돼지의 장기를 영장류에 이식할 때 단시간 내에 발생하는 초급성 면역거부반응 문제를 해결하기 위해 이를 제어할 수 있는 alpha1,3-galactosyltransferase knock out (Gal-T-/-) 돼지를 생산하였다. 그럼에도 불구하고 그 심장을 이식을 받은 영장류가 사망하는 것으로 보고되었으며, 그 원인은 non-Gal 항원-항체 반응에 의한 면역반응과 돼지와 영장류 간 분자, 생리적 차이에 의해 발생하는 급성 체액성 거부반응 때문이라고 알려져 있다. 본 연구는 어떤 인자와 기전에 의해 이식된 장기가 손상되고 사망하게 되는지 분자 수준에 서 알아보기 위하여, 영장류에 이식한 Gal-T-/- 돼지 심장에서 유전자의 발현 변화를 분 석하였다. 이를 위해 동일 부모에서 태어난 Gal-T-/- 돼지의 이식에 활용하지 않은 심장 을 대조군으로 하여 cynomolous 원숭이에 이식 후 9일째 채취한 심장으로부터 총 RNA 를 추출한 후 Sequencing을 통해 전 돼지 유전자의 발현수준을 비교하였다. 분석 결과, 이식된 심장에서 1292개의 유전자 발현이 유의적으로 증가하였고, 949개는 유의적으로 감 소하는 것으로 분석되었다. 이 중에서 심근 경색 등과 같이 심장이 손상되면 발현이 증가 하는 matricellular 단백질 유전자인 tenascin C(23.7배), Tsp-1(13.9배), -2(5.8배), -4(6.6 배), SPARC(3.6)의 발현이 증가한 것으로 분석되었다. 특히 혈관에서 혈액 응고를 촉진 시킨다고 알려진 Tsp-1의 발현이 유의하게 증가한다는 것을 quantitative RT-PCR 분석 으로 확인하였다. 또한 혈액응고의 중요한 조절 인자인 TF의 발현이 증가한 반면 억제 인자인 TFPI와 TBM의 발현은 변화가 없다는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 이식 과 정 중에 가해진 생리적 또는 물리적 손상 및 원숭이 혈액의 재관류 자극에 의해 심장의 기능 마커 유전자가 지속적으로 발현되는 것으로 예측된다.

This study was conducted to analyze the transgenic efficiency and sex ratio in -1,3-galactosyltransferase (GalT) knock-out (KO) transgenic pigs according to generation. GalT KO piglets were produced by artificial insemination or natural mating. The transgenic confirmation of GalT KO was evaluated by PCR amplification using specific primers. After electrophoresis, three types of bands were detected such as 2.3 kb single band (Wild), 2.3 and 3.6kb double bands (GalT KO -/+; heterozygote), and 3.6kb single band (GalT KO -/-; homozygote). Transgenic efficiency in F1 generation was 64.5% (23/35) of GalT KO (-/+). In F2 generation, GalT KO transgenic efficiency was 36.4% (21/57, Wild), 47.5% (28/57, GalT KO -/+), and 16.1% (8/57, GalT KO -/-), respectively. Interestingly, no homozygote piglets were born in 6 deliveries among total 11 deliveries, although they were pregnant between male (M) and female (F) heterozygote. In the 5 litters including at least one GalT KO -/- piglet, the transgenic efficiency was 13.3% (2/24, Wild), 51.3% (14/24, GalT KO -/+), and 35.3% (8/24, GalT KO -/-), respectively. The sex ratio of M and F was 40:60 in and 49:51 in generation, respectively. Based on these results, GalT KO transgenic pigs have had a reproductive ability with a normal range of transgenic efficiency and sex ratio.