMIR)과 급성 세포매개성 거부반응이 발생할 수 있다.
이러한 반응은 췌도 이식 부위에 혈액이 직접 노출되고 면역 세포들이 유입되면서 발생하게 되며, 다양한 매개 물질들에 의해 반응이 유도된다.
연구팀은 이종 췌도이식시 발생하는 면역거부반응을 극복하기 위해, 염증반응을 조절하는 억제물질이 발현되는 형질전환 복제돼지를 세계 최초로 생산했다.
이번에 개발된 형질전환 복제돼지는, 이종 췌도 이식시 염증 반응을 유도하는 것으로 잘 알려진 면역매개 물질 종양괴사인자(TNF-α)를 차단시키는 특정단백질(sTNFRI-Fc 융합단백질)을 발현한다.
종양괴사인자 차단 단백질은 류마티스성 관절염의 치료제로 사용 중이다.
연구팀은 형질전환 돼지의 췌도를 사람에게 이식하면 유도되는 면역 거부반응을 상당부분 억제할 수 있을 것이며, 고형장기 이식에도 면역 반응을 상당부분 억제할 것으로 기대했다.
연구팀은 또 특정융합단백질(shTNFRI-Fc 융합단백질)이 발현되는 돼지로부터 유래한 혈청을 종양괴사인자로 자극하게 되면 면역거부반응을 차단, 억제되는 것을 검증했다.
이번에 국내대학 교수팀이 개발한 췌도이식용 형질전환 복제 돼지는 학계에 보고되지 않아 세계 최초로 기록되고 있다.
또 연구팀은 자연 교배를 통해 형질전환 돼지의 2세대 3두(암컷 1두, 수컷 2두)를 확보, 개체 수를 늘리거나 다른 형질전환 돼지와 교배를 통한 다중 형질전환돼지를 생산할 기반을 다졌다.
현재 국내에서도 이종 이식용 형질전환 돼지의 개발 연구가 활발하게 진행 중이며 최근 알파갈 적중 돼지 생산 등 몇몇 성과들이 나왔다.
그러나 돼지 생산 자체 보고로만 그친 상태다.
반면, 이번 연구는 목표 분자의 발현을 다양한 각도에서 확인한데다 무엇보다 돼지로부터 분리한 세포의 기능을 검증함으로써 성과를 인정받아 이식 분야의 저명한 학술지 ‘Transplantation' 지에 게재 승인을 받았다.
현재 국내 특허 출원(출원번호 제10-2011-0006561호) 상태다.
이밖에 연구팀은 세포 보호 기능을 하는 항산화 유전자 형질전환 돼지를 생산했고 기능을 검증한 논문을 투고할 예정이다.
참고
췌도 이식용 형질전환 돼지 개발
http://www.bktimes.net/bbs_detail.php?bbs_num=131&tb=board_notice&b_category=&id=&pg=1
(sTNFRI-Fc 융합 단백질 발현 형질전환 돼지 생산)
기사최종편집일: 2024-04-25 17:53:17
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