돼지 장기, 사람에게 이식 길 열리나…거부반응 잡을 ‘세포주’ 개발

농촌진흥청이 돼지 장기를 사람에게 이식할 때 발생하는 면역거부반응을 크게 줄일 수 있는 새로운 형질전환 세포주를 구축하는 데 성공했다.

농촌진흥청은 10일 국립축산과학원이 이종장기 이식의 가장 큰 걸림돌인 면역거부반응과 혈전·염증 문제를 해결하기 위한 형질전환 돼지 생산용 세포주를 개발하고 국내외 특허 출원을 마쳤다고 밝혔다. 돼지 장기는 크기와 기능이 사람과 유사해 장기 기증 대안으로 주목받지만, 이식 시 인체 면역체계가 이를 이물질로 인식해 공격하는 문제가 있었다.

이번에 개발된 세포주는 면역거부 유발 유전자인 'B4GALNT2'의 기능을 없애고, 그 자리에 혈전과 염증 반응을 조절하는 사람 유래 면역 조절 유전자 'CD39'와 'CD73' 두 종을 정밀하게 삽입한 것이다.

연구진은 유세포 분석(flow cytometry)을 통해 CD39 단백질이 94.8%, CD73 단백질이 99.0%의 세포에서 발현되는 것을 확인했다. 단백질 발현량도 대조군 대비 각각 최대 25배, 73배 높게 나타나 유전자가 안정적으로 발현됨을 입증했다.

특히 기능 분석에서 염증을 촉진하는 세포 밖 아데노신삼인산(ATP)은 빠르게 감소하고, 반대로 염증 반응을 완화하는 아데노신(adenosine)은 최대 26배 증가했다. 이는 삽입된 유전자가 실제 염증 신호를 조절하는 기능을 수행함을 의미한다.

농진청은 해당 기술의 권리 확보를 위해 지난해 6월 국내 특허에 이어 올해 5월 특허협력조약(PCT) 국제 특허 출원도 완료했다. 연구진은 이 세포주를 이용해 형질전환 복제돼지를 생산하고, 개체 수준에서 기능 검증을 거쳐 후속 이식 연구에 활용할 계획이다.

이경태 농촌진흥청 국립축산과학원 동물바이오유전체과장은 "도입한 유전자가 안정적으로 발현되고 실제 염증 관련 신호를 조절하는 기능까지 확인한 성과"라며 "형질전환 돼지를 생산해 개체 수준에서 기능을 검증하고 후속 이종 이식 연구로 이어가겠다"고 전했다.