농진청, 장기이식 가능한 ‘의료용 돼지’ 개발…현실화 '눈앞'

바이오 이종장기용 돼지 연구결과 소개, 임상 적용 위한 추가연구 계획

바이오 이종장기용 돼지 연구결과 소개, 임상 적용 위한 추가연구 계획

이종장기 이식에 적합한 의료용 미니돼지에 대한 연구결과가 공개됐다.

농촌진흥청이 10일 올해 돼지해를 맞아 그간 농진청에서 바이오 이종장기용으로 개발한 돼지들에 대한 소개와 연구과정을 전했다.

바이오 이종장기 연구는 장기 부족을 해결하기 위한 대안 중 하나로, 농진청은 첨단 생명공학 기법으로 유전자를 제거하거나 삽입한 돼지를 개발하고, 이들의 장기와 조직, 세포를 사람에게 활용할 수 있는 방법을 연구 중이다.

이 같이 종이 다른 동물의 기관이나 조직 등을 이식하는 이종이식용 돼지 개발의 시작은 2009년 국립축산과학원에서 태어난 ‘지노(XENO)’에서 비롯됐다.

‘지노(XENO)’는 돼지는 갖고 있지만 사람은 없는 알파갈 유전자(형질전환 돼지) 일부를 없앤 돼지로, ‘지노’라는 이름은 ‘이종’을 뜻하는 머리가지(접두사) ‘Xeno-’에서 따왔다.

돼지 장기를 사람을 포함한 영장류에 이식하면 몇 분 안에 초급성 면역거부반응을 일으키는데, ‘지노’는 그 원인 중 하나인 알파갈 유전자를 제거했다.

이후 ‘지노’ 한 마리에서 수백 마리의 후대가 태어났고, 현재는 그 후손 중 일부를 활용해 췌도 세포·각막·피부·뼈 등을 영장류에 이식하는 연구를 진행하고 있다.

농진청은 ‘지노’ 이후 ‘믿음이’의 등장이 한수 위의 연구결과를 가져왔다고 설명했다.

‘믿음이’는 ‘지노’처럼 알파갈을 제거하고 사람 면역유전자인 특정 단백질(MCP, 보체 활성화 억제유전자)이 세포에서 발현되도록 유전자 2개를 조절, 향상된 이종이식 성적을 거두고 있다는 것이다.

‘믿음이’의 장기와 조직을 이식받은 원숭이의 경우, 심장은 60일, 각막은 400일 이상 기능을 유지한 것으로 파악됐다.

또한 ‘믿음이’의 짝인 ‘소망이’는 사람에게 있는 특정 효소(CD73, 혈액응고, 염증반응에 관여하는 아데노신삼인산 분해효소) 유전자가 발현되는 돼지로, 이종이식 후 나타나는 혈액 응고를 완화하기 위해 개발됐다.

‘믿음이’와의 교배로 유전자 3개가 조절된 돼지를 생산하는 데 활용 중이다.

이종이식용 돼지 ‘소망이’ ⓒ농진청

이어 유전자 3개가 모두 들어간 돼지 ‘사랑이’도 개발됐다.

‘사랑이’는 ‘지노’, ‘믿음이’, ‘소망이’의 유전자 편집 내용을 모두 지니고 있어서 초급성, 급성, 혈관성 면역거부 반응을 동시에 제어할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

현재 ‘믿음이’와 ‘소망이’는 다 자라 후대를 생산했고, 그 후대 중에서 유전자 3개가 모두 들어간 돼지가 ‘사랑이’로 불린다.

임기순 농진청 국립축산과학원 동물바이오공학과장은 “앞으로 바이오 이종장기용 돼지 개발의 목표인 임상 적용을 위해 기준에 부합한 결과를 달성할 수 있도록 추가 연구를 진행할 계획”이라며 “바이오·의료소재 분야 등 축산업의 다양한 발전 방향을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다.