제주대학교 줄기세포센터, 발생공학 국제심포지엄서 우수포스터상 수상
이승은ㆍ박민지 박사, ‘알츠하이머 질환 돼지 모델 생산’ 연구내용 발표
오준혁 기자입력 : 2022. 10. 24(월) 09:38
[제주도민신문 = 오준혁 기자] 제주대학교 줄기세포연구센터(센터장 박세필 교수, 바이오메디컬정보학과) 이승은 학술연구교수와 박민지 박사후연구원이 지난 21일 (사)한국동물생명공학회에서 주관한 ‘제20회 발생공학 국제심포지엄(The 20th International Symposium on Developmental Biotechnology)’에서 포스터 부문 우수상을 수상했다.
발표제목은 ‘Production of Alzheimer's Disease Pig Model Using Multi-Cistronic Vector System with Thy-1 Promotor’(Thy-1 프로모터가 포함된 다중구조 벡터 시스템을 이용한 알츠하이머 질환 돼지 모델 생산)‘이다. 전 세계적으로 치매환자의 증가속도는 더욱 빨라져 2030년 5655만명, 2050년이 되면 지금의 3배가량인 1억 600만 명에 이를 것으로 추산된다. 국내의 경우 2020년 기준으로 65세 이상 813만명 중 83만 8000여명(10.3%)이 치매질환자다. 특히 알츠하이머 질환은 치매 중 70%를 차지해 대부분의 치매환자가 이 질환을 앓고 있다.
사람의 신경세포 유전자 치료나 동물모델을 제작하기 위해서는 사람과 유사한 동물모델 제작이 필수적이나 지금까지 대부분 뇌질환 연구는 생쥐 모델이 주로 사용돼 왔다. 그러나 사람과는 생리적·내분비학적으로 종간(種間)의 차이(species-specificity)가 너무 커 생쥐에서 효능 있는 연구가 사람에게는 상이한 결과로 나타나 신뢰성이 낮았다.
또한 중·대 동물을 사용하는 경우에 기존 유전자 발현 시스템이 잘 작동하지 않아 신경세포 특이적 프로모터 사용에 따른 타겟 유전자의 핵 내 운반체로서 벡터시스템을 구축하는 것이 매우 중요하다.
따라서 이번 연구내용은 돼지 유래 Thy1 프로모터를 활용한 돼지 신경세포 특이적 알츠하이머성 치매 질환 유발 유전자 3개(APP, Tau, PS1)가 동시에 발현하는 다중벡터 시스템을 개발해 형질전환 치매 복제돼지로서 앞서 세계처음으로 탄생한(Jeju National University Pig; JNUPIG, ‘제누피그’ 2017)생산의 생산효율을 제고한 것이다. 현재까지 수컷 6두, 암컷 2두가 태어나 기술적인 측면에서 대량생산체계를 구축했다.
박세필 줄기세포연구센터장은 “이 연구는 형질전환 복제돼지는 전임상 단계에서 활용돼 알츠하이머 질환 치료제 및 후보군 약리 효과 분석(drug screening)에 유용하게 이용될 수 있다. 제주토종 흑돼지를 이용해 최적의 형질전환 복제 수정란 생산 기술을 확보한 만큼, 한 지역 내에서 대리모 준비부터 자돈 포유까지 all one system이 갖춰지기만 한다면 안정적인 생산 구축을 통해 알츠하이머 질환 모델 돼지를 대량 생산하는데 기여할 것으로 평가되고 있다”고 밝혔다.
이번 연구는 농촌진흥청과 제주특별자치도가 지원한 ‘우장춘프로젝트’로 지난 5년(2012~2017년) 진행됐던 ‘알츠하이머 질환 모델 돼지 개발과 후성유전체 연구’ 및 전라남도 바이오산업 2030(블루이코노미-블루바이오) 일환으로 전라남도 과학기술연구개발사업 ‘줄기세포 유래바이오신약 소재개발(2019~2021년)’ 연계사업으로 수행됐다.
발표제목은 ‘Production of Alzheimer's Disease Pig Model Using Multi-Cistronic Vector System with Thy-1 Promotor’(Thy-1 프로모터가 포함된 다중구조 벡터 시스템을 이용한 알츠하이머 질환 돼지 모델 생산)‘이다. 전 세계적으로 치매환자의 증가속도는 더욱 빨라져 2030년 5655만명, 2050년이 되면 지금의 3배가량인 1억 600만 명에 이를 것으로 추산된다. 국내의 경우 2020년 기준으로 65세 이상 813만명 중 83만 8000여명(10.3%)이 치매질환자다. 특히 알츠하이머 질환은 치매 중 70%를 차지해 대부분의 치매환자가 이 질환을 앓고 있다.
사람의 신경세포 유전자 치료나 동물모델을 제작하기 위해서는 사람과 유사한 동물모델 제작이 필수적이나 지금까지 대부분 뇌질환 연구는 생쥐 모델이 주로 사용돼 왔다. 그러나 사람과는 생리적·내분비학적으로 종간(種間)의 차이(species-specificity)가 너무 커 생쥐에서 효능 있는 연구가 사람에게는 상이한 결과로 나타나 신뢰성이 낮았다.
또한 중·대 동물을 사용하는 경우에 기존 유전자 발현 시스템이 잘 작동하지 않아 신경세포 특이적 프로모터 사용에 따른 타겟 유전자의 핵 내 운반체로서 벡터시스템을 구축하는 것이 매우 중요하다.
따라서 이번 연구내용은 돼지 유래 Thy1 프로모터를 활용한 돼지 신경세포 특이적 알츠하이머성 치매 질환 유발 유전자 3개(APP, Tau, PS1)가 동시에 발현하는 다중벡터 시스템을 개발해 형질전환 치매 복제돼지로서 앞서 세계처음으로 탄생한(Jeju National University Pig; JNUPIG, ‘제누피그’ 2017)생산의 생산효율을 제고한 것이다. 현재까지 수컷 6두, 암컷 2두가 태어나 기술적인 측면에서 대량생산체계를 구축했다.
박세필 줄기세포연구센터장은 “이 연구는 형질전환 복제돼지는 전임상 단계에서 활용돼 알츠하이머 질환 치료제 및 후보군 약리 효과 분석(drug screening)에 유용하게 이용될 수 있다. 제주토종 흑돼지를 이용해 최적의 형질전환 복제 수정란 생산 기술을 확보한 만큼, 한 지역 내에서 대리모 준비부터 자돈 포유까지 all one system이 갖춰지기만 한다면 안정적인 생산 구축을 통해 알츠하이머 질환 모델 돼지를 대량 생산하는데 기여할 것으로 평가되고 있다”고 밝혔다.
이번 연구는 농촌진흥청과 제주특별자치도가 지원한 ‘우장춘프로젝트’로 지난 5년(2012~2017년) 진행됐던 ‘알츠하이머 질환 모델 돼지 개발과 후성유전체 연구’ 및 전라남도 바이오산업 2030(블루이코노미-블루바이오) 일환으로 전라남도 과학기술연구개발사업 ‘줄기세포 유래바이오신약 소재개발(2019~2021년)’ 연계사업으로 수행됐다.
