↑ 태어난 알파갈 적중 복제미니돼지 사진

국내 연구진이 장기 이식이 필요한 환자에게 돼지의 장기를 면역거부가 거의 없이 이식할 수 있도록 해주는 복제돼지를 생산하는데 성공했다. 미국에 이어 두번째 성공이다. 이번 연구 성과로 세계 이종장기 시장 개척의 발판이 마련될 전망이다.

교육과학기술부는 장기 손상 환자에게 면역거부반응이 거의 없이 돼지의 장기를 이식 가능케 하는 형질전환 복제 미니돼지를 지난 3일 개발, 생산하는 데 성공했다고 22일 밝혔다.

이번 연구는 교육과학기술부 바이오신약장기사업(단장 임교빈)의 지원을 받아 한국생명공학연구원(고 이경광), 국립축산과학원(박수봉), 단국대학교(심호섭), 건국대학교(김진회) 및 전남대학교(강만종) 연구팀에 의해 결실을 맺었다.

◇면역거부 반응 해결

이종간 장기이식 연구는 면역거부 반응 해결이 관건이었다. 돼지 장기를 이식하는 경우, 돼지 장기 표면에 존재하고 사람 세포에는 없는 '알파갈' 항원이 인체의 면역 시스템에 의해 공격받아 이식된 장기가 괴사하게 된다.

↑ 알파갈 적중 복제미니돼지 생산 모식도

연구팀은 미니돼지 체세포에 존재하는 알파갈 전이 효소 유전자 2개 중 1개를 제거하고, 이 체세포의 핵을 핵이 제거된 난자에 주입해 형질전환 복제돼지를 생산하는 데 성공했다.

향후, 이 형질전환 복제돼지의 교배를 통해 두 유전자가 모두 파괴돼 '초급성 면역거부반응'의 원인인 알파갈이 제거된 형질전환 복제미니돼지를 대량 생산할 수 있게 됐다.

◇세계에서 2번째로 성공

형질전환복제돼지 생산은 우리나라가 세계에서 2번째로 성공한 연구 성과다. 앞서 2005년 미국 하버드대 연구팀이 알파갈이 제거된 미니돼지의 심장을 바분원숭이에 이식해 6개월간 생명이 유지된 보고가 있다.

이번 연구결과를 바탕으로, 국내에서 이종장기 이식을 현실화 할 수 있는 기반기술이 확보된 것으로 보여, 추후 형질전환 복제돼지를 활용한 면역제어 연구가 더욱 촉진됨으로써, 이종장기 분야에서의 국제적 기술 우위 확보가 예상된다.

이종장기 상용화 시점으로 예상되는 2017년에 세계 장기이식 대기자의 수가 210만명에 이를 것으로 예상된다. 또 현재 미국에서 약 4만명의 환자가 심장이식 수술을 필요로 하는데, 이중 약 1/3 정도의 환자가 장기 기증을 기다리다가 사망하는 실정이다.

◇미니돼지(minipig) 활용

일반돼지는 다 자랄 경우 300Kg 에 육박하고, 인체 장기의 크기보다 훨씬 큰 장기를 가지고 있어서 장기 이식이 불가능하다. 하지만 미니돼지는 성체의 크기가 평균 80 Kg 로 인체 중량과 비슷하고 장기 크기도 비슷해서 실제로 이식에 활용할 수 있다.

국내 최초로 생산된 이 형질전환 복제미니돼지는 농촌진흥청 국립축산과학원에서 현재까지 건강한 상태를 유지하고 있는 것으로 알려졌다.

교육과학기술부는 앞으로 형질전환 복제돼지를 이용해 이식용 췌도, 심장판막, 심장 등을 실용화하는 연구를 보건복지가족부와 공동으로 진행할 계획이다. 또 농촌진흥청과 공동으로 형질전환 복제돼지의 안정적 대량 생산에 관련된 연구를 진행할 예정이다.


<용어설명>
◇이종간 장기이식 (Xenotransplantation): 세포, 조직 및 기관을 한 종에서 다른 종으로 이식하는 것으로 인간의 장기만으로 그 수요를 충족시킬 수 없어 인간 이외의 돼지나 원숭이 등 동물의 장기를 이용한다.

◇알파갈 (α-gal): α1,3-Galactosyltransferase 합성효소로부터 만들어 지는 당단백질로서, 영장류를 제외한 다른 포유류에 존재한다. 인체에는 알파갈에 대한 항체가 있어 돼지의 장기를 인체에 이식하면 사람의 항체가 돼지의 알파갈을 이물질로 인식하여, 면역거부반응을 초래한다.

◇적중(knock-out): 전이효소의 작동을 마비시키는 방법