경상대학교(총장 하우송) 수의과대학 노규진(盧圭振) 교수 연구팀이 세계 최초로 골수유래 줄기세포를 분리하여 건강한 미니 복제돼지를 생산하는 데 성공했다.
미니 복제돼지는 지난 12월 3일 4마리가 태어났으며 현재 2마리가 경기도 축산위생연구소에서 자라고 있다.
그동안 바이오 장기 생산용 복제돼지의 경우 적절치 못한 공여세포를 이용함으로써 비정상적인 형질, 거대 태아증, 조기 폐사 등의 문제가 있었다. 그러나 이번 미니 복제돼지는 이런 문제점을 극복하기 위해 골수에서 분리 배양된 줄기세포를 이용했다. 이런 방식으로 미니돼지의 복제에 성공한 사례는 처음이라는 것이다.
이번 연구에는 농촌진흥청(청장 김인식) 바이오장기 연구단장인 경상대학교 노규진 교수, 강원대학교 수의과대학 이은송 교수, 충북대학교 수의과대학 현상환 교수, 축산과학원 성환후 박사 연구팀에 의해 줄기세포의 분리, 핵이식 복제 및 검증이 이루어졌다. 또 경기도 축산위생연구소(소장 이성식) 연구팀이 대리모 사육과 분만 관리를 맡는 등 대학과 공공 연구기관의 공동 연구에 의해 이 같은 성과를 이루게 되었다.
노규진 교수에 따르면 동물 복제기술은 우량형질의 가축 생산 및 멸종 위기에 처한 동물 보존에서 중요한 역할을 할 뿐만 아니라, 최근에는 바이오 장기를 생산하는 데 있어서 중요한 핵심기술이다. 하지만 바이오 장기 생산용 복제돼지 생산의 경우 적절하지 못한 공여세포를 사용함으로써 비정상적인 형질, 거대 태아증, 조기 폐사 등의 문제를 일으켰다.
그러나 이번 미니 복제돼지 생산의 경우, 이러한 문제점을 극복하기 위해 미니돼지 골수에서 분리 배양된 줄기세포를 일반 돼지의 핵이 제거된 난자에 이식한 후 대리모인 일반 돼지에 핵이식된 수정란을 이식하여 116일간의 임신기간을 거쳐 건강한 돼지를 생산하는 데 성공한 것이다.
이번 미니 복제돼지 생산성과는 현재까지의 복제동물 생산 관련 문제점을 극복하기 위해 골수 유래 줄기세포를 분리하여 건강한 돼지를 생산하는 데 성공한 첫 사례다.
노규진 교수팀은 암컷 미니돼지 골수로부터 분리한 줄기세포를 공여세포로 사용하였고, 도축장 유래 일반 돼지 난소의 난자와 일반 돼지를 대리모로 이용하였다. 그 결과 800g 전후의 건강한 암컷 미니 복제돼지 4마리를 출산하였으며, 대리모 또한 건강한 것으로 확인됐다고 밝혔다.
이번 미니돼지의 복제 성과는 공여세포로써 줄기세포를 안정적으로 사용할 수 있음을 확인할 수 있었고, 핵의 재구성(reprogramming)과 후천유전(epigenesis)에 관련된 문제점들을 사전에 방지하여 질 좋은 복제수정란 생산, 대리모 이식 후 임신율, 산자 생산율에 있어서 효율이 높게 나타났다.
이는 특히, 세계 최초로 골수 유래 중간엽성 줄기세포를 공여세포로 이용하여 복제돼지를 생산한 것으로 학문적으로 큰 의미를 가진다. 앞으로 면역 시스템을 제어하여 유전자를 줄기세포에 도입시켜 복제한 후, 바이오 장기를 만드는 데 큰 밑거름이 될 것이다.
노규진 교수는 “현재 전 세계적으로 장기이식 수요는 급증하는 반면에 공급은 제한돼 이식대기를 기다리는 환자들이 매년 급증하고 있는 추세”라면서 “돼지의 경우 해부 생리학적으로 사람과 가장 가까운 동물로 장기 또한 크기가 사람과 비슷하며, 짧은 임신 기간에 산자를 대량 생산할 수 있는 장점이 있다”고 설명했다. 노규진 교수는 “‘환자 맞춤형 장기’를 생산하는 데 한걸음 다가갈 수 있음을 암시하는 것”이라면서 “재생의학/바이오 이종장기 이식용으로 사용하는 데 많은 기여를 하게 될 것”이라고 말했다.
한편 농촌진흥청 바이오장기 사업단은 차세대 성장동력 사업의 일환으로 농촌진흥청, 과학기술부, 보건복지부 간 부처별 협력 사업으로 인체 장기이식을 위한 바이오 장기를 생산하는 데 최종 목표를 두고 있다.
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