돼지의 체세포 핵이식(Somatic cell nuclear transfer,SCNT)은 인간에게 약리적 효과가 있는 단백질, 이종 간 장기이식(xenotransplantation)에 사용되는 장기, 질병 연 구 목적의 모델 동물을 제공한다. 특히 형질전환 돼지를 활용한 심장 이식이 세계 최초로 성공한 후 형질전환 돼 지 생산의 안정화는 다음 연구를 위한 중요한 점으로 대 두되고 있으나, 미니돼지의 체세포 핵이식 배아의 생산 효율은 아직 낮은 실정이다. 형질전환의 성공은 양질의 SCNT 배아 생산에서 시작되어야 한다. 이러한 SCNT 배 아의 생산 효율을 향상할 수 있는 요인 중에는 공여 세포 의 형태가 있으며, 성공적인 공여 세포의 생산을 위해서 는 종축에 따른 세포의 특성을 파악하여야 하고, 혈액형 의 차이에서 발생하는 문제점 해결을 위해 OO 타입의 선 별이 필요하다. 본 연구에서는 지속적인 계대 배양을 통 하여 공여 세포로 사용되는 미니돼지의 태아섬유아세포의 계대 배양 조건을 확립하고자 한다. 또한 미니돼지의 혈 액형을 PCR 기반으로 분석하여 분류하고 OO 타입의 선 별을 통하여 이종 간 이식에 용이하게 공여 세포의 조건 을 확립하였다. 이후 sgRNA(single guide RNA)를 사용하 여 CRISPR-Cpf1로 GGTA1(α-1,3 galactosyl-transferase) 유전자를 knock-out 한 미니돼지의 생산으로, 급성면역반 응을 유발하는 Gal(1,3)Gal epitope이 제거된 미니돼지의 세포 주를 구축 및 체세포 핵이식을 통해 GGTA1 knock-out 미니돼지를 생산하였으며, 이러한 연구는 이후 체세포 핵이식 및 이종 간 장기이식에 중요한 기초자료로 사용될 것이라고 생각된다.

본 연구는 생체 내 세포 및 조직배양기로서의 면역결핍동물을 개발할 목적으로 proximal Ick promoter와 DT-A유전자를 이용하여 형질전환생쥐를 생산하였고 형질전환생쥐의 면역기관에서 Di-phteria toxin이 발현되어 T-cell이 결핍되는지를 분석하였다. 총 암수 2마리의 형질전환생쥐를 PCR과 South-ern blotting으로 분석하여 얻었으며 이식유전자의 copy수는 약 2∼3 copy가 정착된 것으로 확인되었다. 형질전환생쥐의 thymus, spleen, liver 조직을 분리한 후 total RNA를 추출하여 poly(dT) primer 와 DT 특이적 primer를 이용하여 RT-PCR수행 결과 형질전환생쥐의 thymus, spleen, liver에서 DT gene이 발현되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 형질전환생쥐의 이들 조직간에 DT 발현량에는 큰차이는 없는 것으로 확인되었다. 형질전환생쥐의 혈액에서 적혈구, 백혈구 ,혈소판, 헤모글로빈 등이 정상생쥐보다 감소되었고 특히 백혈구수와 혈소판의 수가 크게 감소되어 있는 것으로 나타났다. 또한 형질전환생쥐의 혈액을 CD3 antibody를 이용하여 FACS 분석을 실시하여 형질전환생쥐의 혈액 중 T-cell이 수가 비정상적으로 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 Ick-DT 형질전환생쥐에서 DT유전자의 발현에 의한 T-cell 결핍을 유도할 수 있는 것으로 나타나 이를 바탕으로 돼지를 이용한 사람의 이종장기 배양용 형질전환동물을 생산하여 응용될 수 있을 것으로 사료된다.

요 약 I. INTRODUCTION II. MATERIALS AND METHODS III. RESULTS IV. DISCUSSION V. SUMMARY VI. REFERENCES

외래 유전자를 이식하여 형질전환동물을 생산하는 방법은 현재 약 3가지 정도가 실제 이용되고 있다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 방법으로는 DNA 미세주입법인데 생쥐와 비교하여 다른 동물에서의 형질전환효율은 상당히 낮은 것으로 나타나 형질전환가축의 생산을 위해서는 많은 비용과 시설 및 노동이 필요하여 실용성에 문제를 갖고 있다. 각 가축에 적합한 DNA 미세주입 조건을 확립시키고 형질전환동물의 생산효율을 높이는 연구가 필요하다. 가축에서 형질전환기술이 실제로 응용되고 있는 분야로는 대량생산이 어려운 의약품을 형질전환가축의 젖으로 합성 분비시키게 함으로써 생리적으로 활성이 있는 의약품의 대량생산이 가능할 것으로 예상된다. Growth Hormone이나 Growth Factor들을 이용한 성장과 관련된 형질전환가축의 기술은 예상했던 것보다 큰 성과는 없었는데 이식 유전자의 과잉발현으로 인한 부작용으로 실용화될 수 없었다. 그러므로 형질전환동물의 실용화를 위해서는 효율적인 유전자 이식방법의 개발과 이식 유전자의 발현으로 인한 부작용을 최소화하면서 좋은 표현형을 얻을 수 있도록 이식유전자의 발현을 인위적으로 조절할 수 있는 regulatory system의 개발과 가축의 경제형질에 관여하는 유전자의 식별이 필요하다.