돼지 장기 이식 장벽 낮출 세포주…염증 완화 물질 최대 26배

돼지 B4GALNT2 기능 없애고 사람 CD39·CD73 유전자 삽입

CD39·CD73 단백질 94.8%·99.0% 세포서 확인

농진청, 국내·PCT 국제출원 마쳐…개체 수준 기능 검증 남아

농촌진흥청 전경. ⓒ데일리안 배군득 기자

사람의 면역체계가 돼지 장기를 이물질로 인식해 일으키는 거부반응과 혈전·염증을 줄일 형질전환 세포주가 국내에서 구축됐다. 아직 이식용 장기를 만든 단계는 아니며, 이 세포로 복제돼지를 생산해 개체 수준에서 효과를 확인하는 후속 연구가 남아 있다.

농촌진흥청은 국립축산과학원 연구진이 돼지 B4GALNT2 유전자 기능을 없애고 같은 자리에 사람 유래 CD39·CD73 유전자를 넣은 세포주를 구축했다고 3일 밝혔다.

돼지 장기는 사람 장기와 크기와 기능이 비슷하지만 사람에게 이식하면 면역체계의 공격으로 거부반응과 혈전, 염증이 발생할 수 있다. B4GALNT2는 이 과정에서 면역거부반응을 유발하는 돼지 유전자 가운데 하나다.

연구진은 유전자 가위 기술로 B4GALNT2 기능을 없애고 해당 위치에 혈전과 염증 반응을 조절하는 CD39·CD73 유전자를 정밀하게 삽입했다.

유세포 분석 결과 CD39 단백질은 94.8%, CD73 단백질은 99.0%의 세포에서 확인됐다. 단백질 발현량은 대조군보다 각각 최대 25배와 73배 높았다.

기능 분석에서는 염증반응을 촉진하는 세포 밖 아데노신삼인산(ATP)이 빠르게 감소했다. 면역·염증 반응을 완화하는 아데노신은 대조군보다 최대 26배 증가했다. 삽입한 유전자가 단백질로 발현되는 데 그치지 않고 염증 관련 신호를 조절하는 기능도 확인됐다는 게 연구진의 설명이다.

농진청은 지난해 6월 국내 특허를 출원한 데 이어 올해 5월 특허협력조약(PCT)에 따른 국제출원을 마쳤다. 현재 해당 세포주를 이용해 형질전환 복제돼지를 생산하는 연구를 진행하고 있다.

복제돼지가 생산되면 B4GALNT2 기능 상실과 CD39·CD73 발현 여부를 개체 수준에서 확인한다. 이어 면역거부반응과 혈전·염증 조절 기능을 검증하고 이종 이식용 돼지 개발에 필요한 유전자 조합을 보완할 계획이다.

이경태 농촌진흥청 국립축산과학원 동물바이오유전체과장은 “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 말했다.