의사
치매 복제돼지는 인간 치매 유발 유전자 3개가 동시에 발현되는 형질전환 복제돼지로, 이 같은 복제돼지 생산 기술은 전 세계 치매 연구 및 치료제 개발을 선도할 수 있는 핵심적인 기반기술이다.
박세필 제주대학교 줄기세포연구센터 연구팀은 치매, 즉 알츠하이머 질환(AD: Alzheimer disease)을 일으키는 유전자 3개(APP, PS1, Tau)를 가진 복제돼지 일명 '제누피그'(JNUPIG·Jeju National University Pig) 생산 관련 미국특허를 획득했다고 9일 밝혔다.
박 교수 연구팀은 농림축산식품부 '우장춘 프로젝트'의 하나로 2012년부터 2017년까지 5년간 '알츠하이머 질환 모델 돼지개발과 후성 유전체 연구'를 수행해 순수 토종 기술로 인간 치매 유발 유전자 3개가 발현되는 제누피그를 세계 처음으로 생산했다.
관련 연구 결과는 저명 국제학술 저널인 미국 공공과학 온라인 학술지 '플로스 원'(PLOS ONE) 2017년 6월호에 실렸다.
제누피그 생산 연구에는 제주대와 건국대, 축산과학원, 미래셀바이오, 메디프론이 참여했다.
앞서 2009년 덴마크 연구팀이 알츠하이머 치매 유전자를 가진 복제돼지를 생산했으나 이 복제돼지는 치매를 일으키는 유전자 1개(APP)만 이식돼 치매 동물 모델로 보기에 한계가 있었다.
지금까지 알츠하이머 치료와 관련한 신약 개발이나 발병 메커니즘 연구에는 주로 설치류 모델이 이용됐다. 하지만 크기가 작은 설치류 모델은 사람과 생리학적, 내분비학적 특성 차이가 커 연구 결과에 대한 신뢰도 논란이 계속됐다.
이에 반해 사람과 유사한 장기구조와 생리적 특성을 가진 돼지는 알츠하이머 치료 신약 효능을 검정할 최고의 임상 동물로 꼽혔다.
박 교수 연구팀은 그동안 축적한 복제기술을 활용해 제주흑돼지 체세포에 치매 유발 유전자 3개를 주입한 뒤 복제 수정란을 생산하는 방식으로 제누피그를 탄생시켰다.
제누피그는 조직학·유전자적 발현 이외에도 살아있는 동안 사육사가 가르쳐준 사료 섭취 방식과 자동 급수기 사용법을 잊어버리고 밥통에 배변하는 등 전형적인 치매 증상을 보인다.
이 같은 복제기술은 2017년 국내 특허(제10-1791296호)를 획득한 데 이어 이번에 미국 특허 등록을 완료함에 따라 막대한 부가가치가 창출될 것으로 전망된다.
특허법인 다나는 예상 시장 규모에 따른 시장점유율 추정치를 적용했을 때 앞으로 기술이 완성된 시점을 기준으로 대략 2024년부터 9년간 4조4000억원의 매출을 예상했다. 복제기술 특허는 줄기세포·세포치료제 개발 전문기업인 미래셀바이오에 기술이전 됐다.
전라남도에서는 바이오메디컬 허브 구축사업의 하나로 전남생물의약연구센터가 '줄기세포 유래 바이오신약 소재개발 사업'(2019∼2021년)을 기획, 인간 치매 유전자 3개가 동시에 과다 발현되는 질환 모델 동물의 생산과 특성 규명을 위한 후속 연구를 수행하고 있다.
박세필 교수는 "치매 발병 기전 연구 및 신약 개발 연구에 사람과 유사한 장기구조와 생리적 특성을 가진 돼지와 같은 큰 동물을 이용한 질환 모델 연구 필요성이 제기돼 왔다"면서 "이번 연구 결과로 전 세계적 이슈인 치매 신약 개발을 앞당길 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
임기순 농촌진흥청 연구운영과장은 "인간 치매 유발 유전자 3개가 동시에 발현되는 질환 모델 동물 생산 원천기술이 순수 국내 연구진에 의해 개발됐다"며 "이는 국가 전략산업 기술경쟁력 확보와 소재 국산화 차원에서 중요한 의의를 갖는다"고 밝혔다.
국제알츠하이머협회(ADI)에 따르면 2018년 전 세계 치매 환자는 약 5천만명으로 2030년 8천200만명, 2050년 1억3천150만명에 이를 것으로 추산된다.
특히 알츠하이머 치료제 시장 규모는 EU를 포함한 미국과 일본 시장이 2017년 90억 달러, 2023년 133억 달러, 2050년 1조 달러 수준으로 증가할 것으로 예상된다.
국내 시장은 현재 약 700억원 정도이지만 98%가 수입 의약품에 의존하고 있어 자체적인 의약품 개발과 시스템 확립이 요구되고 있다.
<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>
연합뉴스 기자 (
