[세종=뉴스핌] 김기랑 기자 = 사람에게 이식하는 돼지 장기의 면역거부반응과 혈전·염증 반응을 줄일 수 있는 형질전환 세포주가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

농촌진흥청은 사람 유래 면역 조절 유전자 2종을 돼지 세포에 정밀 삽입해 기능까지 확인했다. 향후 형질전환 복제돼지를 생산해 이종 장기이식 연구를 이어갈 계획이다.

농진청은 사람에게 이식하는 돼지 장기의 면역거부반응과 혈전·염증 반응을 줄이기 위한 형질전환 돼지 생산용 세포주를 구축하고, 국내 특허와 특허협력조약(PCT) 국제출원을 마쳤다고 3일 밝혔다.

돼지 장기는 크기와 기능이 사람 장기와 비슷해 이종 장기이식의 유력한 대안으로 꼽힌다. 하지만 사람에게 이식하면 면역체계가 돼지 장기를 이물질로 인식해 공격하면서 면역거부반응과 혈전, 염증 등이 발생하는 것이 가장 큰 한계로 지적돼 왔다.

국립축산과학원이 구축한 세포주는 면역거부반응을 유발하는 돼지의 B4GALNT2 유전자 기능을 없애고, 그 자리에 사람 유래 면역 조절 유전자인 CD39와 CD73을 삽입한 것이 특징이다. 연구진은 두 유전자를 목표 유전자 위치에 정밀 삽입해 혈전과 염증 반응을 조절하도록 설계했다.

유전자 삽입 여부를 확인한 결과 CD39 단백질은 94.8%, CD73 단백질은 99.0%의 세포에서 발현됐다. 단백질 발현량은 대조군보다 각각 최대 25배와 73배 높아 대부분의 세포에서 안정적으로 발현되는 것으로 확인됐다.

연구진은 단백질 발현뿐 아니라 실제 기능도 검증했다. 기능 분석 결과 염증반응을 촉진하는 세포 밖 ATP는 빠르게 감소했고, 면역·염증 반응을 완화하는 아데노신은 대조군보다 최대 26배 증가했다. 이는 삽입한 CD39와 CD73 유전자가 단순히 발현되는 데 그치지 않고, 염증 관련 신호를 실제 조절하는 기능을 수행한다는 점을 보여준다고 농진청은 설명했다.

연구진은 기술의 원천 권리 확보를 위해 지난해 6월 국내 특허를 출원한 데 이어, 올해 5월 특허협력조약(PCT)에 따른 국제 특허 출원도 완료했다. 현재는 해당 세포주를 활용한 형질전환 복제돼지 생산 연구도 함께 진행하고 있다.

앞으로는 형질전환 돼지에서 B4GALNT2 유전자 기능 상실과 CD39·CD73 유전자 발현 여부를 개체 수준에서 확인하고, 면역거부반응과 혈전·염증 조절 기능을 검증할 계획이다. 이를 바탕으로 이종 장기이식용 돼지 개발에 필요한 유전자 조합을 고도화하고, 검증을 마친 돼지는 후속 이식 연구에 활용할 예정이다.

이경태 농진청 축산과학원 동물바이오유전체과 과장은 "이번 연구는 이종 이식용 돼지 개발에 활용할 세포주를 구축하고 도입한 유전자가 안정적으로 발현되고 실제 염증 관련 신호를 조절하는 기능까지 확인한 성과"라며 "앞으로 형질전환 돼지를 생산해 개체 수준에서 기능을 검증하고 후속 이종 이식 연구로 이어가겠다"고 강조했다.

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