서울대학교 의과대학 안규리 교수 연구팀과 수의과대학 이병천 교수 연구팀에서는 지식경제부 산업원천기술 개발 사업의 지원 하에 이종 췌도 이식시 발생하는 면역거부반응을 조절할 수 있는 췌도이식용 형질전환 복제돼지의 생산에 성공하였다.
당뇨병의 근본적인 치료법은 췌장에서 인슐린을 분비하는 세포인 췌도의 직접적인 이식이지만, 사람의 췌도 이식은 췌도의 제공이 절대적으로 부족한 심각한 문제가 있다. 이를 해결하기 위하여 돼지의 췌도를 이용하는 이종 췌도 이식에 대한 연구가 전 세계적으로 진행되고 있다.
바이오 인공 췌장이란 당뇨병 치료를 위하여 돼지의 췌도를 분리 및 가공하여 환자에 이식함으로써 인슐린 분비 기능을 대신하도록 개발된 췌장을 말하며 이를 위하여 연구팀은 췌도 이식용 형질전환 복제 돼지를 개발하고 있다.
바이오 장기 생산용 돼지의 장기를 사람에 이식하는 ‘이종 장기 이식’은 빠르고 강한 거부반응인 초급성거부반응이 발생하는 반면에, 췌도만을 이용하는 ‘이종 췌도 이식’의 경우는 장기이식과는 달리 직접 혈관을 연결하지 않고 체내에 삽입하는 방법으로 이종 이식시 가장 문제가 되는 초급성거부반응을 걱정하지 않아도 된다. 이러한 이유로 인해 이종 췌도이식이 이 분야에서 가장 빨리 실용화될 것으로 예측되고 있다.
그러나 이종 췌도이식 후에도 급성혈액매개성 염증반응 (IBMIR)과 급성 세포매개성 거부반응이 발생할 수 있다. 이는 췌도 이식 부위에 혈액의 직접적인 노출과 면역 세포들이 유입되면서 발생하게 되며, 다양한 매개 물질들에 의해 반응이 유도 된다.
연구팀은 이종 췌도이식시 발생하는 면역거부반응을 극복하기 위하여, 염증반응을 조절하는 억제물질이 발현되는 형질전환 복제돼지를 세계 최초로 생산하였다.
이번 연구팀의 형질전환 복제돼지는, 이종 췌도 이식시 염증 반응을 유도하는 것으로 잘 알려진 대표적인 면역매개 물질인 종양괴사인자 (TNF-α)를 차단시키는 특정단백질 (sTNFRI-Fc 융합단백질)이 발현되는 돼지이다.
임상적으로 종양괴사인자 차단 단백질은 류마티스성 관절염의 치료제로 사용 중이다. 이번에 생산된 형질전환 돼지의 췌도를 사람에게 이식시 유도되는 면역 거부반응을 상당부분 억제할 수 있을 것이며, 더 나아가 고형장기 이식에도 상당한 면역 반응 억제 효과를 보일 것으로 기대 된다.