돼지가 인간 피를 만든다? 혈액 생산 특수 품종 개발
돼지가 인간 피를 만든다? 혈액 생산 특수 품종 개발
전 세계적으로 혈액 부족 현상이 심각한 사회적 문제로 떠오르는 가운데, 국내 연구진이 인간에게 수혈할 수 있는 혈액을 생산하기 위한 미니돼지 개발에 성공했다.
한국생명공학연구원 미래형동물자원센터의 김선욱 센터장 연구팀은 유전체 편집 기술을 활용해 세계 최초로 고도 면역결핍 상태의 미니돼지를 개발했다고 29일 발표했다.
이번 연구 결과는 지난 4월 23일 국제 학술지 Journal of Advanced Research 온라인판에 게재되었다.
초기 인공혈액은 산소 결합 능력이 우수한 헤모글로빈 단백질과 같은 화합물을 이용해 개발되었으나
최근에는 생체 적합성을 높이기 위해 동물의 혈액을 활용하는 방향으로 연구가 진전되고 있다.
이러한 관점에서 미니돼지는 최적의 연구 모델로 주목받고 있다.
미니돼지는 몸집이 큰 중대형 실험동물로 혈액량이 풍부하며, 장기 크기나 생리학적 특성이 인간과 유사해 인체 내 혈액 재생 연구에 적합한 동물로 평가된다.
인간의 조혈줄기세포를 이식하면 미니돼지에서 인체에 활용 가능한 혈액 생산이 가능하다.
그러나 미니돼지에 인간 조혈줄기세포를 이식할 경우 면역거부반응이 발생하는 점이 문제로 지적된다.
이를 해결하기 위해 연구진은 미니돼지를 면역결핍 상태로 만들어 이식된 인간 세포에 대한 거부반응을 최소화했다.
연구진은 크리스퍼 캐스9(CRISPR/Cas9) 유전자 가위 기술을 활용해 미니돼지의 JAK3 유전자를 제거하는 데 성공했다.
유전자 가위는 특정 유전자를 선택적으로 절단할 수 있는 효소 복합체로, JAK3는 백혈구 등 면역세포에서 발현되는 티로신 키나아제 효소를 생산하는 역할을 한다.
유전체가 편집된 미니돼지는 T세포, B세포, NK세포(자연살해세포) 등 다양한 면역세포가 결핍된 상태를 보였다.
기존의 미니돼지 모델과 비교했을 때 백혈구의 일종인 단핵구 수가 감소했으며,
손상된 세포나 죽은 세포를 제거하는 대식세포의 기능도 저하되는 등 고도의 면역결핍 상태로 진화된 특징을 나타냈다.
초기 인공혈액은 산소 결합 능력이 우수한 헤모글로빈 단백질과 같은 화합물을 이용해 개발되었으나
최근에는 생체 적합성을 높이기 위해 동물의 혈액을 활용하는 방향으로 연구가 진전되고 있다.
이러한 관점에서 미니돼지는 최적의 연구 모델로 주목받고 있다.
미니돼지는 몸집이 큰 중대형 실험동물로 혈액량이 풍부하며, 장기 크기나 생리학적 특성이 인간과 유사해 인체 내 혈액 재생 연구에 적합한 동물로 평가된다.
인간의 조혈줄기세포를 이식하면 미니돼지에서 인체에 활용 가능한 혈액 생산이 가능하다.
김선욱 센터장은 이번 연구 성과가 중대형 실험동물에서 사람의 혈액을 재생하는 인공혈액 개발을 가속화할 것이라며,
앞으로 면역결핍 미니돼지를 안정적으로 관리하고 활용할 수 있는 첨단 연구 인프라 구축에 힘쓸 계획이라고 밝혔다.
