동물 장기 인체 이식 곧 실현

동물 장기 인체 이식 곧 실현

■ 농진청, 인체 면역 거부 제어한 돼지 잇따라 생산

국내 연구진이 인간의 유전자를 삽입해 인체 거부 반응을 줄인 장기 이식용 돼지를 생산해냈다. 농촌 진흥청은 급성 혈관성 면역 거부 반응 유전자(CD73)가 형질 전환된 복제 돼지 '소망이'를 생산하는데 성공했다고 2011.07.06일 밝혔다.

장기를 인간에게 이식하기 위해 개발됐는데, 콩팥. 심장. 폐 같은 장기는 인간의 것과 같은 크기이고 기능도 같다. 사람의 혈액과 돼지의 혈액이 만날 때 생기는 거부 반응도 없다. 복제 돼지의 장기를 인간에게 쓸 수 있는 것은 인간의 유전자를 갖고 있기 때문이다.

돼지 난자에서 핵을 제거한 뒤, 그 대신 인간의 유전자를 가진 체세포의 핵을 삽입하는 방식으로 태어났다. 장기 이식용 복제 돼지가 잇따라 생산되면서 돼지의 장기를 인체에 이식하는 의료 행위가 실현될 가능성이 커졌다. 돼지는 생리 및 장기의 형태가 인간과 가장 흡사해 미국이나 일본 등 선진국들이 앞다퉈 바이오 장기 생산 연구의 매개체로 활용하고 있다.

면역 거부 반응은 통상 수 분 내지 수 시간 만에 나타나는 초급성 면역 거부 반응을 시작으로 수일내에 발생하는 급성 체액성 및 급성 혈관성, 수일에서 수개월에 발생하는 급성 세포성, 수년이 지나 발생하는 만성 면역 거부 반응 등의 순서로 진행된다. 이같은 면역 거부 반응을 없애는 것이 바로 바이오 장기 생산의 핵심이다.

■ 유전자 형질 전환으로 면역 거부 반응 억제

농진청은 2009년 5월 국내 최초로 면역 거부 반응을 일으키는 알파갈(GalT)이라는 물질을 제어(knock out)해 장기 이식용 복제 돼지 '지노(Xeno)‘를 생산했다. 2010년 08월에는 초급성 및 급성 면역 거부 반응 유전자 2개를 동시에 제어한 형질 전환 복제 돼지 '믿음이'를 생산하는 데 성공했다. '믿음이'는 알파갈(GalT)이라는 물질을 제어하고 초급성과 급성에 관여하는 유전자(MCP, CD46)를 삽입(knock in)해 만든 다중 형질 전환 복제 돼지이다.

2011.07.06일 생산한 '소망이'는 급성 혈관성 면역 거부 반응을 억제하는 중요한 역할을 하는 인간 유전자(CD73)가 돼지에서 나타나도록 개발된 것이다. 혈액 내부에는 혈액 응고 억제 단백질이 존재하고 이 단백질 조절에 의해 혈액이 응고하지 않고 흐르는데 인간 유전자 가운데 CD73이나 CD39, TFPI 등은 혈액 응고 억제를 조절하는 대표적인 단백질이다.

특히 일반 돼지의 장기가 사람에 이식될 경우 혈액내의 ATP(Adenosine Tree Phosphate)가 아데노신( Adenosine)으로 분해되지 않아 혈소판이 활성화되고 이식된 장기의 혈관내 혈액이 응고된다. 하지만 인간의 CD73 유전자가 도입된 형질 전환 돼지의 장기가 이식되면 이 유전자가 혈액내 ATP를 아네노신으로 변환시켜 혈소판을 활성화시키고 혈액 응고도 방지할 수 있다.

■ 2015년부터 인간에게 장기 이식 임상 실험 계획

농진청은 2012년에 4-5개의 유전자가 동시에 발현돼 세포성 면역 거부 반응을 제어할 수 있는 실험에 착수하는 동시에 지노, 믿음이, 소망이 등 형질 전환 복제 돼지를 활용한 다중 면역 거부 반응 형질 전환 돼지 생산에도 나설 계획이다.

형질 전환 복제 돼지를 서로 교배하는 방법으로 새끼 돼지를 생산할 경우 2-3개의 면역 관련 유전자를 동시에 제어할 수 있는 돼지를 생산할 수 있을 것으로 농진청은 기대하고 있다. 농진청은 2015년까지 4단계의 거부 반응을 모두 조절할 수 있는 돼지를 생산한 뒤, 복제 돼지의 대량 증식을 통한 가축군 조성하여 인간에게 장기 이식 임상 실험 등을 벌일 계획이다.

농진청 국립 축산 과학원 장원경 원장은 "농진청, 교육 과학기술부, 보건복지 가족부 산하 바이오 장기 관련 사업단과 긴밀히 협조해 장기 이식 연구에 박차를 가할 계획"이라며 "바이오 장기 연구는 인간의 생명을 구하는 동시에 축산업을 고부가 가치 미래 산업으로 변모시킬 것"이라고 말했다. (연합뉴스 강창구 기자, 입력: 2011.07.06)